發(fā)布時間：2017-12-17 12:28

  本文關(guān)鍵詞：多面函數(shù)方法的改進及其在描述GPS變形場中的應(yīng)用

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【摘要】：以GPS為代表的空間對地觀測技術(shù)的快速發(fā)展為地震研究提供了豐富可靠的地殼形變約束。在GPS數(shù)據(jù)產(chǎn)品中,由于應(yīng)變率場能夠直接描述地殼變形的速率并可用來識別應(yīng)變集中區(qū),因此在強震預(yù)測研究中被廣泛應(yīng)用。另一方面,由于實際的GPS結(jié)果中包括噪聲、站點分布的密度也不均勻,因此如何構(gòu)建合理的模型描述GPS速度場并獲取可靠的GPS應(yīng)變率場一直是地學(xué)研究的熱點問題之一。針對上述GPS應(yīng)變率場可靠獲取的問題,本文基于經(jīng)典多面函數(shù)模型,通過對比多種函數(shù)最終選定了指數(shù)函數(shù)用于構(gòu)建核函數(shù),完成了改進多面函數(shù)的模型選擇和程序設(shè)計工作。在此基礎(chǔ)上,經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)實驗獲取了新的核函數(shù)的參數(shù)取值范圍,并在中國大陸應(yīng)變率場獲取、蘆山地震和Northridge地震前變形特征識別中進行了初步應(yīng)用,總體效果良好。1.多面函數(shù)應(yīng)變率計算方法的改進及適用性研究通過構(gòu)建理論已知、數(shù)據(jù)分布規(guī)則、包含不同幅度誤差的模擬數(shù)據(jù)輸入(數(shù)據(jù)分布范圍為75°E-135°E,20°N-50°N,采樣密度為1°×1°),通過千百次數(shù)據(jù)實驗獲取了改進后多面函數(shù)的關(guān)鍵參數(shù)k和a的取值范圍。包含不同誤差的數(shù)據(jù)輸入情況下,取參數(shù)a為1.0時可以獲得較好結(jié)果,該取值不隨平差結(jié)點和附加誤差幅度的影響;另一個關(guān)鍵參數(shù)k受平差結(jié)點密度影響,當(dāng)平差結(jié)點為53個時、k的優(yōu)勢取值范圍為0.0035-0.0080,100個平差結(jié)點時,k的最佳取值范圍為0.008-0.02。在上述參數(shù)組合條件下,基于本文模擬數(shù)據(jù)可以獲得與理論應(yīng)變率場分布高度一致的結(jié)果。在多種數(shù)據(jù)輸入條件下(附加誤差的模擬數(shù)據(jù)、50%采樣并剔除兩個5°×10°范圍的稀疏模擬數(shù)據(jù)、中國大陸全部數(shù)據(jù)和50%采樣數(shù)據(jù)),改進后的多面函數(shù)方法相對經(jīng)典方法表現(xiàn)出更強的適用性,應(yīng)變率結(jié)果也更穩(wěn)定。相對最小二乘配置方法,改進的多面函數(shù)方法在數(shù)據(jù)分布稀疏區(qū)和幾何分布非規(guī)則區(qū)存在少量偏差,并且存在一定程度的邊緣效應(yīng)�？傮w而言,改進后的多面函數(shù)方法的核函數(shù)采用了指數(shù)形式,比經(jīng)典函數(shù)形式稍顯復(fù)雜,但其關(guān)鍵參數(shù)與經(jīng)典函數(shù)均為2個。通過本文研究,改進后多面函數(shù)的兩個關(guān)鍵參數(shù)之一a取1.0時效果最佳,該取值在本文所有算例中均成立。因此基于目前的研究,改進的多面函數(shù)模型僅需確定一個參數(shù)k值即可取得較好的應(yīng)變率結(jié)果,極大增強了該改進方法的可操作性。2改進后的多面函數(shù)應(yīng)變率計算方法在實際變形分析中的應(yīng)用基于改進后的多面函數(shù)方法,對蘆山地震和Northridge地震前的變形特征進行了分析。1999-2007年結(jié)果顯示蘆山震源區(qū)存在較為顯著的擠壓應(yīng)變積累,沿蘆山地震破裂節(jié)面剪切變形不明顯。Northridge地震前,地表變形表現(xiàn)為右旋-擠壓特征,其應(yīng)變積累速率顯著大于發(fā)生蘆山地震的龍門山南段的應(yīng)變積累速率。蘆山地震的同震位移場表現(xiàn)為逆沖兼少量左旋特征(與1999-2007年的應(yīng)變積累不完全對應(yīng)),反映了整個孕震周期的應(yīng)變積累特性,可能表明震前10余年的觀測并不能代表整個孕震周期的平均水平。Northridge同震以逆沖破裂為主,近場表現(xiàn)出類似“圓屋頂形”的東西兩側(cè)水平運動和垂直向上運動,破裂未達地表特征明顯�？傮w而言,改進的多面函數(shù)方法在GPS應(yīng)變率計算中(模擬輸入和實測數(shù)據(jù)輸入)具有較好效果,特別是在大空間尺度(比如中國大陸范圍)的效果明顯優(yōu)于經(jīng)典多面函數(shù)方法。另外,應(yīng)變率結(jié)果在數(shù)據(jù)分布稀疏地區(qū)、研究區(qū)域的邊緣處可能會發(fā)生偏差,在實際應(yīng)用中需加以關(guān)注。
【學(xué)位授予單位】：中國地震局地震預(yù)測研究所
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P228.4

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2 本報記者 慕海燕;我市10輛出租車率先安裝GPS系統(tǒng)[N];哈爾濱日報;2006年

3 記者　 閆雪峰;1.2萬臺出租車將裝GPS系統(tǒng)[N];黑龍江日報;2006年

4 本報記者 郭俊峰;1.2萬輛出租車期待GPS護駕[N];黑龍江日報;2007年

5 記者 李飆;出租車GPS增新功能[N];蕪湖日報;2011年

6 本報特約撰稿 豐沛;韓推測朝鮮將建“人民GPS”[N];中國國防報;2013年

7 記者 阮仕喜 通訊員 陳邦庚 雅e，

本文編號：1300127