Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Xây dựng thuật toán và sơ đồ khối của chương trình dự báo động đất theo mô hình thống kê

Mục tiêu của luận văn nhằm xây dựng thuật toán mới và thiết lập chương trình dự báo động đất theo mô hình thống kê; áp dụng thử nghiệm chương trình được thiết lập đối với khu vực Tây Bắc Việt Nam và khu vực Đông Nam Á để so sánh kết quả dự báo với với các sự kiện đã xảy ra trong thực tế nhằm kiểm tra tính đúng đắn của chương trình.

L i c m  n ờ ả ơ

Lu n văn này đ ậ ượ c hoàn thành t i Vi n V t lý Đ a c u ­ Vi n KH&CN Vi t ạ ệ ậ ị ầ ệ ệ   Nam trên c  s  gi i quy t m t trong các nhi m v  c a đ  tài đ c l p c p Vi n ơ ở ả ế ộ ệ ụ ủ ề ộ ậ ấ ệ   khoa h c Vi t Nam, mã s : VAST.ĐL.09/11­12: “Xây d ng b  ch ọ ệ ố ự ộ ươ ng trình th ử   nghi m d  báo ng n h n đ ng đ t trên c  s  mô hình th ng kê k t h p s  d ng ệ ự ắ ạ ộ ấ ơ ở ố ế ợ ử ụ   các ph ươ ng pháp V t lý ki n t o, áp d ng đ i v i lãnh th  Vi t Nam và các cùng ậ ế ạ ụ ố ớ ổ ệ   lân c n” do TSKH. Ngô Th  L  làm ch  nhi m. Trong su t quá trình hoàn thành ậ ị ư ủ ệ ố  

lu n văn tôi đã nh n đ ậ ậ ượ ự ướ c s  h ng d n và ch  b o t n tình c a TSKH. Ngô Th ẫ ỉ ả ậ ủ ị  

L  Tôi xin bày t  s  kính tr ng và lòng bi t  n sâu s c t i cô. Tôi cũng xin chân ư ỏ ự ọ ế ơ ắ ớ   thành c m  n Ban lãnh đ o Vi n V t lý Đ a c u đã quan tâm và t o m i đi u ả ơ ạ ệ ậ ị ầ ạ ọ ề  

ki n thu n l i đ  tôi hoàn thành lu n văn này. Tôi xin chân thành c m  n TS ệ ậ ợ ể ậ ả ơ   Nguy n Đ c Vinh (ĐH Khoa h c T  nhiên ­ ĐH Qu c Gia Hà N i (ĐHKHTN – ễ ứ ọ ự ố ộ   ĐHQGHN), TS. Ph m Đình Nguyên (Vi n V t lý Đ a c u ­ Vi n KH&CN Vi t ạ ệ ậ ị ầ ệ ệ   Nam) đã có nh ng góp ý quý báu trong quá trình hoàn thi n lu n văn. Tác gi  xin ữ ệ ậ ả  

c m  n các đ ng nghi p Vi n V t lý Đ a c u, các cán b  phòng V t lý ki n t o, ả ơ ồ ệ ệ ậ ị ầ ộ ậ ế ạ   phòng Đ a đ ng l c, đ c bi t là Ths. Phùng Th  Thu H ng, CN Lê Th  Thu n và ị ộ ự ặ ệ ị ằ ị ấ  

KS Đ  Th  Hiên vì s  giúp đ  nhi t tình, thi t th c cho tôi trong  ỗ ị ự ỡ ệ ế ự su t  ố quá trình 

th c hi n các nhi m v  c  th  c a lu n văn ự ệ ệ ụ ụ ể ủ ậ

Lu n văn này là s  ti p t c trau d i, hoàn thi n và phát tri n nh ng ki n ậ ự ế ụ ồ ệ ể ữ ế  

th c   tôi   đã   ti p   thu   đ ứ ế ượ c   trong   th i   gian   h c   t p   t i   tr ờ ọ ậ ạ ườ ng   ĐHKHTN   ­   ĐHQGHN. Tôi xin chân thành c m  n các th y cô   b  môn V t lý Đ a c u, đ c ả ơ ầ ở ộ ậ ị ầ ặ  

bi t là TS. Đ  Đ c Thanh, TS. Nguy n Đ c Vinh, TS. Nguy n Đ c Tân ệ ỗ ứ ễ ứ ễ ứ

Tôi vô cùng bi t  n gia đình đã luôn đ ng viên, t o đi u ki n thu n l i nh t ế ơ ộ ạ ề ệ ậ ợ ấ   cho tôi h c t p và làm vi c! ọ ậ ệ

M c dù đã có nhi u c  g ng song lu n văn này không tránh kh i nh ng thi u ặ ề ố ắ ậ ỏ ữ ế   sót, tôi r t mong nh n đ ấ ậ ượ ự c s  góp ý t  các th y cô, các b n đ ng nghi p! ừ ầ ạ ồ ệ

Tôi xin chân thành c m  n! ả ơ

môc lôc

       M  ĐỞ ẦU 6

Chương 1: T NG QUANỔ 9

        1.1. T ng quan tình hình nghiên c u d  báo đ ng đ t trên th  gi iổ ứ ự ộ ấ ế ớ 9

        1.2. Tình hình nghiên c u d  báo đ ng đ t ứ ự ộ ấ ở Vi t Namệ 11

Chương 2: PHƯƠNG PHÁP D  BÁO Đ NG Đ T THEO MÔ HÌNH TH NGỰ Ộ Ấ Ố   KÊ 19

        2.1. C  s  lý thuy t c a phơ ở ế ủ ương pháp 19

        2.2. Qui trình d  báo đ ng đ t theo mô hình th ng kêự ộ ấ ố 26

Chương 3: THI T L P CHẾ Ậ ƯƠNG TRÌNH D  BÁO Đ NG Đ T THEO MÔỰ Ộ Ấ   HÌNH TH NG KÊỐ 31

        3.1. Thu t toán và s  đ  kh i c a chậ ơ ồ ố ủ ương trình d  báo đ ng đ t theo môự ộ ấ   hình th ng kê:ố 31

        3.2. Ngôn ng  l p trìnhữ ậ 35

        3.3. Chương trình 36

        3.4. Hướng d n s  d ng ph n m mẫ ử ụ ầ ề 37

        3.5. Các giao di n c a chệ ủ ương trình 40

        3.6. Code chương trình 41

Chương 4: ÁP D NG CHỤ ƯƠNG TRÌNH D  BÁO Đ NG Đ T THEO MÔỰ Ộ Ấ   HÌNH TH NG KÊ TH  NGHI M D  BÁO CHO CÁC KHU V C CỐ Ử Ệ Ự Ự Ụ  THỂ 45

4.1. Các tài li u s  d ngệ ử ụ 45

4.2. Áp d ng th  nghi m chụ ử ệ ương trình đ i v i khu v c tây b c vi t namố ớ ự ắ ệ 45 4.3. Áp d ng th  nghi m d  báo đ i v i danh m c đ ng đ t đông nam áụ ử ệ ự ố ớ ụ ộ ấ 50 4.4. So sánh k t qu  d  báo trong 2 trế ả ự ường h p khi l a ch n xác xu t tinợ ự ọ ấ   c y c a d  báo khác nhauậ ủ ự 53

4.5. Nh n xétậ 55        

K T LU NẾ Ậ 56

TÀI LI U THAM KH OỆ Ả 58

PH  L C 1Ụ Ụ 65

PH  L C 2Ụ Ụ 72

B ng ký hi u các ch  vi t t t ả ệ ữ ế ắ

Danh m c các b ngụ ả

B ng 4.1. ả K t qu  ế ả áp d ng chụ ương trình th  nghi m ử ệ d  báo ự đ ng đ t ộ ấ

cho khu v c Tây B c Vi t Nam trong ự ắ ệ 2 trường h pợ

47

B ng 4.2. So sánh đ  chênh l ch Tả ộ ệ max­Tdb  v i Tớ th c ự­ Tdb 48

B ng 4.3. Ví d  v  k t qu  d  báo đ i v i m t s  tr n đ ng đ tả ụ ề ế ả ự ố ớ ộ ố ậ ộ ấ 49

B ng 4.4. So sánh k t qu  d  báo đ ng đ t v i xác xu t tin c y khác ả ế ả ự ộ ấ ớ ấ ậ

nhau

54

Danh m c các hìnhụ

Hình 2.3. S  đ  miêu t  chu i các s  ki n trong DMĐĐ và các khái ơ ồ ả ỗ ự ệ

ni m dùng trong thu t toánệ ậ

28

Hình 3.1. Đ  th  c a hàm m t đ  xác su t c a phân ph i chu nồ ị ủ ậ ộ ấ ủ ố ẩ 32 Hình 3.2. S  đ  kh i c a chơ ồ ố ủ ương trình d  báo đ ng đ t theo mô hình ự ộ ấ

th ng kêố

34

Hình 3.3. Giao di n nh p d   li u đ u vàoệ ậ ữ ệ ầ 40

Hình 4.1. So sánh đ  chênh l ch v  th i gian Tộ ệ ề ờ max­Tdb  và Tth c ự ­ Tdb 48 Hình 4.2. Bi u đ  th  hi n tính liên t c c a d i s  li u v  th i gian ể ồ ể ệ ụ ủ ả ố ệ ề ờ

xu t hi n đ ng đ tấ ệ ộ ấ

50

Hình 4.3. Phân b  đ  chênh l ch gi a th i gian d  báo và th i gian đã ố ộ ệ ữ ờ ự ờ

x y ra s  ki n trên th c t  (ngày) ả ự ệ ự ế

52

Trong quá trình h c t p và làm vi c t i vi n V t lý đ a c u đ  hoàn thànhọ ậ ệ ạ ệ ậ ị ầ ể  

lu n văn, tác gi  lu n văn đã tham gia và là đ ng tác gi  c a các công trình đãậ ả ậ ồ ả ủ  

được công b  dố ưới đây:

1. Ngô Th  L , Tr n Vi t Phị ư ầ ệ ương (2009), “Tách các nhóm ti n ch n, d  ch n tề ấ ư ấ ừ danh m c đ ng đ t khu v c Đông Nam Á (chu k  1278­2008) b ng phụ ộ ấ ự ỳ ằ ương pháp 

c a s  không gian th i gian” ử ổ ờ Các khoa h c v  Trái đ t ọ ề ấ  31(1), Hà N i, 2009.Tr.ộ  35­ 43

2.  Burmin V.Yu., Ngô Th  L , Tr n Vi t Phị ư ầ ệ ương (2009), “Đánh giá tính hi uệ  

qu  c a h  th ng tr m đ a ch n hi n có c a Vi t Nam” ả ủ ệ ố ạ ị ấ ệ ủ ệ Các thi t b  đ a ch n ế ị ị ấ , 

Vi n Hàn lâm khoa h c Nga, 45(1), Moscow, 2009. ệ ọ Tr. 44­61.  (Ti ng Nga).ế

3. Rodkin M.V.*, Ngo Thi Lu **, Pisarenko V.F.*, Tran Viet Phuong** and Vu Thi Hoan **(2010), “Change in the regime of growth of cumulative seismic energy 

with   time:   examination   from   the   regional   catalogue   of   Vietnam”,  8 th   General  Assembly of Asian Seismological Commision (ASC 2010). (*­ International Institute 

of Earthquake Prediction Theory and Mathematical Geophysics  Russian Academy 

of Sciences (IIEPT RAS); **­ Institute of Geophysics VAST (Vietnam Academy of Science and Technology)

4.   V.Yu. Burmin*, Ngo Thi Lu**, Tran Viet Phuong**(2010),  “Design of an 

optimal network of seismic stations in North Vietnam”  8 th   General Assembly of  Asian Seismological Commision (ASC 2010)  *Schmidt Institute of Physics of the 

Earth, Russian Academy of Sciences,  Moscow, Russia; **Institute of Geophysics of Vietnamese Academy of Science and technology, Hanoi

5. Ngo Thi Lu, Nguyen Anh Quan, Tran Viet Phuong (2010), “Establishing a computer   program   for   earthquake   prediction   on   the   vietnamese   territory   and 

adjacent regions by zoning of Earth’s crust types” Journal of Geology, series B(35­

36/2010). tr. 111­130)

6. Ngô Th  L , Tr n Vi t Phị ư ầ ệ ương (2012) “Thi t l p chế ậ ương trình d  báo đ ngự ộ  

đ t theo mô hình th ng kê”,  ấ ố Đ a ch t ị ấ , S  331­332; 5­8/2012, tr. 40­49. ISSNố  0866­7381

7. Ngô Th  L , Tr n Vi t Phị ư ầ ệ ương (2012) “C i biên thu t toán và xây d ng sả ậ ự ơ 

đ  kh i c a chồ ố ủ ương trình d  báo đ ng đ t c c đ i b ng phự ộ ấ ự ạ ằ ương pháp v t lýậ  

ki n t o”,ế ạ  Tc Đ a ch t ị ấ   331­332; 5­8/2012, tr. 50­58. ISSN 0866­7381.

8. Ngô Th  L , Tr n Vi t Phị ư ầ ệ ương (2012) “V  m t cách ti p c n m i đ  xâyề ộ ế ậ ớ ề  

d ng thu t toán và quy trình d  báo đ ng đ t theo mô hình th ng kê”, ự ậ ự ộ ấ ố Các khoa 

h c v  Trái đ t ọ ề ấ  34(3), Hà N i, 2012, tr. 3­7.ộ

9. Ngô Th  L  (Ch  nhi m đ  tài), Tr n Vi t Phị ư ủ ệ ề ầ ệ ương, Phùng Th  Thu H ng,ị ằ  Nguy n H u Tuyên và nnk (2011) ễ ữ Đánh giá ti m năng đ a ch n lãnh th  Vi t ề ị ấ ổ ệ   Nam theo t  h p các tài li u đ a ch t­đ a v t lý và đ a ch n ổ ợ ệ ị ấ ị ậ ị ấ ,  Nhi m v  hệ ụ ợp tác khoa h c qu c t  gi a hai vi n Hàn lâm Khoa h c Vi t Nam và vi n HLKH Liênọ ố ế ữ ệ ọ ệ ệ  bang Nga theo Ngh  đ nh th  c p Nhà nị ị ư ấ ước (giai đo n 2008­2010). Hà N i, 2011.ạ ộ  Báo cáo t ng k t đ  tài. 163tr. ổ ế ề

M  Đ UỞ Ầ

Nh ng năm g n đây, th m ho  đ ng đ t, sóng th n trên toàn c u ngày m tữ ầ ả ạ ộ ấ ầ ầ ộ  gia tăng, nh t là đ i v i khu v c Đông Nam Á. ấ ố ớ ự Do có v  trí đ a lý ị ị n m t i n i ti pằ ạ ơ ế  giáp gi a 2 vành đai ho t đ ng đ a ch n l n liên quan v i 2 vành đai phá huữ ạ ộ ị ấ ớ ớ ỷ 

ki n t o chính ho t đ ng m nh m  nh t trên hành tinh, nên ế ạ ạ ộ ạ ẽ ấ Đông Nam Á không 

nh ng ch u  nh hữ ị ả ưởng c a ho t đ ng phá hu  ki n t o m nh mà còn ch u đủ ạ ộ ỷ ế ạ ạ ị ộ nguy hi m đ ng đ t và sóng th n r t cao.ể ộ ấ ầ ấ   Đ c bi t, th m ho  đ ng đ t sóngặ ệ ả ạ ộ ấ  

th n Sumatra ngày 26.12.2004, th m ho  do đ ng đ t T  Xuyên (12.05.2008) vàầ ả ạ ộ ấ ứ  

đ ng đ t (4.2010) (Trung Qu c), th m h a đ ng đ t  ộ ấ ố ả ọ ộ ấ Tōhoku (Nh t B n)  ậ ả vào ngày 11 tháng 3 năm 2011 đã gây t n th t vô cùng nghiêm tr ng v  ngổ ấ ọ ề ười, v  c aề ủ  

và c  v  s  phá hu  môi trả ề ự ỷ ường. G n đây nh t, hi n tầ ấ ệ ượng đ ng đ t liên t cộ ấ ụ  

x y ra t i khu v c đ p th y đi n sông Tranh 2 gây hoang mang trong d  lu n cả ạ ự ậ ủ ệ ư ậ ả 

nước nói chung và t nh Qu ng Nam nói riêng. Tình hình th c t  nêu trên làm choỉ ả ự ế  

v n đ  d  báo đ ng đ t, sóng th n, v n là v n đ  nan gi i và luôn mang tínhấ ề ự ộ ấ ầ ố ấ ề ả  

th i s  trên qui mô toàn c u, càng tr  nên c p thi t h n và đang đờ ự ầ ở ấ ế ơ ược các nhà khoa h c vô cùng quan tâm. Lãnh th  VN tham gia vào thành ph n c a ĐNA, nênọ ổ ầ ủ  

ít nhi u ch u  nh hề ị ả ưởng c a vùng ho t đ ng ki n t o và vùng nguy hi m đ aủ ạ ộ ế ạ ể ị  

ch n, đấ ược đ c tr ng b i tính đ a ch n và ho t đ ng ki n t o tích c c nh  v y.ặ ư ở ị ấ ạ ộ ế ạ ự ư ậ  

Do đó, nghiên c u d  báo đ ng đ t đ i v i lãnh th  Vi t Nam và các vùng lânứ ự ộ ấ ố ớ ổ ệ  

c n không nh ng là v n đ  có ý nghĩa khoa h c và th c ti n cao mà còn là m tậ ữ ấ ề ọ ự ễ ộ  nhi m v  có tính c p thi t đ i v i th c t  đ a ch n Vi t Nam. Đ  gi i quy tệ ụ ấ ế ố ớ ự ế ị ấ ệ ể ả ế  

v n đ  mang tính th i s  nh  v y đ i v i m t lãnh th  b t k , m t trong nh ngấ ề ờ ự ư ậ ố ớ ộ ổ ấ ỳ ộ ữ  nhi m v  quan tr ng hàng đ u là c n xây d ng và thi t l p m t chệ ụ ọ ầ ầ ự ế ậ ộ ương trình, cho phép d  báo th i gian, đ a đi m và đ  m nh c a tr n đ ng đ t có th  x y raự ờ ị ể ộ ạ ủ ậ ộ ấ ể ả  trong tương lai g n nh m xây d ng các bi n pháp phòng tránh, gi m thi u t i đaầ ằ ự ệ ả ể ố  thi t h i có th  Nhi m v  nh  v y càng có ý nghĩa h n trong b i c nh Vi nệ ạ ể ệ ụ ư ậ ơ ố ả ệ  VLĐC đang th c hi n D  án tăng cự ệ ự ường trang thi t b  tr m, ph c v  báo tinế ị ạ ụ ụ  

đ ng đ t và c nh báo sóng th n. ộ ấ ả ầ

Đ  gi i quy t v n đ  nêu trên, m t trong nh ng nhi m v  có tính c p thi tể ả ế ấ ề ộ ữ ệ ụ ấ ế  

là c n ti n hành là “ầ ế Xây d ng thu t toán và s  đ  kh i c a ch ự ậ ơ ồ ố ủ ươ ng trình d  báo ự  

đ ng đ t theo mô hình th ng kê”.  ộ ấ ố Đó chính là lý do mà tác gi  lu n văn đã ch nả ậ ọ  tên đ  tài nghiên c u này.ề ứ

M c tiêu c a lu n văn ụ ủ ậ

1 Xây d ng thu t toán m i và thi t l p chự ậ ớ ế ậ ương trình d  báo đ ng đ t theoự ộ ấ  

mô hình th ng kê.ố

2.Áp d ng th  nghi m chụ ử ệ ương trình được thi t l p đ i v i khu v c Tâyế ậ ố ớ ự  

B c Vi t Nam và khu v c Đông Nam Á đ  so sánh k t qu  d  báo v i v i cácắ ệ ự ể ế ả ự ớ ớ  

s  ki n đã x y ra trong th c t  nh m ki m tra tính đúng đ n c a chự ệ ả ự ế ằ ể ắ ủ ương trình

Nhi m v  c a lu n văn ệ ụ ủ ậ

1 Tìm hi u phể ương pháp d  báo đ ng đ t theo mô hình th ng kê trên c  sự ộ ấ ố ơ ở 

t  h p các tài li u đ a v t lý và đ a ch n.ổ ợ ệ ị ậ ị ấ

2 Thu th p các tài li u đ a v t lý và đ a ch n cho khu v c nghiên c u, phânậ ệ ị ậ ị ấ ự ứ  tích, l a ch n và ch nh lý s  li u ph c v  hự ọ ỉ ố ệ ụ ụ ướng nghiên c u.ứ

3.Xây d ng ự thu t toán, ậ s  đ  kh i, l a ch n ngôn ng  l p trình phù h p vàơ ồ ố ự ọ ữ ậ ợ  thi t l p chế ậ ương trình phân lo i v  Trái đ t trên máy tính.ạ ỏ ấ

4.Áp d ng th  nghi m chụ ử ệ ương trình đã được thi t l p đ i v i ế ậ ố ớ các khu v cự  khác nhau, nh n xét và đánh giá kh  năng  ng d ng c a chậ ả ứ ụ ủ ương trình

Ý nghĩa khoa h c và th c ti n c a lu n văn ọ ự ễ ủ ậ

1. Đã chuy n giao, áp d ng m t cách sáng t o phể ụ ộ ạ ương pháp d  báo b ngự ằ  

mô hình th ng kê, góp ph n gi i quy t nhi m v  d  báo đố ầ ả ế ệ ụ ự ược th i gianờ , t a đọ ộ 

và magnitude c a đ ng đ t   Vi t Nam và lân c n.ủ ộ ấ ở ệ ậ

2. Th i gian g n đây có r t nhi u các tr n đ ng đ t ờ ầ ấ ề ậ ộ ấ m nh x y raạ ả , gây nên 

nh ngữ  t n th t vô cùng n ng nổ ấ ặ ề ề ng v   ười và c aủ  Vì v y, xây d ng m t ph nậ ự ộ ầ  

m m có kh  năng d  báo trề ả ự ước được đ ng đ t là m t yêu c u vô cùng c p thi tộ ấ ộ ầ ấ ế  

có ý nghĩa khoa h c và có ý nghĩa th c ti n.ọ ự ễ

3. Nh ng n i dung đã đữ ộ ược th c hi n trong lu n văn này góp ph n thi tự ệ ậ ầ ế  

th c vào vi c gi i quy t m t trong ự ệ ả ế ộ nhi m v  c a Đ  tài đ c l p c p Vi n khoa ệ ụ ủ ề ộ ậ ấ ệ  

h c   Vi t   Nam,   mã   s :   VAST.ĐL.09/11­12:   “Xây   d ng   b   ch ọ ệ ố ự ộ ươ ng   trình   th ử   nghi m d  báo ng n h n đ ng đ t trên c  s  mô hình th ng kê k t h p s  d ng ệ ự ắ ạ ộ ấ ơ ở ố ế ợ ử ụ   các ph ươ ng pháp V t lý ki n t o, áp d ng đ i v i lãnh th  Vi t Nam và các cùng ậ ế ạ ụ ố ớ ổ ệ   lân c n” ậ

C u trúc c a lu n văn ấ ủ ậ

Lu n văn g m ph n m  đ u, 4 chậ ồ ầ ở ầ ương, k t lu n, tài li u tham kh o và 2ế ậ ệ ả  

ph  l c. Toàn b  các n i dung nêu trên đụ ụ ộ ộ ược trình bày trên 76 trang đánh máy 

kh  A4, v i 10  hình v  và 4 b ng bi u minh h a (không k  ph n ph  l c).ổ ớ ẽ ả ể ọ ể ầ ụ ụ

Ph n m  đ u g m 4 trang trình bày tính c p thi t và lý do ch n đ  tài:  ầ ở ầ ồ ấ ế ọ ề “Xây 

d ng thu t toán và s  đ  kh i c a ch ự ậ ơ ồ ố ủ ươ ng trình d  báo đ ng đ t theo mô ự ộ ấ   hình th ng kê” ố  Trong ph n này còn trình bày  m c tiêu , nhi m v , các k t quầ ụ ệ ụ ế ả 

nh n đậ ược, các đi m m i, ý nghĩa khoa h c và th c ti n c a lu n văn.ể ớ ọ ự ễ ủ ậ

Chương 1: g m 10ồ  trang, gi i thi u t ng quan v  tình hình nghiên c u dớ ệ ổ ề ứ ự báo đ ng đ t trên th  gi i và   Vi t Nam, các phộ ấ ế ớ ở ệ ương pháp xác đ nh magnutideị  

c c đ i c a đ ng đ t và vùng phát sinh đ ng đ t m nh.ự ạ ủ ộ ấ ộ ấ ạ

Chương 2: g m 12 trang v i 3 hình v  trình bày c  s  lý thuy t c a phồ ớ ẽ ơ ở ế ủ ươ  ngpháp và quy trình d  báo đ ng đ t.ự ộ ấ

Chương 3: g m 14 trang v i 4 hình v  N i dung chồ ớ ẽ ộ ương này trình bày thu tậ  toán, s  đ  kh i, gi i thi u v  ngôn ng  l p trình đơ ồ ố ớ ệ ề ữ ậ ượ ử ục s  d ng, các giao di nệ  

c a chủ ương trình và hướng d n s  d ng chẫ ử ụ ương trình

Chương 4: g m 11 trang v i 3 hình v  và 4 b ng bi u trình bày k t qu  ápồ ớ ẽ ả ể ế ả  

d ng th  nghi m chụ ử ệ ương trình đã l p đ  d  báo đ ng đ t cho khu v c Tây B cậ ể ự ộ ấ ự ắ  

Vi t Nam và khu v c Đông Nam Á. Trên c  s  các k t qu  này tác gi  đã đ a raệ ự ơ ở ế ả ả ư  

nh ng nh n xét và đánh giá v  kh  năng áp d ng và các  u đi m c a chữ ậ ề ả ụ ư ể ủ ươ  ngtrình đã l p.ậ

T NG QUANỔ

1.1. T ng quan tình hình nghiên c u d  báo đ ng đ t trên th  gi i:ổ ứ ự ộ ấ ế ớ

T  lâu các nhà khoa h c đã th ng kê và t ng k t đừ ọ ố ổ ế ược nh ng nguyên nhânữ  chính gây ra đ ng đ t, n i nào thộ ấ ơ ường xuyên x y ra đ ng đ t và tính toán đả ộ ấ ượ  c

nh ng tham s  c  b n c a m t tr n đ ng đ t khi nó di n ra. Tuy nhiên, v n đữ ố ơ ả ủ ộ ậ ộ ấ ễ ấ ề 

d  báo s m đ ng đ t s  x y ra   đâu, khi nào và có đ  l n bao nhiêu là đi u màự ớ ộ ấ ẽ ả ở ộ ớ ề  các nhà khoa h c họ ướng đ n thì v n là m t bài toán ch a có l i gi i tr n v n. ế ẫ ộ ư ờ ả ọ ẹQua nhi u th  k , ngề ế ỷ ười ta đã d a trên nh ng c  s  khác nhau, t  các ho tự ữ ơ ở ừ ạ  

đ ng khác thộ ường c a m t s  loài v t t i nh ng hình thù k  l  c a các đám mây,ủ ộ ố ậ ớ ữ ỳ ạ ủ  

s  bi n đ i đ t ng t c a m c nự ế ổ ộ ộ ủ ự ước gi ng, hay s  thay đ i hàm lế ự ổ ượng radon 

ho c hydro trong đ t đá đ  tìm cách d  báo đ ng đ t. M t trong nh ng l nặ ấ ể ự ộ ấ ộ ữ ầ  

người ta đã d  báo đự ược chính xác là tr n đ ng đ t t i Haicheng, Trung Qu c,ậ ộ ấ ạ ố  năm 1975. L nh di t n đã đệ ả ược phát đi m t ngày trộ ước khi tr n đ ng đ t m nhậ ộ ấ ạ  7,3 đ  Richter tàn phá thành ph  Trong nhi u tháng trộ ố ề ước đó, người ta đã ghi 

được hàng lo t nh ng tr n đ ng đ t nh , cùng v i nó là s  thay đ i m c nạ ữ ậ ộ ấ ỏ ớ ự ổ ự ướ  c

ng m và s  dâng lên c a b  m t đ a hình. Tuy nhiên, r t ít tr n đ ng đ t cóầ ự ủ ề ặ ị ấ ậ ộ ấ  

nh ng d u hi u ti n báo nh  th  Sau thành công   Haicheng, cũng chính các nhàữ ấ ệ ề ư ế ở  

đ a ch n h c Trung Qu c đã không th  d  báo m t tr n đ ng đ t v i s c h yị ấ ọ ố ể ự ộ ậ ộ ấ ớ ứ ủ  

di t còn l n h n t iệ ớ ơ ạ  Tangshan năm 1976. V i cớ ường đ  7,6 đ  Richter, tr n đ ngộ ộ ậ ộ  

đ t này đã cấ ướp đi sinh m ng c a 250 nghìn ngạ ủ ười. 

Ngày nay, v i s  ti n b  c a khoa h c k  thu t, công ngh  d  báo thiên taiớ ự ế ộ ủ ọ ỹ ậ ệ ự  ngày càng được hoàn thi n h n. Các tr n đ ng đ t thệ ơ ậ ộ ấ ường là k t qu  chuy nế ả ể  

đ ng c a các b  ph n đ t gãy trên v  Trái đ t, c u t o ch  y u t  ch t r n. Tuyộ ủ ộ ậ ứ ỏ ấ ấ ạ ủ ế ừ ấ ắ  

r t ch m nh ng m t đ t v n luôn chuy n đ ng và đ ng đ t x y ra khi  ng su tấ ậ ư ặ ấ ẫ ể ộ ộ ấ ả ứ ấ  (n i l c phát sinh trong v t th  bi n d ng do các tác nhân bên ngoài tác d ng) caoộ ự ậ ể ế ạ ụ  

h n s c ch u đ ng c a đ t đá. Các nhà khoa h c nh n th y r ng vi c đo nh ngơ ứ ị ự ủ ấ ọ ậ ấ ằ ệ ữ  

s  thay đ i trong các đo n đ t gãy khó h n nhi u so v i vi c đo bi n thiên  ngự ổ ạ ứ ơ ề ớ ệ ế ứ  

su t, đ c bi t là các đ t đo n n m sâu bên trong th ch quy n. G n đâyấ ặ ệ ứ ạ ằ ạ ể ầ , các chuyên gia khoa h c c a Vi n nghiên c u Carnegie ­ M  đã tìm ra cách đ  ki mọ ủ ệ ứ ỹ ể ể  tra và giám sát chi u dài c a các đo n đ t gãy, cũng nh  s  d ch chuy n c aề ủ ạ ứ ư ự ị ể ủ  chúng trên v  Trái đ t. ỏ ấ Phát hi n này có th  là m t phệ ể ộ ương pháp m i đ y h uớ ầ ữ  ích, giúp cho vi c d  báo các tr n đ ng đ t b ng cách đ nh v  chính xác các đ tệ ự ậ ộ ấ ằ ị ị ứ  gãy có kh  năng làm rung chuy n m t đ t và gây ra các tr n đ ng đ t. Trong khiả ể ặ ấ ậ ộ ấ  

đó, các chuyên gia c a Vi n Nghiên c u vũ tr  thu c Vi n Hàn lâm khoa h củ ệ ứ ụ ộ ệ ọ  Nga l i ti p c n vi c d  báo đ ng đ t s m t  vũ tr  b ng vi c l p đ t thi t bạ ế ậ ệ ự ộ ấ ớ ừ ụ ằ ệ ắ ặ ế ị 

d  báo đ ng đ t trên tr m không gian qu c t  Thi t b  này có th  ghi nh nự ộ ấ ạ ố ế ế ị ể ậ  

nh ng bi n đ i c a các dòng đi n t  và proton có năng lữ ế ổ ủ ệ ử ượng trung bình trong kho ng không gian g n Trái đ t. Các nhà khoa h c cho r ng nh ng thay đ i c aả ầ ấ ọ ằ ữ ổ ủ  các dòng đi n t  và proton này có liên quan t i các quá trình đ a v t lý trên Tráiệ ử ớ ị ậ  

đ t nh  dông t , đ ng đ t, vv… Do v y, khi ghi  nh n đấ ư ố ộ ấ ậ ậ ược nh ng thay đ i này,ữ ổ  chúng ta có th  d  báo đ ng đ t v i đ  chính xác ể ự ộ ấ ớ ộ cao

     Ngoài ra, người ta đã và đang s  d ng hàng lo t các phử ụ ạ ương pháp nghiên c u ứ

d  báo đ ng đ t khác d a trên vi c làm sáng t  các d u hi u khác nhau nh :ự ộ ấ ự ệ ỏ ấ ệ ư

­ Các d u hi u v  s  phát tri n c a vùng ngu n (d  thấ ệ ề ự ể ủ ồ ị ường v  m t đ  cácề ậ ộ  

đ t gãy sinh ch n),ứ ấ

­ Quan h  gi a v n t c lan truy n sóng d c và sóng ngang,ệ ữ ậ ố ề ọ

­ Năng lượng gi i phóng trong các chu i đ ng đ t, và hàng lo t các d uả ỗ ộ ấ ạ ấ  

hi u khác có đ c tr ng báo trệ ặ ư ước các đ ng đ t tộ ấ ương lai (các đ ng đ tộ ấ  

s  x y ra).ẽ ả

     Trong m t lo t các phộ ạ ương pháp khác người ta l i s  d ng các b t thạ ử ụ ấ ường đ ng ồ

th i trong di n bi n c a m t s  các d u hi u có b n ch t v t lý khác nhau. M t s  ờ ễ ế ủ ộ ố ấ ệ ả ấ ậ ộ ốcông trình theo hướng này ch a các công th c thu t toán d  báo đ ng đ t. Đó là các ứ ứ ậ ự ộ ấthu t toán d  báo đ ng đ t CN và M8. K t qu  d  báo đ ng đ t theo ki u nh  v y là ậ ự ộ ấ ế ả ự ộ ấ ể ư ậ

ch  ra vùng đ ng đ t m nh trong tỉ ộ ấ ạ ương lai, mà   đó trong m t kho ng th i gian nào đóở ộ ả ờ  (thường là nhi u năm và g i là d  báo trung h n) s  x y ra đ ng đ t.    ề ọ ự ạ ẽ ả ộ ấ

      u đi m c a h  phƯ ể ủ ệ ương pháp và các thu t toán d  báo trung h n nh  trên làậ ự ạ ư  làm sáng t  đỏ ược các d u hi u c a đ ng đ t tấ ệ ủ ộ ấ ương lai, có ý nghĩa v t lý và choậ  phép đánh giá chúng b ng các phằ ương pháp th ng kê. Tuy nhiên, tính không xácố  

đ nh c a đ  chính xác d  báo đ ng đ t trung h n có th  coi là nhị ủ ộ ự ộ ấ ạ ể ược đi m cể ơ 

b n c a các phả ủ ương pháp này. Vì v y, trong lu n văn này, tác gi  s   ng d ngậ ậ ả ẽ ứ ụ  

mô hình th ng kê đ  thi t l p chố ể ế ậ ương trình th  nghiêm d  báo ngăn han đ ngử ̣ ự ́ ̣ ộ  

đ t và magnitude c a chúng, ap dung đ i v i lãnh th  Vi t Nam và các vùng lânấ ủ ́ ̣ ố ớ ổ ệ  

c n. Cách ti p c n m i này v a đ n gi n h n mà l i có kh  năng lo i b  đậ ế ậ ớ ừ ơ ả ơ ạ ả ạ ỏ ượ  ccác nhược đi m c a các phể ủ ương pháp nêu trên. 

   1.2. Tình hình nghiên c u d  báo đ ng đ t ứ ự ộ ấ ở Vi t Nam:ệ  Nghiên c u d  báoứ ự  

đ ng đ t   Vi t Nam ch  y u độ ấ ở ệ ủ ế ược ti n hành theoế  hai nhóm phương pháp chính 

nh  sau:ư

D  báo đ ng đ t c c đ i trên c  s  các tài li u đ a ch t – đ a v t lý.ự ộ ấ ự ạ ơ ở ệ ị ấ ị ậ

D  báo đ ng đ t c c đ i trên c  s  phân tích th ng kê đ a ch n.ự ộ ấ ự ạ ơ ở ố ị ấ

* D  báo đ ng đ t c c đ i trên c  s  tài li u đ a ch t – đ a v t lý bao g m m t ự ộ ấ ự ạ ơ ở ệ ị ấ ị ậ ồ ộ  

s  ph ố ươ ng pháp nh  sau ư :

1.2.1. Ph ươ ng pháp tính M max   theo quy mô vùng phát sinh đ ng đ t ộ ấ : 

Theo phương pháp này, người ta d a vào s  liên h  gi a kích thự ự ệ ữ ước c a đo nủ ạ  

đ t gãy sinh ch n (L) cũng nh  b  dày t ng sinh ch n (H) v i Mứ ấ ư ề ầ ấ ớ max đ ng đ t [37,ộ ấ  

38, 43, 44]:

Mmax ≤ 2lg L(km)  + 1.77

Mmax ≤ 4lg H(km)  + 0.48

      Đ  chính xác c a phộ ủ ương pháp ph  thu c vào vi c chúng ta xác đ nh kíchụ ộ ệ ị  

thước  c a  đo n  đ t gãy sinh ch n và b  dày t ng sinh ch n nh  th  nào.ủ ạ ứ ấ ề ầ ấ ư ế  

Phương pháp này áp d ng t t cho vùng có đ t gãy ho t đ ng nh ng đ ng th i nóụ ố ứ ạ ộ ư ồ ờ  

l i không th  d  báo đạ ể ự ược Mmax  cho nh ng vùng khác không có đ t gãy ho tữ ứ ạ  

đ ng.ộ

1.2.2. Ph ươ ng pháp ki n t o v t lý: ế ạ ậ  Theo phương pháp này cho r ng, vằ ị trí, năng lượng c a đ ng đ t m nh c c đ i c a m i vùng ph  thu c vào gradientủ ộ ấ ạ ự ạ ủ ỗ ụ ộ  

v n t c chuy n đ ng ki n t o th ng đ ng trong th i kì tân ki n t o. Trong đóậ ố ể ộ ế ạ ẳ ứ ờ ế ạ  

n u gradient v n t c l n h n 10ế ậ ố ớ ơ ­8/ năm thì trên di n tích 1000 kmệ 2 có th  x y raể ả  

đ ng đ t c p 7 m t l n trong 1000 năm. Sau đó gradient v n t c c  tăng lên 3ộ ấ ấ ộ ầ ậ ố ứ  

l n thì đ  m nh đ ng đ t tăng lên 1­2 c p. Song c n l u ý r ng, đ ng đ t trầ ộ ạ ộ ấ ấ ầ ư ằ ộ ấ ướ  c

h t là h  qu  c a các chuy n đ ng hi n đ i mà gradient v n t c trung bình trongế ệ ả ủ ể ộ ệ ạ ậ ố  

c  chu k  tân ki n t o có th  không ph n ánh đả ỳ ế ạ ể ả ược, do đó có th  gradient c aể ủ  

v n t c  y không ph n ánh m c đ  nguy hi m đ ng đ t hi n nay. Thêm n aậ ố ấ ả ứ ộ ể ộ ấ ệ ữ  

đ ng đ t m nh không ch  là h  qu  c a chuy n đ ng th ng đ ng mà thộ ấ ạ ỉ ệ ả ủ ể ộ ẳ ứ ường là 

h  qu  c a các chuy n đ ng ngang. Trong t ng trệ ả ủ ể ộ ừ ường h p đó gradient v n t cợ ậ ố  chuy n đ ng th ng đ ng không nói lên đi u quan tr ng nh t. ể ộ ẳ ứ ề ọ ấ

1.2.3. Ph ươ ng pháp đánh giá chuyên gia

     C  s  chính c a phơ ở ủ ương pháp này là vi c xác đ nh m c đ  ph n ánh c a cácệ ị ứ ộ ả ủ  

l p đ i tớ ố ượng đ a ch t – đ a v t lý v  đ c tr ng ho t đ ng đ ng đ t. M c đị ấ ị ậ ề ặ ư ạ ộ ộ ấ ứ ộ 

ph n ánh này đả ược bi u di n qua tr ng s  c a t ng tham s  Sau khi phân lo iể ễ ọ ố ủ ừ ố ạ  

đ i tố ượng, gán tr ng s  cho đ i tọ ố ố ượng, chúng ta t ng h p  nh hổ ợ ả ưởng c a các đ iủ ố  

tượng đ  d  báo khu v c có kh  năng phát sinh đ ng đ t m nh cũng nh  thànhể ự ự ả ộ ấ ạ ư  

trình [27] cũng s  d ng m t s  đ c tr ng c u trúc v  Trái đ t đ  áp d ng thử ụ ộ ố ặ ư ấ ỏ ấ ể ụ ử nghi m d  báo đ ng đ t theo vecto d u hi u nhi u chi u. Tuy nhiên, các k tệ ự ộ ấ ấ ệ ề ề ế  

qu  nh n đả ậ ựơc trong nh ng công trình nêu trên còn h t s c s  lữ ế ứ ơ ược. M t khácặ  cũng ch a có tác gi  nào xây d ng đư ả ự ược thu t toán và thi t l p đậ ế ậ ược chươ  ngtrình d  báo đ ng đ t phù h p v i đi u ki n th c t  Vi t Nam trên c  s  cácự ộ ấ ợ ớ ề ệ ự ế ệ ơ ở  

phương pháp áp d ng.ụ

   * Các ph ươ ng pháp d ự  báo đ ng đ t c c đ i trên c  s  phân tích th ng kê đ a ộ ấ ự ạ ơ ở ố ị  

ch n ấ  đã và đang đ ượ ử ụ c s  d ng   Vi t Nam ch  y u là:  ở ệ ủ ế

Nh ng thông th ng ta không bi t đ c hàm phân b  ban đ u, nên c n ph i xem đ nư ườ ế ượ ố ầ ầ ả ế  

d ng đ ng ti m c n c a s  phân b  các c c tr  Khi áp d ng lý thuy t phân b  c cạ ườ ệ ậ ủ ự ố ự ị ụ ế ố ự  

tr  Gumbel vào trong d  báo đ ng đ t luôn ph i tuân th  2 gi  thi t, đó là [10]:ị ự ộ ấ ả ủ ả ế

­ Các c c tr  quan sát đ c trong m t kho ng th i gian cho tr c đ c l p đ iự ị ượ ộ ả ờ ướ ộ ậ ố  

v i nhau.ớ

­ Các đi u ki n đã x y ra trong quá kh  v n có th  x y ra trong t ng lai.ề ệ ả ứ ẫ ể ả ươGumbel đã xây d ng đ c 3 lo i hàm phân b  ti m c n các c c tr , trong đó hàmự ượ ạ ố ệ ậ ự ị  phân b  c c tr  lo i I có d ng:ố ự ị ạ ạ

G  v i k > 0, x ≥   , u >    ≥ 0ớ ε ε  Trong đó k – là đ i l ng hình d ng,   – là giá tr  c n d i c a các c c tr , u – đ cạ ượ ạ ε ị ậ ướ ủ ự ị ặ  

tr ng các c c tr , u, k,   là các tham s  c n xác đ nh.ư ự ị ε ố ầ ị

Phân b  lo i III có d ng:ố ạ ạ 3( ) exp[ ( )k]

u w

x w x

G  v i  k > 0, x  ớ   w,  u < 

w 

Trong đó, w – là giá tr  c n trên c a các c c tr , u, k, w là các tham s  c n xác đ nh.ị ậ ủ ự ị ố ầ ị

T  3 hàm phân b  ti m c n trên ta th y phân b  ti m c n lo i II có t n t i giá trừ ố ệ ậ ấ ố ệ ậ ạ ồ ạ ị 

c n d i    nên chúng không đ c s  d ng đ  đánh giá ch n c p c c đ i đ ng đ t.ậ ướ ε ượ ử ụ ể ấ ấ ự ạ ộ ấ  Thông th ng chúng ta ch  dùng 2 hàm còn l i đ  gi i quy t nhi m v  trên.ườ ỉ ạ ể ả ế ệ ụ

Nguy n Kim L p và Nguy n Duy Nuôi [19] đã s  d ng hàm phân b  ti mễ ạ ễ ử ụ ố ệ  

c n lo i I c a Gumbel  đ  tính đ  nguy hi m đ ng đ t cho các vùng   khu v cậ ạ ủ ể ộ ể ộ ấ ở ự  Đông Nam Á v i chu k  kho ng s  li u c c tr  là 6 tháng và 1 năm. Nguy nớ ỳ ả ố ệ ự ị ễ  

H ng Phồ ương [28] s  d ng hàm phân b  lo i III c a Gumbel k t h p v i h p lýử ụ ố ạ ủ ế ợ ớ ợ  

c c đ i và phân b    đ  tính cho các vùng nh  trên lãnh th  Vi t Nam. Nguy nự ạ ố β ể ỏ ổ ệ ễ  Đình Xuyên và Nguy n Ng c Th y  s  d ng hàm Gumbel lo i I c i ti n đ  tínhễ ọ ủ ử ụ ạ ả ế ể  cho các vùng thu c khu v c th y đi n S n La [43]. Tr n Th  M  Thành đã tínhộ ự ủ ệ ơ ầ ị ỹ  

Mmax cho 23 vùng ngu n d a theo hàm Gumbel III [34]…ồ ự

 2. Ph ươ ng pháp h p lý c c đ i ợ ự ạ  có th  tính để ược gi i h n ch n hai phíaớ ạ ặ  

c a dãy nh ng tr n đ ng đ t chính và ho t đ ng đ a ch n theo lu t phân bủ ữ ậ ộ ấ ạ ộ ị ấ ậ ố Poisson và bi u th c Gutenberg­Richter  ể ứ Phương trình bi u di n quan h  gi aể ễ ệ ữ  

t n su t xu t hi n  đ ng  đ t Nầ ấ ấ ệ ộ ấ M  và ch n c p M là phấ ấ ương  trình  n i ti ngổ ế  Gutenberg­Richter [53]:

lg NM  = a ­ bMQuy lu t xu t hi n đ ng đ t tuân theo quy lu t phân b  Poisson. Trongậ ấ ệ ộ ấ ậ ố  

m i vùng ngu n, coi đ ng đ t là các s  ki n đ c l p (lo i b  ti n ch n và dỗ ồ ộ ấ ự ệ ộ ậ ạ ỏ ề ấ ư 

ch n), xác su t Pấ ấ Nđ  x y ra N tr n đ ng đ t có ch n c p M ≥ mể ả ậ ộ ấ ấ ấ 0, gây ra cườ  ng

đ  ch n đ ng I l n h n m c i nào đó, trên toàn vùng ngu n trong kho ng th iộ ấ ộ ớ ơ ứ ồ ả ờ  gian t năm th a mãn phỏ ương trình:

PN= P [ N= n ] = 

!

)(

n

t

e t n

      n = 0, 1, 2 

trong đó ν là v n  t c  trung  bình  xu t hi n đ ng đ t có ch n c p M ≥ậ ố ấ ệ ộ ấ ấ ấ  

m0. N u xem pế i là xác su t xu t hi n m t tr n đ ng đ t có ch n c p M ≥ mấ ấ ệ ộ ậ ộ ấ ấ ấ 0, thì xác su t đ  xu t hi n N tr n đ ng đ t s  là:ấ ể ấ ệ ậ ộ ấ ẽ

Trong trường h p đ c bi t, phân b  xác su t c a cợ ặ ệ ố ấ ủ ường đ  ch n đ ngộ ấ ộ  

c c đ i trong kho ng th i gian t năm đự ạ ả ờ ược xem nh :ư

P [ Imax( )i ≤ i ] = P [ N = 0 ] = e p i t

Trong đó Imax( )i là cường đ  ch n đ ng c c đ i trong kho ng th i gian t nămộ ấ ộ ự ạ ả ờ  

đ i v i vùng ngu n.ố ớ ồ

Hai phương pháp, h p lý c c đ i và s  d ng hàm phân b  Gumbel, v aợ ự ạ ử ụ ố ừ  nêu trên đ u mang b n ch t c a xác su t th ng kê.  u đi m c a các phề ả ấ ủ ấ ố Ư ể ủ ươ  ng

pháp này là áp d ng thu n ti n, d  dàng. Nh ng nó cũng mang nhụ ậ ệ ễ ư ược đi mể  chung c a phủ ương pháp xác su t là các mô hình đấ ược xây d ng trên gi  đ nh làự ả ị  

l ch s  l p l i, đ  tin c y c a k t qu  ph  thu c vào vi c thu th p s  li u đ yị ử ặ ạ ộ ậ ủ ế ả ụ ộ ệ ậ ố ệ ầ  

đ  và chính xác đ n đâu.ủ ế

3 S  d ng quy lu t bi u hi n ho t đ ng đ ng đ t ử ụ ậ ể ệ ạ ộ ộ ấ  :

 Ph ươ ng pháp ngo i suy đ a ch n ạ ị ấ  d a trên c  s  là đ ng đ t c c đ i đãự ơ ở ộ ấ ự ạ  

x y ra trên m t vùng nào đó t i m t đo n c a đ t gãy thì nó cũng có th  x y ra ả ộ ạ ộ ạ ủ ứ ể ả ở 

nh ng đo n khác c a đ t gãy đó, ho c   trên nh ng đo n đ t gãy khác tữ ạ ủ ứ ặ ở ữ ạ ứ ươ  ng

đương v i nó v  vai trò cũng nh  đ c tr ng c a chúng trong ki n t o khu v c. ớ ề ư ặ ư ủ ế ạ ự

Ph ươ ng pháp d  báo Mmax d a vào ho t đ ng ti n ch n – d  ch n ự ự ạ ộ ề ấ ư ấ

Trước nh ng tr n đ ng đ t l n thữ ậ ộ ấ ớ ường có m t vài tr n đ ng đ t nhộ ậ ộ ấ ỏ (ti n ch n) báo hi u th i kì yên tĩnh đã chuy n sang th i kì ho t đ ng đ ng đ tề ấ ệ ờ ể ờ ạ ộ ộ ấ  

và sau kích đ ng chính cũng xu t hi n nh ng tr n đ ng đ t nh  (d  ch n).ộ ấ ệ ữ ậ ộ ấ ỏ ư ấ  Nghiên c u quy lu t ho t đ ng ti n ch n – d  ch n giúp d  báo đứ ậ ạ ộ ề ấ ư ấ ự ược kích đ ngộ  chính (n u đã có ti n ch n) và nh ng d  ch n (khi bi t kích đ ng chính). Bàiế ề ấ ữ ư ấ ế ộ  toán này đã được đ  c p và gi i quy t năm 2003 b i các tác gi  c a công trìnhề ậ ả ế ở ả ủ  [45]. 

       Mô hình th i gian – magnitude đ  đánh giá kh  năng phát sinh đ ng đ t ờ ể ả ộ ấ

Theo   mô   hình   này,   m t   s   tác   gi   c a   Nh t   B n   và   Th   Nhĩ   Kộ ố ả ủ ậ ả ổ ỳ (Papazachos B.C., Karakaisis G.F., ) đã ch  ra r ng, th i gian xu t hi n c a m tỉ ằ ờ ấ ệ ủ ộ  

tr n đ ng đ t t i m t ngu n phát sinh đ ng đ t ph  thu c vào magnitude và th iậ ộ ấ ạ ộ ồ ộ ấ ụ ộ ờ  gian xu t hi n c a tr n đ ng đ t x y ra trấ ệ ủ ậ ộ ấ ả ước trong vùng theo công th c: ứ

Log T = bMmin +cMp +aTrong đó, Mp là magnitude c a tr n đ ng đ t chính x y ra trủ ậ ộ ấ ả ước đó, Mmin 

ngưỡng magnitude c a tr n đ ng đ t dùng trong th ng kê x y ra t i ngu n sinhủ ậ ộ ấ ố ả ạ ồ  

ch n, T là kho ng th i gian gi a các tr n đ ng đ t Mấ ả ờ ữ ậ ộ ấ p và Mmin. Các h  s  a, b, cệ ố  

được xác đ nh theo phị ương pháp h i quy b i t  các giá tr  th c t  c a T, Mồ ộ ừ ị ự ế ủ p và 

Mmin. D a vào mô hình th i gian – magnitude có th  đánh giá đự ờ ể ược kh  năng phátả  sinh đ ng đ t theo th i gian cho t ng vùng ngu n. K t qu  nh n độ ấ ờ ừ ồ ế ả ậ ược là xác 

su t tr n đ ng đ t c p M x y ra sau kho ng th i gian ấ ậ ộ ấ ấ ả ả ờ t năm tính t  năm hi nừ ệ  

t i làm m c.ạ ố

 Vi t Nam, bài toán d  báo đ ng đ t ki u này đ c áp d ng l n đ u

năm 2002 cho khu v c Lai Châu ­ Đi n Biên [9]. Sau đó, năm 2004, Đ ng Thanhự ệ ặ  

H i l i ti p t c áp d ng phả ạ ế ụ ụ ương pháp này cho ph n phía B c lãnh th  Vi t Namầ ắ ổ ệ  [10]

      Tóm l i, dạ ự báo th i gian phát sinh đ ng đ t   Vi t Nam ờ ộ ấ ở ệ ch  y u m i ủ ế ớ ch  làỉ  

d  báo trung h n và dài h n d a trên các quy lu t phát sinh đ ng đ t thông quaự ạ ạ ự ậ ộ ấ  thu t toán thậ ông kê, nh  d  báo t n su t l p l i đ ng đ t, mô hình th i gian –ư ự ầ ấ ặ ạ ộ ấ ờ  magnitud, quy lu t ho t đ ng ti n ch nậ ạ ộ ề ấ … Các phương pháp: h p lý c c đ i vàợ ự ạ  

s  d ng hàm phân b  Gumbel nêu trên đ u mang b n ch t c a xác su t th ng kê.ử ụ ố ề ả ấ ủ ấ ố  

u đi m c a các ph ng pháp này là áp d ng thu n ti n, d  dàng. Nh ng nó

cũng mang nhược đi m chung c a các phể ủ ương pháp xác su t là các mô hình đấ ượ  cxây d ng trên gi  đ nh r ng l ch s  l p l i, đ  tin c y c a k t qu  ph  thu c vàoự ả ị ằ ị ử ặ ạ ộ ậ ủ ế ả ụ ộ  tính đ y đ  và đ  chính xác c a s  li u s  d ng. Thêm n a, k t qu  c a vi c ápầ ủ ộ ủ ố ệ ử ụ ữ ế ả ủ ệ  

d ng các phụ ương pháp th ng kê ki u này ch  cho phép nh n đố ể ỉ ậ ược nh ng đánhữ  giá r t s  lấ ơ ược v  qui lu t phân b  đ ng đ t và t n su t l p l i đ ng đ tề ậ ố ộ ấ ầ ấ ặ ạ ộ ấ  (thường là trung h n và dài h n (t  vài trăm năm đ n hàng nghìn năm) đ i v iạ ạ ừ ế ố ớ  

m t khu v c mà không th  ch  ra m t cách c  th  ngày gi , đ a đi m và đ  l nộ ự ể ỉ ộ ụ ể ờ ị ể ộ ớ  

c a tr n đ ng đ t có kh  năng x y ra trong tủ ậ ộ ấ ả ả ương lai g n. ầ

Phương pháp ngo i suy đ a ch n thì d a trên c  s  là đ ng đ t c c đ i đãạ ị ấ ự ơ ở ộ ấ ự ạ  

x y ra trên m t vùng nào đó t i m t đo n c a đ t gãy thì nó cũng có th  x y ra ả ộ ạ ộ ạ ủ ứ ể ả ở 

nh ng đo n khác c a đ t gãy đó, ho c   trên nh ng đo n đ t gãy khác tữ ạ ủ ứ ặ ở ữ ạ ứ ươ  ng

đương v i nó v  vai trò cũng nh  đ c tr ng c a chúng trong ki n t o khu v c.ớ ề ư ặ ư ủ ế ạ ự  Nguyên lý này có th  d n đ n đánh giá sai v  Mể ẫ ế ề max vì đ ng đ t m nh nh t đãộ ấ ạ ấ  quan sát th y có th  ch a ph i là đ ng đ t c c đ i có kh  năng x y ra, thêm vàoấ ể ư ả ộ ấ ự ạ ả ả  

đó, đi u ki n đ a ch n ki n t o khó có th  xem là đ ng nh t. Đ  kh c ph cề ệ ị ấ ế ạ ể ồ ấ ể ắ ụ  

nh ng h n ch  đã nêu, c n ph i m  r ng vùng nghiên c u đ  có th  đánh giáữ ạ ế ầ ả ở ộ ứ ể ể  tính tương đ ng c a v  Trái đ t trên quy mô l n h n, đi u này s  làm tăng tínhồ ủ ỏ ấ ớ ơ ề ẽ  đúng đ n khi l y Mắ ấ max là đ i di n cho nh ng m nh có đ c tr ng ki n t o tạ ệ ữ ả ặ ư ế ạ ươ  ng

đ ng. Đ ng th i cũng c n ph i thu th p và s  d ng m t lồ ồ ờ ầ ả ậ ử ụ ộ ượng l n các tham sớ ố liên quan đ n đ c tr ng đ a ch n, đ c đi m ki n t o c a khu v c, ví d  nh  tàiế ặ ư ị ấ ặ ể ế ạ ủ ự ụ ư  

li u t , tr ng l c, móng k t tinh, các m t gián đo n, các đ t gãy và s  li u vệ ừ ọ ự ế ặ ạ ứ ố ệ ề 

đ ng đ t…Có nghĩa là, chúng ta ph i s  d ng t  h p các tài li u đ a ch t, đ a v tộ ấ ả ử ụ ổ ợ ệ ị ấ ị ậ  

lý và đ a ch n đ  có th  đánh giá m t cách đúng đ n nh t v  ti m năng đ a ch nị ấ ể ể ộ ắ ấ ề ề ị ấ  khu v c nghiên c u.ự ứ

Trong giai đoan 2008­2010 tac gia lu n văn đa tham gia th c hiên Nhiêm vụ ́ ̉ ậ ̃ ự ̣ ̣ ̣ 

H p tac quôc tê Viêt­Nga theo Nghi đinh th  câp Nha nợ ́ ́ ́ ̣ ̣ ̣ ư ́ ̀ ươc: “Đanh gia tiêm nănǵ ́ ́ ̀  đia chân lanh thô Viêt Nam theo tô h p cac tai liêu đia chât, đia vât ly va đia chân”.̣ ́ ̃ ̉ ̣ ̉ ợ ́ ̀ ̣ ̣ ́ ̣ ̣ ́ ̀ ̣ ́  Trong qua trinh th c hiên Nhiêm vu nay, tac gia đã cùng các đ ng nghi p b́ ̀ ự ̣ ̣ ̣ ̀ ́ ̉ ồ ệ ươ  ćđâu đa xây d ng m t ch̀ ̃ ự ộ ương trinh cho phep đanh gia d  bao tiêm năng đia châǹ ́ ́ ́ ự ́ ̀ ̣ ́ (Mmax) trên c  s  ap dung phơ ở ́ ̣ ương phap phân loai vo Trai đât. Tuy nhiên, cac kêt́ ̣ ̉ ́ ́ ́ ́ qua nhân đ̉ ̣ ược m i chi la nh ng đanh gia bớ ̉ ̀ ữ ́ ́ ươc đâu. Đăc biêt, do ban chât cuá ̀ ̣ ̣ ̉ ́ ̉  

phương phap đoi hoi phai s  dung tô h p 5 tham sô đăc tr ng cua vo Trai đât, má ̀ ̉ ̉ ử ̣ ̉ ợ ́ ̣ ư ̉ ̉ ́ ́ ̀ trên th c tê tai Viêt Nam cac sô liêu ch a co đây đu trên toan khu v c nghiên c u,ự ́ ̣ ̣ ́ ́ ̣ ư ́ ̀ ̉ ̀ ự ư  ́nhât la sô liêu vê mât đô dong nhiêt Q. Ban thân ch́ ̀ ́ ̣ ̀ ̣ ̣ ̀ ̣ ̉ ương trinh đ̀ ược xây d ng b iự ở  tac gia và các đ ng nghi p cung cân đ́ ̉ ồ ệ ̃ ̀ ược tiêp tuc hiêu chinh, cai biên va hoań ̣ ̣ ̉ ̉ ́ ̀ ̀ thiên đê co thê ap dung phu h p v i cac điêu kiên th c tê cua Viêt Nam. ̣ ̉ ́ ̉ ́ ̣ ̀ ợ ớ ́ ̀ ̣ ự ́ ̉ ̣

Nh  v y, th c t  c a công tác nghiên c u d  báo đ ng đ t trong nư ậ ự ế ủ ứ ự ộ ấ ước và 

qu c t  nêu trên cho th y bài toán d  báo th i gian, đ a đi m và đ  l n c a tr nố ế ấ ự ờ ị ể ộ ớ ủ ậ  

đ ng đ t có kh  năng x y ra trong tộ ấ ả ả ương lai g n v i đ  chính xác nh t đ nh v nầ ớ ộ ấ ị ẫ  

là m t bài toán ch a có l i gi i tr n v n và v n là đi u mà các nhà khoa h c c nộ ư ờ ả ọ ẹ ẫ ề ọ ầ  

hướng đ n. M t khác, trong các nghiên c u d  báo đ ng đ t đã đế ặ ứ ự ộ ấ ược ti n hànhế  

 Vi t Nam nh  đã nêu trên, h u h t các tác gi  đ u áp d ng các ph n m m c a

các tác gi  nả ước ngoài, được thi t k  phù h p v i các đi u ki n s  li u th c tế ế ợ ớ ề ệ ố ệ ự ế 

c a các nủ ước đó. Vì v y, áp d ng các ph n m m đó đ i v i th c t  đ a ch nậ ụ ầ ề ố ớ ự ế ị ấ  

Vi t Nam ph n l n đ u ph i t  đ ng m c nhiên ch p nh n m t s  điêu kiên ệ ầ ớ ề ả ự ộ ặ ấ ậ ộ ố ̀ ̣ ở đâu vao nh  cac qui lu t hay các thông s  chu n c a các ǹ ̀ ư ́ ậ ố ẩ ủ ước khác. Đi u nàyề  không nh ng không phù h p v i đi u ki n th c t  c a Vi t Nam mà còn ch cữ ợ ớ ề ệ ự ế ủ ệ ắ  

ch n luôn d n đ n m t sai s  h  th ng nào đó trong các đánh giá d  báo đ ngắ ẫ ế ộ ố ệ ố ự ộ  

đ t. Phân mêm nhân đấ ̀ ̀ ̣ ược trong cac nghiên c u g n đây nh t cua tac gia lu n văń ứ ầ ấ ̉ ́ ̉ ậ  cùng các đ ng nghi p la môt đong gop m i cho th c tê đia chân cua Viêt Namồ ệ ̀ ̣ ́ ́ ớ ự ́ ̣ ́ ̉ ̣  [25]. Tuy nhiên cung cân phai co nh ng nghiên c u so sanh, bô sung đê co thễ ̀ ̉ ́ ữ ứ ́ ̉ ̉ ́ ̉ đanh gia tinh đung đăn cua no.́ ́ ́ ́ ́ ̉ ́

Tât ca nh ng ly do nêu trên đa d n d t t p th  tác gi  đ n ý t́ ̉ ữ ́ ̃ ẫ ắ ậ ể ả ế ưởng “Xây 

d ng b  ch ự ộ ươ ng trình th  nghiêm d  báo ngăn han đ ng đ t trên c  s  mô ử ̣ ự ́ ̣ ộ ấ ơ ở   hình th ng kê kêt h p s  dung các ph ố ́ ợ ử ̣ ươ ng pháp v t lý ki n t o, áp d ng đ i ậ ế ạ ụ ố  

v i lãnh  th  Vi t Nam và các vùng lân c n”  ớ ổ ệ ậ nh m ằ gi i quy t bài toán nan gi iả ế ả  không ch  đ i v i th c t  đ a ch n Vi t Nam nói riêng, mà c  trong th c t  đ aỉ ố ớ ự ế ị ấ ệ ả ự ế ị  

ch n qu c t  nói chung. Tác gi  lu n văn l a chon đ  tài: “ấ ố ế ả ậ ự ề Xây d ng thu t toán ự ậ  

và s  đ  kh i c a ch ơ ồ ố ủ ươ ng trình d  báo đ ng đ t theo mô hình th ng kê”  ự ộ ấ ố nh mằ  

gi i quy t m t trong nh ng n i dung c a ý tả ế ộ ữ ộ ủ ưởng nêu trên. 

PHƯƠNG PHÁP D  BÁO Đ NG Đ T THEO MÔ HÌNH TH NG KÊỰ Ộ Ấ Ố

Trên th  gi i, ngế ớ ười ta đã và đang s  d ng hàng lo t các phử ụ ạ ương pháp nghiên c u d  báo đ ng đ t khác nhau nh ; d a trên vi c làm sáng t  các d uứ ự ộ ấ ư ự ệ ỏ ấ  

hi u v  d  thệ ề ị ường m t đ  các đ t gãy sinh ch n [50]; hay quan h  gi a v n t cậ ộ ứ ấ ệ ữ ậ ố  lan truy n sóng d c và sóng ngang[26]; năng lề ọ ượng gi i phóng t  chu i các tr nả ừ ỗ ậ  

đ ng đ t [3], cũng nh  hàng lo t các d u hi u khác có đ c tr ng báo trộ ấ ư ạ ấ ệ ặ ư ước các 

đ ng đ t tộ ấ ương lai, và cũng s  d ng các b t thử ụ ấ ường đ ng th i trong di n bi nồ ờ ễ ế  

c a m t s  các d u hi u có b n ch t v t lý khác nhau [1, 18, 30, 31]. M t sủ ộ ố ấ ệ ả ấ ậ ộ ố công trình theo hướng này ch a các công th c thu t toán d  báo đ ng đ t nh :ứ ứ ậ ự ộ ấ ư  các thu t toán d  báo đ ng đ t KH và M8 [3, 13, 17]. K t qu  d  báo đông đ tậ ự ộ ấ ế ả ự ấ  theo các phương pháp này là ch  ra vùng đ ng đ t m nh trong tỉ ộ ấ ạ ương lai, mà   đóở  trong m t kho ng th i gian nào đó (thộ ả ờ ường là nhi u năm và g i là d  báo trungề ọ ự  

h n) s  x y ra đ ng đ t. Các phạ ẽ ả ộ ấ ương pháp và thu t toán d  báo trung h n nhậ ự ạ ư trên có  u đi m là làm sáng t  đư ể ỏ ược các d u hi u c a đ ng đ t tấ ệ ủ ộ ấ ương lai, có ý nghĩa v t lý và cho phép đánh giá chúng b ng các phậ ằ ương pháp th ng kê trên cố ơ 

s  các thông tin đ a ch n có đở ị ấ ược. Tuy nhiên, các phương pháp này l i có nhạ ượ  c

đi m chính là không xác đ nh để ị ược đ  chính xác c a các k t qu  d  báo vàộ ủ ế ả ự  không xác đ nh đị ược th i gian và magnitude c a s  ki n d  báo. Vì v y, trongờ ủ ự ệ ự ậ  

lu n văn này, tác gi  s  áp d ng cách ti p c n m i, đậ ả ẽ ụ ế ậ ớ ược đ  xu t b i tác giề ấ ở ả A.P. Grishin [5, 6] trên c  s   ng d ng mô hình th ng kê đ  thi t l p chơ ở ứ ụ ố ể ế ậ ươ  ngtrình th  nghi m d  báo th i đi m x y ra đ ng đ t và magnitude c a chúng vàử ệ ự ờ ể ả ộ ấ ủ  

áp d ng d  báo đ ng đ t đ i v i lãnh th  Vi t Nam và các vùng lân c n. Cáchụ ự ộ ấ ố ớ ổ ệ ậ  

ti p c n này v a đ n gi n h n mà l i có kh  năng lo i b  đế ậ ừ ơ ả ơ ạ ả ạ ỏ ược các nhược đi mể  

c a các phủ ương pháp d  báo trung h n nói trên [5, 6]. ự ạ

2.1. C  s  lý thuy t c a phơ ở ế ủ ương pháp:

B n ch t c a phả ấ ủ ương pháp là d a trên ý tự ưởng v  khái ni m t p h p cácề ệ ậ ợ  

tr n đ ng đ t v i ch n tiêu trong m t ti u vùng S nào đó   d ng chu i th i gianậ ộ ấ ớ ấ ộ ể ở ạ ỗ ờ  

c a các tham s  ng u nhiên (th i đi m x y ra đ ng đ t Ti, đ  l n c a tr n đ ngủ ố ẫ ờ ể ả ộ ấ ộ ớ ủ ậ ộ  

đ t (magnitude) Mi) v i các kho ng cách th i gian ng u nhiên gi a chúng (ấ ớ ả ờ ẫ ữ ti). 

Nh  v y nhi m v  c a mô hình th ng kê là d  báo th i đi m x y ra đ ngư ậ ệ ụ ủ ố ự ờ ể ả ộ  

đ t Ti t i vùng S và đ  m nh (magnitude Mi) c a nó. Khi đó, th i đi m x y raấ ạ ộ ạ ủ ờ ể ả  

đ ng đ t Ti và magnitude Mi c a đ ng đ t d  báo độ ấ ủ ộ ấ ự ược coi là s  ki n ng uự ệ ẫ  nhiên. Bài toán d  báo th i đi m x y ra đ ng đ t Ti và magnitude Mi c a nóự ờ ể ả ộ ấ ủ  chính là là bài toán xác đ nh k  v ng toán h c và các kho ng tin tị ỳ ọ ọ ả ưởng c a chúngủ  

v i xác su t b o đ m Pg đ c tr ng cho đ  chính xác c a d  báo. ớ ấ ả ả ặ ư ộ ủ ự

V i ý nghĩa đó, ngu n s  li u xu t phát duy nh t đ  làm vi c theo môớ ồ ố ệ ấ ấ ể ệ  hình th ng kê là danh m c (hay đo n danh m c) đ ng đ t đ i v i khu v c ch aố ụ ạ ụ ộ ấ ố ớ ự ứ  

ti u vùng d  báo. Mô hình d  báo s  cho các kho ng tin tể ự ự ẽ ả ưởng đ i v i th i gianố ớ ờ  

và magnitude c a tr n đ ng đ t v i ch n tiêu thu c gi i h n c a ti u vùng đó,ủ ậ ộ ấ ớ ấ ộ ớ ạ ủ ể  

mà nó s  x y ra sau s  ki n cu i cùng trong vùng v i danh m c đ ng đ t nêuẽ ả ự ệ ố ớ ụ ộ ấ  trên. 

Kho ng tin tả ưởng   th a mãn xác su t  ỏ ấ Pg  th ng đ c hi u là đo nườ ượ ể ạ  x(Pg) trên tr c c a tham s  d  báo ụ ủ ố ự , mà đ i v i nó xác su t đ  cho giá trố ớ ấ ể ị 

ng u nhiên ẫ  r i vào đo n ơ ạ x(Pg) b ng ằ Pg (SX{  €  x(Pg)} =  Pg)

Mô hình này đ a ra gi  đ nh đ n gi n v  kh  năng s  d ng trong đo nư ả ị ơ ả ề ả ử ụ ạ  danh m c x  lý m t gi i h n v  magnitude c a các s  ki n theo m t d i đã cho,ụ ử ộ ớ ạ ề ủ ự ệ ộ ả  

gi  đ nh v  kh  năng suy gi m c c đ i m t đ  phân b  đ i v i các tham sả ị ề ả ả ự ạ ậ ộ ố ố ớ ố 

ng u nhiên c a t p h p và v  tính đ c l p th ng kê c a t p h p các s  gia ng uẫ ủ ậ ợ ề ộ ậ ố ủ ậ ợ ố ẫ  nhiên  Mi t  t p h p các kho ng th i gian ng u nhiênừ ậ ợ ả ờ ẫ   Ti = Ti=1­Ti. 

Các gi  đ nhả ị  nh  trên ư đã đượ ki m ch ng c  ể ứ trên các ví d  ụ v  tính toán cácề  

h  s  ệ ố tương quan gi aữ  chúng và có th  coi là ể ch p nh nấ ậ  được [5, 6]

Theo đó, có th  mô t  mô hình và thu t toán d  báo nh  sau:ể ả ậ ự ư

Gi  s  có m t ti u vùng S trong khu v c nguy hi m đ a ch n có danh m cả ử ộ ể ự ể ị ấ ụ  

đ ng đ t đ c l p (đã độ ấ ộ ậ ược lo i b  kh i các ti n ch n và d  ch n). Gi  s  đãạ ỏ ỏ ề ấ ư ấ ả ử  

bi tế

th i đi m x y ra đ ng đ t và magnitude c a tr n đ ng đ t sau cùng trong ti uờ ể ả ộ ấ ủ ậ ộ ấ ể  vùng S v i magnitude M không nh  h n ngớ ỏ ơ ưỡng Mmin  cho trước. Ngưỡng Mmin 

được xác đ nh tùy theo m c đích d  báo. Tr n đ ng đ t sau cùng này đị ụ ự ậ ộ ấ ược g i làọ  

tr n đ ng đ t t a (s  ki n t a) và đậ ộ ấ ự ự ệ ự ược ký hi u là  ệ Zop. Khi d  báo đ ng đ tự ộ ấ  

m nh, thạ ường thường  Mmin  = 4­5  Trong các tr ng h p còn l i, giá tr  ườ ợ ạ ị Mmin 

được xác đ nh b i m c đ i di n c a danh m c đ ng đ t theo ngị ở ứ ạ ệ ủ ụ ộ ấ ưỡng magnitude. 

Nhi m v  c a mô hình là d  báo th i đi m x y ra đ ng đ t và magnitudeệ ụ ủ ự ờ ể ả ộ ấ  

c a tr n đ ng đ t v i ch n tâm trong ti u vùng S, x y ra ngay sau s  ki n t a.ủ ậ ộ ấ ớ ấ ể ả ự ệ ự  

Tr n đ ng đ t đó đậ ộ ấ ược g i là tr n đ ng đ t d  báo. Th i đi m x y ra vàọ ậ ộ ấ ự ờ ể ả  magnitude c a tr n đ ng đ t d  báo đủ ậ ộ ấ ự ược coi là các đ i lạ ượng ng u nhiên. Khiẫ  

đó, khái ni m d  báo đ ng đ t đệ ự ộ ấ ược hi u là xác đ nh k  v ng toán h c vàể ị ỳ ọ ọ  kho ng tin c y c a chúng khi cho trả ậ ủ ước xác su t đ m b o ấ ả ả Pg, đ c tr ng cho đặ ư ộ chính xác c a d  báo. ủ ự

Nhi m v  d  báo g m các bệ ụ ự ồ ước nh  sau:ư

1. Ti n hành phép ch n  ế ọ Vb  t  danh m c đ ng đ t (DMĐĐ) t t c  nh ngừ ụ ộ ấ ấ ả ữ  

tr n đ ng đ t v i ch n tâm thu c ti u vùng S có magnitude Mậ ộ ấ ớ ấ ộ ể  Mmin và 

v i th i đi m x y ra chúng thu c kho ng th i gian nào đó (ớ ờ ể ả ộ ả ờ Tvb, Tcat)

­ Ranh gi i dớ ưới  Tvb  c a nó đủ ược ch n sao cho phép ch n  ọ ọ Vb  l yấ  

được h t nh ng tr n đ ng đ t t  DMĐĐ thu c chu k  s  li u quanế ữ ậ ộ ấ ừ ộ ỳ ố ệ  sát nào đó (n u trong danh m c có các s  ki n đó) và nh ng tr nế ụ ự ệ ữ ậ  

đ ng đ t t  m t ph n c a DMĐĐ mà đ i v i nó ộ ấ ừ ộ ầ ủ ố ớ Mmin không ph iả  

là m c đ i di n. ứ ạ ệ

­ Ranh gi i trên ớ Tcat là ranh gi i th i gian trên c a DMĐĐ. ớ ờ ủ

Phép ch n ọ Vb nh n đ cậ ượ  có nghĩa đ i v i đo n danh m c mà mô hình s  x  lýố ớ ạ ụ ẽ ử  

nó. 

Gi  s  phép ch n ả ử ọ Vb là tu n t  theo th i gian và trong đó: ầ ự ờ

T1 và Top là các th i đi m x y ra s  ki n đ u tiên và s  ki n cu i cùng,ờ ể ả ự ệ ầ ự ệ ố

Còn s  ki n j x y ra   th i đi m ự ệ ả ở ờ ể Tj  v i magnitude Mớ j. 

2. T  l a chon ừ ự Vb xác đ nh s  ki n t a ị ự ệ ự Zop (nó x y ra   th i đi m ả ở ờ ể Top)

3. Thành   l p   t   phép   ch n   chu i   các   kho ng   th i   gian   ng u   nhiên  ậ ừ ọ ỗ ả ờ ẫ  

2

i i si

6 Xác đ nh các giá tr  trung bình và đ  l ch bình phị ị ộ ệ ương trung bình đ i v iố ớ  

th i gian phát sinh và magnitude c a tr n đ ng đ t ti p theo (đ ng đ t d  báo),ờ ủ ậ ộ ấ ế ộ ấ ự  

x y ra ti p theo sau s  ki n t a, mà các s  li u c a nó ch a có trong danh m cả ế ự ệ ự ố ệ ủ ư ụ  

đ ng đ t ban đ u, theo các công th c sau:ộ ấ ầ ứ

­ Các ranh gi i d ớ ướ i: 

Các giá tr  ịδ T  và  δ m là m t n a giá tr  đ  l n c a các kho ng tin c yộ ử ị ộ ớ ủ ả ậ  

đ i v i các giá tr  ng u nhiên T và m. ố ớ ị ẫ

Khi cho trước xác su t d  báo Pg và qui lu t phân b  chu n đã bi t (ví dấ ự ậ ố ẩ ế ụ phân b  Gauss) đ i v i các giá tr  ng u nhiên ∆t và ∆m d  dàng tính đố ố ớ ị ẫ ễ ượ  c

pr

T

σ ,  σ mpr ,δ T  và  δ m. 

­ Ví d : v i Pg=0.8 và theo qui lu t phân b  chu n (Gauss) c a các đ i ụ ớ ậ ố ẩ ủ ạ

lượng ng u nhiên ẫ ∆ ti  và ∆ mi  ta có:

Các công th c 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6  hoàn thành thu t toán d  báo th i gianứ ậ ự ờ  

và magnitude c a tr n đ ng đ t x y ra ti p theo s  ki n t a. Các đ i lủ ậ ộ ấ ả ế ự ệ ự ạ ượ  ng

pr

T

σ  và  σ mpr đ c tr ng cho đ  chính xác c a vi c d  báo tr n đ ng đ tặ ư ộ ủ ệ ự ậ ộ ấ  

ti p theo. D u hi u c a đ  tin c y c a d  báo đ ng đ t ti p theo sau s  ki n t aế ấ ệ ủ ộ ậ ủ ự ộ ấ ế ự ệ ự  

Trong đó: T, m là th i đi m phát sinh và magnitude c a đ ng đ t th c t  x yờ ể ủ ộ ấ ự ế ả  

ra ti p theo s  ki n t a.ế ự ệ ự

N u có c  s  đ  gi  thi t r ng m t s  nguyên nhân v t lý  nh hế ơ ở ể ả ế ằ ộ ố ậ ả ưởng đ nế  

th i đi m phát sinh và magnitude c a s  ki n ti p theo và trong đó không có m tờ ể ủ ự ệ ế ộ  nguyên nhân nào là ph  bi n thì v i t  cách là qui lu t phân b  c a các đ i lổ ế ớ ư ậ ố ủ ạ ượ  ng

Tj ,  Mj có th  d a trên c  s  c a lý thuy t gi i h n đ  s  d ng qui lu t phânể ự ơ ở ủ ế ớ ạ ể ử ụ ậ  

hình  2.1). Phân ph i chu n còn đố ẩ ược g i là ọ đường cong chuông (bell curve) vì 

đ  th  c a ồ ị ủ m t đ  xác su tậ ộ ấ có d ng ạ chuông

Hình 2.1 : hàm phân b  m t đ  xác su tố ậ ộ ấ

Đ ườ ng màu đ  (có c c đ i b ng 0.4) là phân ph i chu n hóa ỏ ự ạ ằ ố ẩ

Hàm m t đ  xác su tậ ộ ấ  c a ủ phân ph i chu nố ẩ  v i trung bình ớ μ và phương sai σ2 (hay, đ  l ch chu nộ ệ ẩ  σ) là m t ví d  c a m t ộ ụ ủ ộ hàm Gauss,

(2.7)

N u m t ế ộ bi n ng u nhiênế ẫ  X có phân ph i này, ta kí hi u là ố ệ X ~ N(μ,σ2). N u ế μ = 0 

và   = 1σ , phân ph i đố ược g i là ọ phân ph i chu n hóa ố ẩ  và hàm m t đ  xác su t rút ậ ộ ấ

g n thành: ọ

(2.8)

Trên hình 1 bi u di n các hàm m t đ  xác su t cho phân ph i chu n v i các thamể ễ ậ ộ ấ ố ẩ ớ  

s  khác nhau.ố

Phân ph i chu n có m t s  tính ch t đ c tr ng sau đây:ố ẩ ộ ố ấ ặ ư

Hàm m t đ  là đ i x ng qua giá tr  trung bình.ậ ộ ố ứ ị

Tr  trung bình cũng là ị mode và trung vị c a nó.ủ

68.26894921371% c a di n tích dủ ệ ướ ười đ ng cong là n m trong đ  l ch chu n ằ ộ ệ ẩ

99.99366575163% c a di n tích dủ ệ ướ ười đ ng cong là n m trong đ  l ch chu n ằ ộ ệ ẩ4.

99.99994266969% c a di n tích dủ ệ ướ ười đ ng cong là n m trong đ  l ch chu n ằ ộ ệ ẩ5

99.99999980268% c a di n tích dủ ệ ướ ười đ ng cong là n m trong đ  l ch chu n ằ ộ ệ ẩ6

99.99999999974% c a di n tích dủ ệ ướ ười đ ng cong là n m trong đ  l ch chu n ằ ộ ệ ẩ7

Đi m u nể ố  c a đủ ường cong x y ra t i đ  l ch chu n 1 tính t  tr  trung bình.ả ạ ộ ệ ẩ ừ ị

Các tính ch t nêu trên s  đấ ẽ ược s  d ng trong mô hình th ng kê đ  xác đ nhử ụ ố ể ị  xác su t tin c y c a các d  báo. ấ ậ ủ ự

2.2. Qui trình d  báo đ ng đ t theo mô hình th ng kê:ự ộ ấ ố

Nh  v y, d a trên c  s  lý thuy t v  cách ti p c n, phư ậ ự ơ ở ế ề ế ậ ương pháp nghiên c uứ  

và các đ c đi m c a mô hình th ng kê nh  đã trình bày   trên, có th  bi u di nặ ể ủ ố ư ở ể ể ễ  

m t cách tóm lộ ược các bước c  b n c a qui trình d  báo đ ng đ t theo mô hìnhơ ả ủ ự ộ ấ  

        ( ∆=0.5 ­ 1.5)      

4. Thành l p danh m c đ ng đ t đ c l p (DMĐĐĐL) (đã lo i ti n ch n, dậ ụ ộ ấ ộ ậ ạ ề ấ ư 

ch n) và l c DMĐĐĐL theo các đi u ki n:ấ ọ ề ệ

      λ λ λ1 s 2  &  ϕ ϕ ϕ1 s 2  &  T0 T s T k  &  M0 M s    

    V i    ớ T T0, K: các ranh gi i đ i v i ngày x y ra đ ng đ t thu c DMĐĐ.ớ ố ớ ả ộ ấ ộ

       M0: ranh gi i dớ ướ ủi c a magnitude c a đ ng đ t trong kho ng th i gianủ ộ ấ ả ờ  

t  ừ T0 đ n ế T K. M không nh  h nỏ ơ M0 (M  M0)

T p h p các tr n đ ng đ t này đậ ợ ậ ộ ấ ược g i là t p h p ch y. S  đ  miêu tọ ậ ợ ạ ơ ồ ả chu i các s  ki n trong DMĐĐ và các khái ni m dùng trong thu t toán đỗ ự ệ ệ ậ ược trình bày trên hình 2.3

Hình 2.2. Gi i h n c a ti u vùng S ớ ạ ủ ể

­ Đ ng đ t x y ra ngay sau s  ki n t a là đ ng đ t d  báo, x y ra   th iộ ấ ả ự ệ ự ộ ấ ự ả ở ờ  

đi m  ể Tk  v i   ớ M M0. T t c  các s  ki n c a t p h p ch y s  cóấ ả ự ệ ủ ậ ợ ạ ẽ  

6. Xác đ nh trên kho ng th i gian đã ch n ([ị ả ờ ọ T0,  T K]) các kho ng th i gianả ờ  

ch y {ạ t ti, i+1 } v i i=1,2, n, sao cho trong m i kho ng có t  10 đ n 20 sớ ỗ ả ừ ế ự 

ki n.ệ

Tính tsi theo công th c:  ứ 1

2

i i si

9. L p b n đ  d  báo th ng kê đ ng đ t ch a h  các đậ ả ồ ự ố ộ ấ ứ ọ ường đ ng m cồ ứ  magnitude (m t ặ M max( , )ϕ λ , Mmin( , )ϕ λ ).

10.Thành l p danh m c các s  ki n d  báo ch a các tham s  c  b n sau đâyậ ụ ự ệ ự ứ ố ơ ả  

c a các s  ki n (ngày, tháng, năm, gi , phút, giây, t a đ  đ a lý (kinh đ ,ủ ự ệ ờ ọ ộ ị ộ  

vĩ đ ), đ  l n đ ng đ t (magnitude).ộ ộ ớ ộ ấ

Nh  v y, trên c  s  cách ti p c n m i tác gi  s  ti n hành xây d ng thu tư ậ ơ ở ế ậ ớ ả ẽ ế ự ậ  toán và qui trình d  báo đ ng đ t theo mô hình th ng kê. Đây là m t cách ti pự ộ ấ ố ộ ế  

c n m i mang đ c tr ng th ng kê. Có th  áp d ng phậ ớ ặ ư ố ể ụ ương pháp này ph i h pố ợ  

v i các cách ti p c n khác mang đ c tr ng v t lý ki n t o s  cho k t qu  khớ ế ậ ặ ư ậ ế ạ ẽ ế ả ả quan trong nghiên c u d  báo đ ng đ t. V i thu t toán và s  đ  kh i đứ ự ộ ấ ớ ậ ơ ồ ố ược xây 

d ng, có th  thi t l p m t chự ể ế ậ ộ ương trình d  báo đ ng đ t b ng mô hình th ng kêự ộ ấ ằ ố  

v i vi c s  d ng các th  thu t toán h c c n thi t. ớ ệ ử ụ ủ ậ ọ ầ ế

D a trên c  s  lý thuy t c a phự ơ ở ế ủ ương pháp đã trình bày   chở ương 2, chúng tôi 

đã xây d ng thu t toán c a chự ậ ủ ương trình d  báoự  đ ng đ t theo mô hình th ng kêộ ấ ố  

g m các bồ ướ ơ ảc c  b n nh  sau: ư

­ B ướ c 1:  ­ T o m ng "dd"ạ ả   là t p h pậ ợ   các tr n đ ng đ t có ngày trậ ộ ấ ước ngày topmax, m i m t ph n t  trong m ng g m có thông tin v  t a đ , th i gian vàỗ ộ ầ ử ả ồ ề ọ ộ ờ  magnitude c a m t tr n đ ng đ tủ ộ ậ ộ ấ

­ Tìm max min t a đ  c a t t c  các tr n đ ng đ t (φọ ộ ủ ấ ả ậ ộ ấ max, φmin, λmax, 

λmin)

­ B ướ c 2:  ng v i t ng ph n t  (tr n đ ng đ t) trong m ng dd, gán giá tr  hàngỨ ớ ừ ầ ử ậ ộ ấ ả ị  

và c t (y và x) trong vùng độ ược chia theo kích thước ti u vùng dfi cho m i m tể ỗ ộ  

đ n v , tìm xmax, ymaxơ ị

­ B ướ c 3:  T o m ng sotrantrongtieuvung [c t][hàng] là t p h p ghi s  lạ ả ộ ậ ợ ố ượ  ng

tr n đ ng đ t trong các ti u vùng có v  trí c t hàng x,y; Ví d  t i x=2, y = 3 có 7ậ ộ ấ ể ị ộ ụ ạ  

tr n đ ng đ t thì sotrantrongtieuvung [2][3] = 7.ậ ộ ấ

­ B ướ c 4: D a vào m ng sotrantrongtieuvung, t o đự ả ạ ược m ng tieuvung[x][y][i =ả  

1 ­> n] v i x, y là t a đ  ti u vùng, n = s  tr n trong ô x,y; Ví d  t i lớ ọ ộ ể ố ậ ụ ạ ướ ọi t a độ 

c t 3, hàng 2, có 5 tr n đ ng đ t thì ta có tieuvung[3][2][i = 1 đ n 5].ộ ậ ộ ấ ế

­ B ướ c 5: Lo i các tieuvung có s  tr n đ ng đ t trong nó nh  h n nmin.ạ ố ậ ộ ấ ỏ ơ

­ B ướ c 6: V i các ti u vùng còn l i, t o m ng dubao[i = 1 ­> n] v i n là s  ti uớ ể ạ ạ ả ớ ố ể  vùng th a mãn s  tr n đ ng đ t đ t đ n nỏ ố ậ ộ ấ ạ ế min

ng v i m i ti u vùng[x][y] th a mãn n

Ứ ớ ỗ ể ỏ min, s  d  báo đẽ ự ược m t tr n đ ng đ tộ ậ ộ ấ  

v i nh ng tham s  sau: tớ ữ ố db, tdbmin, tdbmax; mdb, mdbmin,mdbmax

Vì cách  tính tdb tương t  mự db, cách tính mdbmax tương t  cách tính tự dbmax v.v  nên để 

gi i thích cách tính các đ i lả ạ ượng này, tác gi  g i chung đ i lả ọ ạ ượng c n tính là X,ầ  thì đ i lạ ượng d  đoán là Xdb, đ i lự ạ ượng d  đoán t i đa là Xmax, hay Xmin, đ iự ố ạ  

lượng tương  ng   th i đi m t a là Xứ ở ờ ể ự op. Nh  v y ta s  có :ư ậ ẽ

Xdb = Xt a + Mự o(ΔXop)

Xdbmax, min = Xdb ±  X δ

Chú thích: 

­ M o  là k  v ng toán h c (hay là giá tr  trung bình) ỳ ọ ọ ị

­ δX là m t n a giá tr  đ  l n c a các kho ng tin c y đ i v i các giá tr ộ ử ị ộ ớ ủ ả ậ ố ớ ị  

ng u nhiên T, đ ẫ ượ c xác đ nh d a theo h  s  % mong mu n đ t k t qu  đúng ị ự ệ ố ố ạ ế ả  

c a ng ủ ườ ử ụ i s  d ng ph n m m. Đ  d  hình dung có th  nhìn vào hình sau đây: ầ ề ể ễ ể

Hình 3.1: Đ  th  c a hàm m t đ  xác su t c a phân ph i chu n ồ ị ủ ậ ộ ấ ủ ố ẩ

M t đ  xác su t c a phân ph i chu n đ ậ ộ ấ ủ ố ẩ ượ c tính theo công th c sau đây: ứ

 (theo công th c 2.8) ứ

K t qu  nh  trên đ  th  hình 3.1 là tr ế ả ư ồ ị ườ ng h p riêng khi X ợ db   = 0, và khi 

ng ườ i dùng ch n xác su t d  báo Pg = 68% giá tr   X  ọ ấ ự ị [Xdbmin,Xdbmax] thì δX =  

1, t c là X ứ dbmax, min  = X db  ±  X = 0 ± 1 hay δ

Xdbmin   = ­1 ;  Xdbmax   =1.(v i hàm phân ph i chu n thì v i  X=1 thì t ớ ố ẩ ớ δ ươ ng  ng ứ  

v i 68% xác su t phân b  trong kho ng t  [­ X,  X])(Ch ớ ấ ố ả ừ δ δ ươ ng 2, trang 26) 

Trong tr ườ ng h p khi ng ợ ườ i dùng mu n ch n xác su t tin c y Pg = 100% ố ọ ấ ậ  

thì δX = ∞. Nghĩa là trong th c t  không th  đ t đ ự ế ể ạ ượ c đ  tin c y Pg = 100% ộ ậ   Đây là b n ch t c a ph ả ấ ủ ươ ng pháp xác su t th ng kê và cũng phù h p v i th c ấ ố ợ ớ ự  

t  vì đ ng đ t là các s  ki n ng u nhiên. Còn trên hình 3.1 đ ế ộ ấ ự ệ ẫ ườ ng phân b  ch ố ỉ  

là ti m c n v i tr c hoành t  2 phía ệ ậ ớ ụ ừ

­ B ướ c 7: Ki m tra m c đ  đúng đ n c a k t qu  d  báo b ng cách lùi danhể ứ ộ ắ ủ ế ả ự ằ  

m c đ ng đ t v  quá kh  đ  so sánh v i các s  ki n đã th c x y ra sau th iụ ộ ấ ề ứ ể ớ ự ệ ự ả ờ  

đi m Tể opmax

V i các bớ ướ ơ ảc c  b n trong thu t toán đã trình bày   trên, s  đ  kh i c a chậ ở ơ ồ ố ủ ươ  ngtrình d  báoự  đ ng đ t theo mô hình th ng kê đã đ c xây d ng và đ c trình bàyộ ấ ố ượ ự ượ  trên hình 3.2

T o m ng ạ ả dd ch a ứcác tr n trậ ước ngày 

topmax

dd[i].x = chuy nh tr c(dd[i].ể ệ ụ λ)

dd[i].y = chuy nh tr c(dd[i].ể ệ ụ φ)

v i h  tr c x,y là các s   nguyên, đi m  ớ ệ ụ ố ể trên cùng bên trái có giá tr  (0,0), b ị ướ c 

c a x,y là d ủ φ đ ượ c ch n b i ng ọ ở ườ ử i s  

d ng ph n m m ụ ầ ề

i:=1   n →

T o m ng ạ ả s tr ntrongti uvùng[x][y]ố ậ ể  ch a s  ứ ố

lượng các tr n đ ng đ t trong ô (x,y)ậ ộ ấ

T o m ng ạ ả ti uvùngể [x][y][i] ch a các tr n đ ng ứ ậ ộ

đ t ấ th  t  i=1­> n ứ ự trong ti uvùngể  (x,y)

j:=1  s  ti u vùng→ ố ể

s ôs d ngố ử ụ  = s  ti u vùngố ể

N u ế s tr ntrongti uvùng(j)ố ậ ể  

<nmin (nmin đ ượ c ng ườ i  dùng ch n) ọ

→s ôs d ngố ử ụ  = s ôs d ngố ử ụ ­1

T o m ng ạ ả d báo[i]ự  v i i ớ [1, s ôs d ngố ử ụ ]

→quy đ i t  jổ ừ  → i d báoự   tính: d báo[i].tdb, tdbmin, ựtdbmax; mdb, 

mdbmin,mdbmax

db = t a + ựmax,min= db ± k.2(db)

v i k ược tính theo phân b  ốGauss

K t thúc và ki m tra k t qu  so ế ể ế ả

Hình 3.2. S  đ  kh i c a ch ơ ồ ố ủ ươ ng trình d  báo đ ng đ t theo mô hình th ng  ự ộ ấ ố

kê

đi m  u vi t trể ư ệ ước đó.

+ R t nhi u l p trình viên đấ ề ậ ược h c v  ngôn ng  này, do đó s  d ng ọ ề ữ ử ụ C# sẽ có 

u th  cho vi c chuy n giao, phát tri n và  ng d ng theo nhóm t p th  (ch

không ph i ch  s  d ng và phát tri n trong ph m vi h p, đ n l ). ả ỉ ử ụ ể ạ ẹ ơ ẻ

+ Là ngôn ng  hữ ướng đ i tố ượng, các câu l nh h u h t đệ ầ ế ượ ổc t  ch c theo cácứ  

l p (class), d  đ c, d  hi u và r t ch t ch ớ ễ ọ ễ ể ấ ặ ẽ

+ Tuy không ph i ngôn ng  m nh v  toán nh  Matlab, nh ng bù l i ngôn ngả ữ ạ ề ư ư ạ ữ C# có c  ch  ki m soát l i r t t t, ngoài ra, khi khôngơ ế ể ỗ ấ ố  c n x  lý nh ng phép toánầ ử ữ  

ma tr n, nh ng ngôn ng  nh  Matlab s  g p nhi u b t ti n, d  gây nh m l nậ ữ ữ ư ẽ ặ ề ấ ệ ễ ầ ẫ  khi l p trình, và r t khó dò l i, do ki u d  li u c a Matlab quá đa d ng và đ nhậ ấ ỗ ể ữ ệ ủ ạ ị  nghĩa thi u ch t ch , do đó, trong trế ặ ẽ ường h p này thì nh ng ngôn ng  ki u ợ ữ ữ ể C# sẽ 

là l a ch n h p lý h n.ự ọ ợ ơ

­ Nhược đi m:ể

+ C# không ph i là ngôn ng  chuyên dùng cho khoa h c, do đó s  ph i m tả ữ ọ ẽ ả ấ  nhi u công đ  l p trình h n trong các trề ể ậ ơ ường h p ph i x  lý nhi u v i s  ph c,ợ ả ử ề ớ ố ứ  hay ma tr n, v.v…ậ

+ Vì C# là ngôn ng  b c cao, nên s  ch m h n m t s  ngôn ng  khác, ví dữ ậ ẽ ậ ơ ộ ố ữ ụ 

nh  C++ ho c các ngôn ng  khác theo n n t ng c a ngôn ng  C++ nh  Matlabư ặ ữ ề ả ủ ữ ư  v.v…Tuy nhiên, nh ng nhữ ược đi m c a ngôn ng  ể ủ ữ C# ch   nh h ng đ n ng iỉ ả ưở ế ườ