Localização hipocentral: um estudo comparativo entre metaheurísticas

dc.contributor.advisorCarvalho, Bruno Motta de
dc.contributor.advisor-co1Nascimento, Aderson Farias do
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0002-3961-5884pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8600906973888297pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/0330924133337698pt_BR
dc.contributor.authorSilva, Arthur Anthony da Cunha Romão e
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2535790263841193pt_BR
dc.contributor.referees1Santos, Edson José da Costa
dc.contributor.referees2Barboza, Francisco Márcio
dc.contributor.referees3Maia, Silvia Maria Diniz Monteiro
dc.date.accessioned2025-03-18T22:31:42Z
dc.date.available2025-03-18T22:31:42Z
dc.date.issued2024-11-18
dc.description.abstractThe determination of hypocentral location uses techniques to obtain the spatial coordinates of the hypocenter from temporal data observed at seismographic stations. This approach has applications ranging from geological characterization of the Earth’s crust to supporting incident prediction and hydrocarbon exploration. This work proposes the application of the OLC optimization algorithm and its hybridized version (OLCH), which incorporates genetic operators such as crossover, mutation, tournament, and elitism, as an alternative to traditional metaheuristics used in hypocentral inversion. Inspired by the behavior of grey wolf packs, the OLC, proposed by Seyedali Mirjalili in 2014, has been widely employed in optimization, system design, and machine learning. Its main mechanisms — hunting, encircling, and capturing — allow efficient exploration of the search space, finding solutions close to the global optimum in complex problems. The results were compared with algorithms widely used in hypocentral inversion, such as GN, as well as the hybridized version with MS, named GM, and other methods like AG and OEP. The comparison considered criteria such as objective function cost, computational time, and convergence. In tests with synthetic seismic data, OLC and OLCH significantly outperformed OEP in the objective function cost during the stabilization period, while OLCH surpassed GM in overall cost. With real data, OLCH stood out compared to OEP, both in the average objective function cost of the solutions and during the stabilization period. OLC also outperformed OEP, though only during the stabilization period. These results highlight the feasibility and advantages of OLC and OLCH in the context of hypocentral location using synthetic and real data, establishing them as innovative and alternative methodologies for hypocentral location.pt_BR
dc.description.resumoA determinação da localização hipocentral utiliza técnicas para obter as coordenadas espaciais do hipocentro a partir de dados temporais observados em estações sismográficas. Essa abordagem tem aplicações que vão desde a caracterização geológica da crosta terrestre até o suporte à previsão de incidentes e à exploração de hidrocarbonetos. Este trabalho propõe a aplicação do algoritmo de otimização Otimizador por Lobos Cinzentos (OLC) e de sua versão hibridizada (Otimizador por Lobos Cinzentos Híbrido (OLCH)), que incorpora operadores genéticos de cruzamento, mutação, torneio e elitismo, como alternativa às metaheurísticas tradicionais utilizadas na inversão hipocentral. Inspirado no comportamento de matilhas de lobos cinzentos, o OLC, proposto por Seyedali Mirjalili em 2014, tem sido amplamente empregado em otimização, design de sistemas e aprendizado de máquina. Seus principais mecanismos — caça, encurralamento e captura — permitem explorar eficientemente o espaço de busca, encontrando soluções próximas ao ótimo global em problemas complexos. Os resultados foram comparados com algoritmos amplamente utilizados na inversão hipocentral, como o Gauss-Newton (GN), mas com a versão hibridizada com o Multi-Start (MS), denominada Gauss-Newton com Multi-Start (GM), além do Algoritmo Genético (AG) e do Otimizador por Enxame de Partículas (OEP), considerando critérios como custo da função objetivo, tempo computacional e convergência. Em testes com sismos sintéticos, o OLC e o OLCH superaram significativamente o OEP no custo da função objetivo durante o período de estabilização, enquanto o OLCH foi superior ao GM no custo total. Com dados reais, o OLCH destacou-se em relação ao OEP, tanto no custo da função objetivo das soluções médias quanto no período de estabilização. O OLC também superou o OEP, mas apenas no período de estabilização. Esses resultados ressaltam a viabilidade e as vantagens do OLC e do OLCH no contexto da localização hipocentral com dados sintéticos e reais, consolidando-os como metodologias inovadoras e alternativas para a localização hipocentral.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.identifier.citationSILVA, Arthur Anthony da Cunha Romão e. Localização hipocentral: um estudo comparativo entre metaheurísticas. Orientador: Dr. Bruno Motta de Carvalho. 2024. 149f. Dissertação (Mestrado em Sistemas e Computação) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/63054
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM SISTEMAS E COMPUTAÇÃOpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectInversão hipocentralpt_BR
dc.subjectOtimizaçãopt_BR
dc.subjectMeta-heurísticaspt_BR
dc.subjectGeofísica computacionalpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAOpt_BR
dc.titleLocalização hipocentral: um estudo comparativo entre metaheurísticaspt_BR
dc.title.alternativeHypocentral location: a comparative study among metaheuristicspt_BR
dc.typemasterThesispt_BR

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