Identificação e Classificação dos Eventos Sísmicos
Palavras-chave: Catálogo Sísmico, PhaseNet, Redes Neurais Profundas, GaMMA, Geofísica Computacional, codificação preditiva linear.
A detecção e associação das atividades sísmicas é um procedimento que envolve muito tempo e a análise de dados geofísicos provenientes de estações sismográficas por técnicos especializados, e tem aplicações que vão desde a caracterização geológica da crosta terrestre até o suporte à previsão de incidentes sísmicos e à exploração de hidrocarbonetos. Dado o desenvolvimento e inovação das ferramentas de Inteligência Artificial, o objetivo deste trabalho visa otimizar o tempo computacional na elaboração automática de um catálogo sísmico com precisão no município de Jacobina da Bahia, localizado na região Nordeste do Brasil. Para isso, identificamos padrões em eventos sísmicos utilizando a técnica de transfer learning e o algoritmo de redes Neurais Profundas PhaseNet para a seleção dos tempos de chegada das ondas primária P e secundária S dos eventos sísmicos e o algoritmo GaMMA para associação desta fases seguindo da localização hipocentral de cada evento. A etapa intermediária é a representação do envelope espectral de cada evento sísmico com o método da codificação preditiva linear (LPC) para medir a similaridade entre os eventos, amparada pela análise de especialistas da Geofísica para gerar o gold standard do conjunto de dados usado. Um catálogo sísmico é composto pelas coordenadas epicentrais, tempo de origem, profundidade e magnitude local dos eventos. Para este estudo, foi utilizado um banco de dados sísmicos proveniente da Bahia, referente ao mês de março de 2022 e administrado por 6 estações pelo Laboratório Sismológico da UFRN (LabSis). Indicadores de desempenho, como a precisão da detecção, das filtragem das réplicas, da associação e localização, foram utilizados para avaliar os
algoritmos. Os primeiros resultados para a seleção de fases sísmicas P e S alcançaram precisão de detecção maior ou igual a 60%, com um total de 1.135 picos para as 6 estações. Aplicando estes resultados no GaMMA, a associação resultou em 51 eventos sísmicos com o mínimo de 5 picos por eventos, e com precisão maior ou igual a 5. O processamento destes dados (1.135 picos) foi executado em 34 segundos.