Earthquakes prediction using artificial intelligence

Abstract

A través del tiempo, los terremotos son y serán un fenómeno natural de fatales consecuencias para los seres humanos, debido a que estos causan cientos de miles de muertes, destrucción de edificaciones y enormes pérdidas económicas. Por otro parte, la ciencia computacional crece a pasos gigantes en el área de estudio llamada inteligencia artificial (AI), esta ciencia permite realizar predicciones de eventos de series de tiempo mediante el uso de técnicas como aprendizaje profundo, aprendizaje automático, clasificación, agrupación de datos, etc. El objetivo principal de esta tesis es desarrollar procedimientos con herramientas computacionales para predecir la magnitud de los terremotos con un grado de precisión razonable, se conoce que predecir terremotos es una tarea difícil pero este estudio pretende hacer y mejorar los resultados de investigaciones anteriores al combinar herramientas de AI. Por otro lado, los datos utilizados en este trabajo para la predicción de sismos fueron proporcionados por el Instituto Geofísico de la Escuela Politécnica del Ecuador (IGEPN); estos datos comprenden información digital sobre los fenómenos sísmicos del Ecuador recopilados durante el periodo comprendido entre el año 1901 y el año 2020. Para procesar estos datos se utilizaron técnicas de aprendizaje automático basadas en Maquinas de soporte de vectores (SVM) y análisis de componentes principales (PCA), estas técnicas permiten reducir la dimensionalidad de los datos para posteriormente alimentar una red neuronal artificial (ANN) que esta´ diseñada con la técnica de autocodificador, el cual es capaz de auto reproducir los datos de la capa de entrada en la capa de salida. Finalmente, Los resultados de este trabajo muestran que podría ser posible obtener una predicción razonable de fenómenos naturales altamente peligrosos relacionados con los terremotos. Es de esperar que los resultados obtenidos en este estudio sean utilizados en la construcción de medidas preventivas para minimizar los terribles efectos de los sismos de gran magnitud en Ecuador.