本文關(guān)鍵詞：震源位錯(cuò)模型參數(shù)反演方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大地測(cè)量觀測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展,極大豐富了地殼形變觀測(cè)數(shù)據(jù),為研究地震斷層錯(cuò)動(dòng)等地球物理問(wèn)題提供了全新的角度。震源參數(shù)反演不僅是研究斷層錯(cuò)動(dòng)特征、分析震源機(jī)制的重要手段,同時(shí)也為活動(dòng)斷層破裂擴(kuò)展分析、震后形變、巖石圈應(yīng)力變化及后期地震危險(xiǎn)性評(píng)估提供基礎(chǔ)。因此,準(zhǔn)確獲取地震震源參數(shù)對(duì)研究地震機(jī)理等問(wèn)題至關(guān)重要。以更準(zhǔn)確地反演地震震源參數(shù)為核心研究目標(biāo),本文對(duì)震源位錯(cuò)模型參數(shù)反演方法進(jìn)行了相關(guān)研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容及工作如下:(1)研究了含有不等式約束的總體最小二乘方法。分析了已有附不等式約束的總體最小二乘方法存在的不足,在ICEIV(inequality constrained errors-in-variables)模型基礎(chǔ)上,提出附有不等式約束加權(quán)總體最小二乘問(wèn)題的擬牛頓修正算法。研究表明,擬牛頓修正法具有良好的收斂性,同時(shí)避免了計(jì)算目標(biāo)函數(shù)的Hesse矩陣,大大提高了算法的計(jì)算效率。模擬附有約束的單一斷層滑動(dòng)參數(shù)反演,研究了該方法在震源參數(shù)反演中的適用性。(2)研究了震源參數(shù)的非線性反演方法。本文將改進(jìn)的多峰值顆粒群算法(Multiple peak Particle Swarm Optimization,MPSO)用于震源參數(shù)反演,詳細(xì)分析了多峰值顆粒群算法的改進(jìn)思路和迭代過(guò)程,并將該算法與常用的遺傳算法進(jìn)行了比較。通過(guò)模擬震源參數(shù)反演及研究蘆山Ms7.0級(jí)地震和拉奎拉Mw6.3地震,表明了改進(jìn)的MPSO算法具有控制參數(shù)少、快速收斂、解穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn),非常適合用于高度非線性的震源參數(shù)反演。(3)研究了震源滑動(dòng)分布的反演方法。本文顧及格林函數(shù)矩陣的誤差對(duì)滑動(dòng)分布參數(shù)解的影響,將最小二乘法和總體最小二乘法同時(shí)用于反演震源滑動(dòng)分布,根據(jù)觀測(cè)值的數(shù)據(jù)精度給觀測(cè)向量定權(quán),并根據(jù)滑動(dòng)模型的線性關(guān)系給系數(shù)矩陣元素定權(quán)。模擬不同斷層模型的滑動(dòng)分布反演及研究蘆山Ms7.0級(jí)地震和拉奎拉Mw6.3地震反演。研究表明,總體最小二乘滑動(dòng)分布解與最小二乘滑動(dòng)分布解存在一定差別,但差別的量級(jí)在10-5以內(nèi)。(4)研究了2013年4月20日四川蘆山Ms7.0級(jí)地震和2009年4月6日意大利拉奎拉Mw6.3地震。分別反演得到兩個(gè)地震的非線性震源幾何參數(shù)及精細(xì)震源滑動(dòng)分布。就蘆山地震而言,通過(guò)震中周圍的GPS三維約束形變數(shù)據(jù)反演的結(jié)果表明,斷層走向?yàn)?06.47o,斷層傾角為44.11o,主要滑動(dòng)的深度為4km-20km,平均滑動(dòng)量為0.17m,最大滑動(dòng)量為0.72m,主要分布在深度為13km-14km的范圍,得到的地震矩為1.19?1019N.m,對(duì)應(yīng)的矩震級(jí)為Mw6.68。就拉奎拉地震而言,通過(guò)Envisat衛(wèi)星的SAR數(shù)據(jù)約束得到的同震形變場(chǎng)進(jìn)行震源參數(shù)反演,結(jié)果表明,地震斷層走向?yàn)?44.37o,斷層傾角為59.06o,主要滑動(dòng)深度4km-15km的深度范圍,最大滑動(dòng)量為0.95m,平均滑動(dòng)量為0.22m,最大滑動(dòng)量的的深度范圍為6km-8km,地震矩為3.63?1018N.m,對(duì)應(yīng)的矩震級(jí)為Mw6.34。兩個(gè)地震的研究結(jié)果都與地震學(xué)研究結(jié)果相符。
【關(guān)鍵詞】：震源參數(shù) 位錯(cuò)模型 非線性 總體最小二乘 反演 蘆山地震 拉奎拉地震
【學(xué)位授予單位】：東華理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P315.33
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 1 緒論12-20
• 1.1 選題背景12-13
• 1.2 研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 附有不等式約束的總體最小二乘問(wèn)題13-14
• 1.2.2 震源模型參數(shù)（幾何參數(shù)）反演14-15
• 1.2.3 震源滑動(dòng)分布反演15-16
• 1.3 研究意義、研究目標(biāo)及內(nèi)容16-20
• 1.3.1 研究意義16
• 1.3.2 研究目標(biāo)及內(nèi)容16-20
• 2 矩形位錯(cuò)理論與地震震源參數(shù)反演20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 彈性半空間位錯(cuò)模型理論20-24
• 2.2.1 點(diǎn)源位錯(cuò)模型21-22
• 2.2.2 有限矩形位錯(cuò)模型22-24
• 2.3 地震震源參數(shù)反演理論與方法24-31
• 2.3.1 InSAR觀測(cè)值與形變觀測(cè)值的轉(zhuǎn)換24-25
• 2.3.2 震源模型參數(shù)反演25-26
• 2.3.3 震源滑動(dòng)分布反演26-29
• 2.3.4 矩震級(jí)與震源參數(shù)的關(guān)系29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 3 不等式約束加權(quán)總體最小二乘問(wèn)題的擬牛頓修正方法32-42
• 3.1 引言32
• 3.2 附有不等式約束的EIV模型32-33
• 3.3 求解不等式約束EIV模型的擬牛頓修正法33-36
• 3.4 擬牛頓修正法的收斂性分析36
• 3.5 算例驗(yàn)證36-38
• 3.5.1 等精度、不相關(guān)的情況36-38
• 3.5.2 不等精度的情況38
• 3.6 擬牛頓修正法在單一斷層滑動(dòng)參數(shù)反演中的應(yīng)用38-41
• 3.7 本章小結(jié)41-42
• 4 震源位錯(cuò)模型參數(shù)的非線性反演方法42-58
• 4.1 引言42
• 4.2 震源參數(shù)的非線性反演42
• 4.3 改進(jìn)的多峰值顆粒群算法（MPSO）42-45
• 4.4 遺傳算法45-46
• 4.5 模擬實(shí)驗(yàn)46-49
• 4.6 實(shí)際震例反演49-57
• 4.6.1 2013年4月 20日蘆山Ms7.0 級(jí)地震49-53
• 4.6.2 2009年4月 6 日拉奎拉Mw6.3 級(jí)地震53-57
• 4.7 本章小結(jié)57-58
• 5 震源滑動(dòng)分布的反演方法58-80
• 5.1 引言58
• 5.2 地震滑動(dòng)分布的反演算法58-61
• 5.2.1 最小二乘法59-60
• 5.2.2 總體最小二乘法60-61
• 5.2.3 權(quán)陣P及協(xié)因數(shù)陣GQ的確定61
• 5.3 模擬實(shí)驗(yàn)61-68
• 5.4 實(shí)際震例反演68-78
• 5.4.1 蘆山地震震源滑動(dòng)分布反演68-73
• 5.4.2 意大利拉奎拉震源滑動(dòng)分布反演73-78
• 5.5 本章小結(jié)78-80
• 6 結(jié)論與展望80-82
• 6.1 主要工作與結(jié)論80-81
• 6.2 后續(xù)研究展望81-82
• 參考文獻(xiàn)82-90
• 致謝90-92
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文、主要學(xué)術(shù)活動(dòng)92-93

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