OpenQuake: Impact of Engine v 1.0 launch on worldwide #seismic hazard assessment #GEMRVL2013

  • 3,314 views
Uploaded on

Impact of OpenQuake Engine v 1.0 launch on worldwide #seismic hazard assessment, Marco Pagani, GEM Lead Hazard Scientist …

Impact of OpenQuake Engine v 1.0 launch on worldwide #seismic hazard assessment, Marco Pagani, GEM Lead Hazard Scientist
#GEMRVL2013

More in: Technology
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
No Downloads

Views

Total Views
3,314
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
6

Actions

Shares
Downloads
0
Comments
0
Likes
1

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1. OpenQuake: Impact of Engine 1.0 launch  on worldwide seismic hazard assessment  Marco Pagani, GEM Hazard Team, GEM Foundation Damiano Monelli, GEM Hazard Team, SED‐ETH Graeme Weatherill, GEM Hazard Team, GEM Foundation Laurentiu Danciu, GEM Hazard Team, SED‐ETH on behalf of the GEM Risk, the GEM IT Teams and the GEM Community
  • 2. Motivations “anything less than release of the actual source code is an  indefensible approach for any scientific result that  depends on computation, because not releasing such  code raises needless, and needlessly confusing roadblocks  to reproducibility” (Ince et al., 2012; Nature) Reproducibility and transparency We wanted to shift from the current one‐ one‐one paradigm to the one‐many‐many  development model. Only in this way it’s  possible to ensure long term maintenance,  incorporate newest ideas and features and  aim at a large community of users. A community based development  process A multi‐HW and multi‐OS  software
  • 3. Main features A modular software OQ‐engine is organized into a  number of libraries oq‐hazardlib oq‐risklib oq‐nrmllib A multi‐purpose tool  A software for the calculation of hazard  and physical risk  Hazard Risk Open and transparent Take a look at http://github.com/gem
  • 4. Main features (contd) Documented   We produce documentation explaining  how to use the oq‐engine and the  methods  Tested Testing is an integral part of the  development process 
  • 5. The OpenQuake‐engine risk module
  • 6. OQ‐engine risk module The risk module of the oq‐engine is currently comprised of five  risk calculation workflows:  • Two calculate losses and damage distributions due to a single  earthquake • Two calculate seismic risk using probabilistic seismic hazard • One uses loss exceedance curves to assess whether  retrofitting measures would be economically viable or not  Main result typologies:  • Loss maps, loss statistics, loss curves, total loss curve • Damage distribution per asset or per taxonomy, collapse maps • Benefit/cost ratio map
  • 7. The OpenQuake‐engine hazard module
  • 8. The oq‐engine natively support PSHA input models accounting  for epistemic uncertainties by means of a logic tree structure. The input generally consists of: ‐ Configuration file ‐ Seismic source model logic tree ‐ Ground motion logic tree Input model
  • 9. A collection of source typologies Five source typologies: ‒ Point Source ‒ Area Source Can be used for  modeling distributed  seismicity Can be used for  modeling shallow  crustal faults,  subduction faults Without floating ruptures With floating ruptures ‒ Simple Fault Source ‒ Complex Fault Source ‒ Characteristic fault Source
  • 10. A growing list of Ground Motion Prediction Equations  for different Tectonic Regions Stable continental regions ‣ Atkinson and Boore (2006) ‣ Campbell (2003) ‣ Toro et al. (1997) Shallow Earthquakes in Active  Tectonic R. ‣ Abrahamnson and Silva (2008) ‣ Akkar and Bommer (2010) ‣ Akkar and Cagnan (2010) ‣ Akkar et al. (2013) ‣ Boore and Atkinson (2008) ‣ Cauzzi and Faccioli (2008) ‣ Chiou and Youngs (2008) ‣ Sadigh et al. (1997) Subduction ‣ Atkinson and Boore (2003) ‣ Lin and Lee (2008) ‣ Youngs et al. (1997) ‣ Zhao et al. (2006)
  • 11. Calculators: ‣ Classical Probabilistic Seismic Hazard Analysis (PSHA) ‣ Event‐based PSHA ‣ Scenario hazard  ‣ Disaggregation (currently only for Classical PSHA) One code serving different needs …
  • 12. Classical PSHA Calculator
  • 13. Event‐based PSHA calculator
  • 14. Scenario hazard calculator
  • 15. Disaggregation calculator
  • 16. Incorporating models from the community ‣ United States 2008 (USGS) ‣ Canada (Canada Geological Survey) ‣ Alaska 2007 (USGS) ‣ Japan 2012 (J‐SHIS – NIED) ‣ Australia (Geoscience Australia) ‣ Taiwan (Cheng et al., 2007)  ‣ SHARE (Regional program for the Europe) ‣ EMME (Regional program for the Middle East) ‣ South America 2010 (USGS) ‣ Global Uniform Model
  • 17. Incorporating models from the community OpenQuake‐engine NIED
  • 18. Testing typologies in the OpenQuake‐engine: ‐ Unittests ‐ Quality‐assurance tests “Many of these scientists rely on the fact that the software has  appeared in a peer‐reviewed article, recommendations, and  personal opinion, as their reason for adopting software. This is  scientifically misplaced, as the software code used to conduct the  science is not formally peer‐reviewed.” (Joppa et al., 2013;  Science) Testing, testing, testing
  • 19. OQ PEER Testing, testing, testing
  • 20. Application examples
  • 21. Verification calculations SSHAC Level 3 project ‣ An application of the Classical‐PSHA methodology  ‣ SSHAC level 3 and 4 are the most sophisticated PSHA models  ‣ Compared the results of some Ground Motion Prediction  Equations implemented in OQ‐engine against the ones  prepared inside the project using a commercial software for  Probabilistic Seismic Hazard Analysis ‣ Computed hazard curves for a selected set of test cases
  • 22. Verification calculations SSHAC Level 3 project
  • 23. Index Event Table for the Bosphorus 1 deal ‣ An application of the Event‐based PSHA methodology ‣ Computed Stochastic Event Sets (SES) of different duration  using one of the SHARE models ‣ From SES we  obtained a collection  of spatially correlated  Ground Motion Fields ‣ For each Ground  Motion Field we  computed the  corresponding Event  Index
  • 24. SHARE
  • 25. Global Uniform Hazard Model
  • 26. Where we are …
  • 27. Future developments
  • 28. Potential new features Tsunami hazard Tsunamis pose a serious risk  threat in several costal areas of  the world. A module in the OQ‐ engine would be thus extremely  useful.  Short term hazard The classical PSHA methodology  takes into account only  mainshocks. For this reason it  necessary to implement a  specialised calculator to be used to  for the assessment of losses  produced by long aftershock  sequences. Non‐parametric sources This source typology will allow the  calculation of hazard virtually using  whatever PSHA input model. A non‐ parametric source is a list of ruptures  each one with an associated probability  of occurrence in a given time span. Near Source Effects Some of the newest GMPEs  incorporate terms for accounting  near‐source effects. Since the ground  motion close to faults is largely  controlled by phenomena their  incorporation into hazard can be of  paramount importance.
  • 29. OpenQuake‐engine 1.0  Released on June, 2013 http://globalquakemodel.org/openquake