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断层三维滑动速率反演的算法对比

将微粒群优化算法与位错理论模型相结合,采用模拟重力测量数据反演断层三维滑动速率,并比较了该算法与蒙特卡洛法和蚁群算法的反演结果。利用河西地区2001~2004年的GPS数据,对祁连山断层的三维滑动速率进行反演,并与蚁群算法进行比较。结果表明,微粒群优化算法可有效求解断层的三维滑动速率,收敛快、精度高。     

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RANSAC-PSO算法的抗差反演——以芦山地震为例

本文利用RANSAC-PSO算法研究在反演断层滑动参数时所用大地测量数据包含粗差的问题。在模拟实验中对理论观测值加入1%、5%、10%粗差，分别采用粒子群算法、选权迭代算法和RANSAC-PSO算法反演断层滑动参数。结果表明，当观测值中包含粗差率达10%时，PSO算法反演的滑动参数与理论值相差23.2 cm，选权迭代法反演的滑动参数与理论值相差26.2 cm，而RANSAC-PSO反演的滑动参数与理论值相差小于1 cm。芦山地震具有以逆冲为主兼具少量左旋走滑性质，采用芦山地震同震GPS位移数据分别以PSO算法和RANSAC-PSO算法反演断层滑动参数，RANSAC-PSO算法反演的走滑量为0.051 8 m，倾滑量为0.828 9 m，均大于PSO的反演结果;释放能量1.000 9×1019 N·m（MW6.63），与GCMT 的1.060 0×1019 N·m更加吻合。分别用RANSAC-PSO算法与PSO算法反演的滑动参数计算地表水平位移,并与GPS观测进行对比，发现二者在计算距断层的远场点时，计算的水平位移基本一致；而在计算距断层的近场点时，RANSAC-PSO算法表现更为优秀，尤其体现在LS07点上，其计算值与GPS观测值完全重合。     

基于GPS和水准数据的微粒群算法联合反演祁连山北缘断裂三维滑动速率

将微粒群算法与位错理论模型相结合，采用中国地壳运动观测网络提供的青藏高原地区2001~2004年GPS测量数据和2000~2006年水准测量数据，通过常规定权和附有相对权比的方法对祁连山北缘断裂的三维滑动速率进行联合反演，并与蚁群算法反演结果进行对比。结果表明，微粒群算法收敛速度快、稳定性高，结合经典位错理论模型，是一种可以有效求解断层三维滑动速率反演问题的优化算法，在大地测量反演领域极具应用潜力。     

遗传算法反演龙门山断裂带断层三维滑动参数研究

利用位错理论模型将遗传算法运用于断层三维滑动参数反演问题的求解,采用川西地区2004—2007年GPS观测数据对龙门山断裂带主要断层的三维滑动速率进行计算分析。结果表明:反演结果在量值上整体较小,与地质结果具有较好的一致性,走滑分量︱U1︱<3.2 mm/a,倾滑分量︱U2︱<1.54 mm/a,张开分量︱U3︱<2.5mm/a,低滑动速率反映断层的闭锁及应力的积累及大地震发生的危险性;局部分量较地质结果偏大,反映实测GPS数据反演结果体现的是断层实时活动状态;遗传算法的全局收敛、不依赖初值等优点使结果更加稳定,而张开分量显示局部不规律性,表现出各子断层空间活动不均匀性。     

利用InSAR和GPS形变数据反演断层深部滑动的敏感性分析

为探究InSAR和GPS形变数据对断层深部滑动的敏感性,分别模拟走滑断层、正断层和逆冲断层在不同深度的滑动分布模型,并基于不同精度的InSAR和GPS形变数据反演了3类断层在不同深度位置的滑移分布。对3类断层的结果进行对比分析发现,实验得到的结论具有较好的一致性。结果表明,在相同深度时,基于高精度InSAR和GPS形变数据反演的深部滑动残差较小,而基于常规精度InSAR数据反演结果的残差较大;随着深度的增加,反演深部滑动的探测性呈逐步下降的趋势,其中基于高精度InSAR和GPS数据的滑动探测性高于基于常规精度InSAR的滑动探测性。当InSAR和GPS数据精度相同时,维度对断层深部滑动的探测性有一定影响。     

利用大地测量数据反演断层滑移分布的MCMC方法

断层滑移的反演可以表达为一个不等式约束下的正则化问题。本文基于改进的MCMC方法,利用GPS位移数据反演2015年尼泊尔地震的同震滑移分布。结果表明,主要滑移集中在震中东侧靠近加德满都的区域,最大滑移约7 m,最大滑移误差约为滑移量的10%,地震矩为7.67×1020 Nm,相当于MW7.86,与其他手段得到的结果一致。利用反演模型预测的GPS位移与观测相吻合。震例结果表明,改进的MCMC方法适用于断层滑移分布的反演,并能够从统计角度给出滑移误差。     

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