Journal Name: Pure and Applied Geophysics

Spatio-Temporal Modeling of Seismic Provinces of Iran Using DBSCAN Algorithm

Mohammad Kazemi-Beydokhti1, Masoud Mojarab2, Rahim Ali Abbaspour1

1 School of Surveying and Geospatial Information Engineering, College of Engineering,

University of Tehran, Iran

{Mohammad_Kazemi, abaspour}@ut.ac.ir

2 Department of Mining Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Iran

Corresponding author:Rahim Ali Abbaspour,Tel.: +98 21-88008841, Fax: +98 21-88008837, email:

Periods
1924-1926 / 1926-1928 / 1928-1930 / 1930-1932 / 1932-1934 / 1934-1936 / 1936-1938 / … / 2004-2006 / 2006-2008 / 2008-2010 / 2010-2012 / 2012-2015
Number of Earthquakes / 22 / 30 / 44 / 76 / 26 / 35 / 26 / … / 543 / 593 / 495 / 805 / 1033
DBSCAN Parameters / K=2 / Eps / 0.06 / 0.06 / 0.04 / 0.06 / 0.05 / 0.03 / 0.06 / … / 0.03 / 0.028 / 0.027 / 0.03 / 0.03
NOC / 7 / 7 / 12 / 9 / 7 / 7 / 7 / 45 / 52 / 58 / 51 / 57
K=3 / Eps / 0.07 / 0.07 / 0.043 / 0.05 / 0.07 / 0.03 / 0.08 / 0.032 / 0.03 / 0.029 / 0.033 / 0.032
NOC / 3 / 5 / 7 / 7 / 4 / 5 / 4 / 30 / 28 / 40 / 27 / 33
K=4 / Eps / 0.07 / 0.08 / 0.042 / 0.055 / 0.07 / 0.032 / 0.1 / 0.035 / 0.032 / 0.031 / 0.034 / 0.032
NOC / 3 / 4 / 6 / 5 / 4 / 3 / 3 / 19 / 24 / 31 / 22 / 27
K=5 / Eps / 0.08 / 0.085 / 0.045 / 0.057 / 0.072 / 0.034 / 0.11 / 0.037 / 0.033 / 0.033 / 0.036 / 0.033
NOC / 3 / 4 / 6 / 3 / 3 / 3 / 3 / 12 / 17 / 20 / 19 / 19
K=6 / Eps / 0.09 / 0.09 / 0.046 / 0.061 / 0.075 / 0.035 / 0.15 / 0.043 / 0.034 / 0.035 / 0.037 / 0.034
NOC / 2 / 3 / 6 / 3 / 3 / 3 / 2 / 8 / 13 / 13 / 17 / 16
K=7 / Eps / 0.09 / 0.092 / 0.05 / 0.064 / 0.077 / 0.037 / 0.2 / 0.046 / 0.036 / 0.04 / 0.04 / 0.035
NOC / 2 / 3 / 5 / 3 / 2 / 2 / 2 / 8 / 11 / 11 / 12 / 13
K=8 / Eps / 0.1 / 0.095 / 0.052 / 0.066 / 0.08 / 0.038 / 0.22 / 0.048 / 0.04 / 0.05 / 0.042 / 0.035
NOC / 1 / 2 / 5 / 3 / 2 / 2 / 1 / 9 / 9 / 10 / 11 / 11
K=9 / Eps / 0.11 / 0.1 / 0.055 / 0.07 / 0.08 / 0.04 / 0.22 / 0.051 / 0.045 / 0.053 / 0.044 / 0.037
NOC / 1 / 1 / 5 / 2 / 1 / 1 / 1 / 9 / 8 / 9 / 10 / 8
K=10 / Eps / 0.21 / 0.15 / 0.06 / 0.071 / 0.082 / 0.042 / 0.24 / 0.055 / 0.049 / 0.059 / 0.049 / 0.046
NOC / 1 / 1 / 5 / 2 / 1 / 1 / 1 / 8 / 7 / 7 / 9 / 7
K=11 / Eps / 0.3 / 0.2 / 0.065 / 0.073 / 0.085 / 0.042 / 0.26 / 0.06 / 0.051 / 0.059 / 0.053 / 0.048
NOC / 1 / 1 / 4 / 1 / 1 / 1 / 1 / 7 / 7 / 8 / 7 / 7
K=12 / Eps / 0.33 / 0.22 / 0.07 / 0.075 / 0.088 / 0.044 / 0.27 / 0.067 / 0.055 / 0.06 / 0.058 / 0.052
NOC / 1 / 1 / 3 / 1 / 1 / 1 / 1 / 5 / 6 / 7 / 8 / 6
K=13 / Eps / 0.35 / 0.24 / 0.08 / 0.08 / 0.091 / 0.06 / 0.28 / 0.072 / 0.059 / 0.067 / 0.062 / 0.056
NOC / 1 / 1 / 3 / 1 / 1 / 1 / 1 / 4 / 6 / 6 / 7 / 6
K=14 / Eps / 0.36 / 0.25 / 0.1 / 0.09 / 0.1 / 0.08 / 0.29 / 0.075 / 0.066 / 0.073 / 0.068 / 0.06
NOC / 1 / 1 / 2 / 1 / 1 / 1 / 1 / 3 / 4 / 4 / 5 / 5
K=15 / Eps / 0.38 / 0.28 / 0.15 / 0.1 / 0.15 / 0.09 / 0.31 / 0.078 / 0.07 / 0.076 / 0.072 / 0.064
NOC / 1 / 1 / 1 / 1 / 1 / 1 / 1 / 3 / 3 / 3 / 4 / 4
Table S1: K and Eps parameters obtained for DBSCAN clustering along with the number of clusters (NOC) for each parameter in T2 periods. The highlighted cells represent the parameters that their NOC is between five and 13 and bold red colors are optimal parameters in each period.
Periods
1900-1905 / 1905-1910 / 1910-1915 / 1915-1920 / 1920-1925 / 1925-1930 / 1930-1935 / … / 1990-1995 / 1995-2000 / 2000-2005 / 2005-2010 / 2010-2015
Number of Earthquakes / 16 / 16 / 15 / 21 / 25 / 82 / 113 / 474 / 551 / 723 / 1428 / 1837
DBSCAN Parameters / K=2 / Eps / 0.07 / 0.08 / 0.07 / 0.07 / 0.07 / 0.035 / 0.045 / … / 0.03 / 0.031 / 0.027 / 0.028 / 0.028
NOC / 6 / 6 / 5 / 6 / 7 / 16 / 13 / 27 / 30 / 49 / 51 / 50
K=3 / Eps / 0.13 / 0.1 / 0.08 / 0.04 / 0.12 / 0.037 / 0.048 / 0.032 / 0.034 / 0.03 / 0.029 / 0.03
NOC / 5 / 3 / 3 / 4 / 5 / 10 / 11 / 21 / 21 / 32 / 33 / 35
K=4 / Eps / 0.2 / 0.18 / 0.1 / 0.11 / 0.15 / 0.037 / 0.05 / 0.033 / 0.038 / 0.033 / 0.029 / 0.031
NOC / 3 / 2 / 1 / 4 / 4 / 8 / 8 / 16 / 13 / 25 / 28 / 28
K=5 / Eps / 0.25 / 0.2 / 0.13 / 0.14 / 0.17 / 0.041 / 0.05 / 0.035 / 0.04 / 0.035 / 0.031 / 0.033
NOC / 3 / 2 / 1 / 3 / 4 / 8 / 7 / 15 / 13 / 16 / 19 / 23
K=6 / Eps / 0.28 / 0.22 / 0.18 / 0.17 / 0.19 / 0.05 / 0.06 / 0.04 / 0.044 / 0.38 / 0.032 / 0.034
NOC / 2 / 1 / 1 / 3 / 3 / 7 / 6 / 12 / 11 / 15 / 18 / 20
K=7 / Eps / 0.33 / 0.24 / 0.2 / 0.19 / 0.22 / 0.053 / 0.063 / 0.047 / 0.048 / 0.04 / 0.034 / 0.035
NOC / 2 / 1 / 1 / 2 / 2 / 7 / 5 / 10 / 8 / 13 / 15 / 17
K=8 / Eps / 0.35 / 0.24 / 0.21 / 0.22 / 0.23 / 0.058 / 0.065 / 0.046 / 0.051 / 0.042 / 0.038 / 0.037
NOC / 2 / 1 / 1 / 2 / 2 / 6 / 6 / 9 / 8 / 11 / 12 / 12
K=9 / Eps / 0.38 / 0.26 / 0.24 / 0.24 / 0.25 / 0.061 / 0.068 / 0.048 / 0.055 / 0.044 / 0.04 / 0.038
NOC / 1 / 1 / 1 / 1 / 1 / 5 / 4 / 9 / 8 / 11 / 11 / 13
K=10 / Eps / 0.41 / 0.27 / 0.25 / 0.26 / 0.27 / 0.063 / 0.071 / 0.05 / 0.059 / 0.045 / 0.044 / 0.04
NOC / 1 / 1 / 1 / 1 / 1 / 5 / 4 / 8 / 8 / 8 / 10 / 12
K=11 / Eps / 0.42 / 0.29 / 0.27 / 0.29 / 0.29 / 0.067 / 0.073 / 0.053 / 0.064 / 0.048 / 0.048 / 0.043
NOC / 1 / 1 / 1 / 1 / 1 / 5 / 3 / 6 / 8 / 8 / 8 / 10
K=12 / Eps / 0.44 / 0.33 / 0.29 / 0.32 / 0.34 / 0.071 / 0.076 / 0.06 / 0.068 / 0.051 / 0.05 / 0.045
NOC / 1 / 1 / 1 / 1 / 1 / 5 / 2 / 4 / 8 / 6 / 9 / 9
K=13 / Eps / 0.46 / 0.35 / 0.33 / 0.34 / 0.36 / 0.076 / 0.78 / 0.063 / 0.072 / 0.055 / 0.051 / 0.049
NOC / 1 / 1 / 1 / 1 / 1 / 5 / 2 / 3 / 6 / 6 / 8 / 9
K=14 / Eps / 0.48 / 0.4 / 0.36 / 0.36 / 0.39 / 0.079 / 0.81 / 0.066 / 0.08 / 0.06 / 0.055 / 0.053
NOC / 1 / 1 / 1 / 1 / 1 / 3 / 1 / 3 / 5 / 6 / 5 / 9
K=15 / Eps / 0.5 / 0.44 / 0.39 / 0.37 / 0.44 / 0.084 / 0.085 / 0.07 / 0.086 / 0.064 / 0.058 / 0.058
NOC / 1 / 1 / 1 / 1 / 1 / 3 / 1 / 2 / 4 / 5 / 5 / 5
K=16 / Eps / 0.52 / 0.48 / 0.41 / 0.38 / 0.47 / 0.09 / 0.091 / 0.082 / 0.09 / 0.07 / 0.06 / 0.066
NOC / 1 / 1 / 1 / 1 / 1 / 2 / 1 / 1 / 4 / 4 / 3 / 5
K=17 / Eps / 0.55 / 0.51 / 0.43 / 0.4 / 0.49 / 0.11 / 0.094 / 0.09 / 0.94 / 0.076 / 0.063 / 0.07
NOC / 1 / 1 / 1 / 1 / 1 / 1 / 1 / 1 / 2 / 2 / 2 / 4
Table S2: K and Eps parameters obtained for DBSCAN clustering along with the number of clusters (NOC) for each parameter in T5 periods. The highlighted cells represent the parameters that their NOC is between five and 13 and bold red colors are optimal parameters in each period.
…
…
Fig.S1.The outputs of DBSCAN algorithm from optimal parameters for T2 window period.
Fig.S2.The outputs of DBSCAN algorithm from optimal parameters for T5 window period.

Figure and Table Captions

Table S1.K and Eps parameters obtained for DBSCAN clustering along with the number of clusters (NOC) for each parameter in T5 periods. The highlighted columns represent the parameters that their NOC is between five and 13 and bold red colors are optimal parameters in each period.

Table S2. K and Eps parameters obtained for DBSCAN clustering along with the number of clusters (NOC) for each parameter in T10 periods. The highlighted columns represent the parameters that their NOC is between five and 13 and bold red colors are optimal parameters in each period.

Fig. S1.The outputs of DBSCAN algorithm from optimal parameters for T2 window period.

Fig. S2. The outputs of DBSCAN algorithm from optimal parameters for T5 window period