地壳垂直形变模型的研究

本文重点研究了建立整个形变区域的形变速率曲面和形变加速率曲面,同时也研究了求这两种曲面的方法(基于多元逐步回归分析的间接法和直接法),从而使我们对整个形变区域有一个形变的整体概念,也使我们能方便地得出形变区任何一个已知其平面位置的点在任一观测期内的形变量。     

三角网法提取地壳垂直形变速率等值线

为深入分析并研究特定区域的地壳垂直形变趋势,本文以含高程变化量的离散地形数据点为基础,利用三角网法提取了地壳垂直形变速率等值线。结果表明,该方法具有一定的可行性与参考价值。     

鄂尔多斯块体东北缘近期地壳垂直形变监测

为深入分析并研究鄂尔多斯块体东北缘近期的地壳垂直形变趋势,基于区域中10条国家一等水准测量路线的共用水准点,通过分段平差计算其相应的高程平差值及垂直形变量,进而利用三角网法提取该地区的垂直形变速率等值线。通过效果图对比可知,近期鄂尔多斯块体东北缘呈现下沉的趋势,两个V型漏斗区分布于整个研究区域中部的南北两侧,南侧漏斗区的下沉速率较北侧偏大,这在一定程度上与该地区北高南低的地形走向大体一致。但对于V型漏斗区形成的具体原因还有待进一步研究并确认。     

地壳垂直形变场逼近的球冠谐分析法

基于地壳垂直运动的均衡理论,讨论了球谐函数法用于区域地壳垂直形变场逼近时所存在的问题,提出并推导了球冠谐分析法逼近区域地壳垂直形变场的模型.并利用该模型对两个实际区域进行了试验,取得了良好的效果.     

地震地壳形变InSAR测量中的关键技术分析

InSAR技术是监测地震地壳形变的有力手段,对于研究地震机理、防震减灾具有重要的意义。InSAR测量结果可以作为分析地震断层几何学特征和动力学机制的研究资料,为进一步研究断层活动的时空特征以及大陆岩石圈动力学规律,建立断层运动模型,获取地震的地球物理参数及其演化过程提供参考依据。随着InSAR技术研究的不断深入,提升InSAR技术的应用水平,高效、高可靠性地获取地壳形变信息是行业用户和国内外学者关心的问题。本文从地震地壳形变监测需求出发,结合InSAR技术特点,归纳和概述了地震地壳形变InSAR测量中更为关心的技术问题及其研究现状,重点分析并提出了InSAR技术在地震地壳形变监测中需要加强重视与进一步深化研究的一些关键技术问题,包括大气效应、视线向模糊、大范围监测、高相干目标选取、大数据高效能计算以及InSAR技术自身质量评价与控制体系的构建,并对此提出了一些解决思路,旨在提高InSAR技术在地震领域中的应用水平。     

地表流体变化对我国地壳垂直形变的影响

研究了大气、海洋、土壤水与积雪质量变化对我国25个GPS基准站地壳垂直形变的影响。谱分析结果表明,垂直形变周期为12个月,半周期为6个月,基准站高程主要表现为季节性变化,最大可达20mm。通过对负荷效应与GPS监测结果的相关分析和显著性检验可知,96%的基准站相关系数在99%的置信度水平上,也说明两者有较强的线性相关关系。     

地壳垂直形变场拟合技术在中国的发展

综述了自 80年代末以来地壳垂直形变场模拟技术在中国的发展情况 ,主要介绍了中国学者对多面函数拟合法的发展以及中国学者独立提出的一些拟合方法 :富里叶分析法、小波分析法和经验正交分解法 ,基于地球动力学的通量均衡基准的地壳垂直形变模型和综合地壳形变模型。并对它们的优缺点加以评述 ,对未来的发展作了初步展望     

武汉九峰地震台重力变化与地壳垂直形变分析

长期的重力变化和地壳形变观测是研究地下物质运动的重要手段。基于武汉九峰地震台2013—2020年的绝对重力和全球卫星导航系统（global navigation satellite system,GNSS）观测数据,计算了长期的重力与地壳垂直形变的变化趋势,并以1年、2年和3年的时间间隔分段,进行线性趋势拟合,分别获得不同时间段的绝对重力年变化率、地壳垂直形变速率以及对应的比值。研究结果表明,武汉九峰地震台长期的重力年变化率为0.479 9 μGal/a,地壳垂直形变速率为-1.2 mm/a, 两者的比值为-0.399 9 μGal/mm,与理论值存在一定的偏差,可能与该区域的地下水活动有关。将不同时间段的重力变化与地壳垂直形变的数据展布在一张图中,发现数据点离散分布在不同区域,由此可初步判断地下物质运动过程,为区域动力学机制解释提供参考。     

利用水准资料研究陕甘宁地区的地壳垂直形变

基于2006-2009的陕甘宁地区精密水准观测资料,以相邻水准最之间的高差为观测值,采用线性漠型拟合多期的高差重复观测量,获取了陕甘宁地区地壳垂直运动形变速率。结果表明：横跨六盘山断裂带的隆德至平凉段垂直差异运动异常显著,平凉盆地相对六盘山隆德一带反向抬升最高达15．3mm／a;跨秦岭北麓断裂、略阳一洋县断裂的宝鸡盆地相对宝鸡最大速率达-16．9mm／a,秦岭山厨讲目对宝鸡所在的关中盆地反向上升,呈逆继承性运动。     

基于通量均衡基准的地壳垂直形变场分析模型

根据全球通量均衡假说建立了地壳垂直形变场的分析模型,在球面近似下求得了该模型的球谐函数级数解并拟合了两个不同区域的地壳垂直形变场,编绘了等值线图,继而在密切平面坐标系下导出了该模型的Fourier级数解。结果表明,该方法不仅具有几何意义,而且具有一定的地球动力学意义。     

地壳形变分析模型

本文讨论了地壳三维应变速率的表示与计算;建立了三维应变速率与位移的关系;简述了各应变参数对点位位移的影响;给出了网点三维应变速率的计算模型和精度估计表达式;最后给出了实际算例。     

GPS地壳形变和前兆信息与地震预测

地震预测仍然是一个世界性的难题,至今没有找到一种行之有效的地震预测方法。本文首先从地震预测的角度出发,探讨了GPS地壳形变监测在地震研究中所起的作用,并对其未来进行了展望。其次利用江苏省的前兆数据进行了地震预测尝试,尝试结果表明,地震预测效果良好。     

中国西部现今地壳形变与地震活动特征

以1999-2004年间中国西部地区近650个GPS站点的观测资料为基础,采用二维“高张力样条”函数内插算法获得了连续地壳形变场。结果表明,相对于稳定欧亚参考框架,中国西部现今地壳运动西强东弱,北向运动从西向东逐渐减弱,东向运动逐渐增强,青藏高原东缘及附近地区是东向运动的消减区带;主应变从西向东由压缩应变转变为拉伸应变;最大剪应变主要位于喜马拉雅地块及其东部地区;中国西部地区地震活动在空间分布上似乎集中发生在印度板块北东向挤压欧亚板块的两条共扼带内,与地壳形变场有一定对应关系,地壳形变的高应变率区为中强地震多发地带。     

我国GPS基准站地壳垂直形变的大气负荷效应

利用球谐展开方法对中国地壳运动监测网络工程6个GPS基准站的大气负荷效应作了计算,结果表明,大气负荷引起的地壳垂直形变最大可达20~30 mm,且主要表现为季节性变化。通过对6个基准站的大气负荷效应和GPS观测到的垂直形变时间序列的分析对比,得出大气是地壳垂直形变季节变化的主要因素。     

融合GPS与强震仪数据实时监测瞬时地壳形变

针对强震仪与GPS各自的优点与缺陷,以2016年意大利Mw 6.0级地震为例,探讨了利用Kalman滤波融合GPS与强震仪数据实时监测中等强度地震引起的瞬时地壳形变的可行性与优势。Kalman滤波获取的位移波形以GPS数据作为整体趋势,细节部分用强震仪数据进行描述,融合后的位移波形精度较高,能够准确和细致地描述地震引起的地表动态形变;与此同时,Kalman滤波位移波形也能够准确地探测中等强度地震引起的同震永久阶跃;Kalman滤波位移波形的功率谱在低频部分与GPS位移波形的功率谱密度相似,在高频部分与强震仪位移波形的功率谱密度相似,表明Kalman滤波结合了GPS与强震仪各自的优点;交叉小波分析表明,Kalman滤波获取的位移波形与GPS、强震仪数据呈现较强的正相关性,小波相似值均在0.8以上。以上结果表明,融合GPS与强震仪数据可以结合二者各自的优点,弥补各自的缺陷;融合GPS与强震仪数据可以有效探测中等强度地震引起的瞬时地壳形变。     

地壳形变数据反演

本论文旨在研究利用地壳形变数据来研究地壳形变和地震的物理机制。受到板块构造运动的驱使,全球地壳形变最大和地震发生最频繁的区域位于板块的边界处。参照地震孕育的过程,地壳形变可以划分为4个阶段：震间形变、震前形变、同震形变和震后形变。本论文主要研究震间和同震形变,提出了一种刚体运动加断层位错的板块边界断层运动模型。该模型假定板块间的相对运动长期（数千年到数百万年）不变,其大小可以通过数年的VLBI测量和全球板块运动模型来确定。板块间的相对运动在其边界的断层面上受到阻碍,从而引起周围地壳的形变,产生应变和应力累积。当累积的应力超过断层岩石的强度时,就会产生破裂和滑动,即地震。传统的边角测量方法和现代的空间大地测量方法,如GPS、VLBI等,都可以用来监测地壳形变。利用观测到的形变数据可以反演地震时地下断层面上的滑动分布,以便进一步研究地震的物理机制;也可以反演震间形变所对应的断层带上的应变和应力累积速率（通过反演负位错模型参数求得）,从而给出活动断层中长期地震预报。所涉及的形变数据反演一般都是非线性反演问题,其解不惟一。为此论文详细讨论了顾及模型参数先验信息的贝叶斯反演方法,针对大地测量数据反演提出了两种构造先验信息矩阵的方法,经验统计法和物理约束法,较好地克服了反演问题的不惟一性。运用上述刚体运动加位错模型和贝叶     

固体潮对三峡地区地壳垂直形变和重力变化的影响分析

利用IERS协议上的方法和DE405星历文件,基于三峡地区CORS站和重力台站位置,计算了从2011年到2015年6月固体潮每2 h对三峡地区地壳垂直形变和重力变化的影响,并计算了2012年12月14日大潮期间固体潮影响分布。研究发现,三峡地区固体潮有很强的周期性,存在半月和半年的长周期、一天和半天的短周期。三峡地区农历每月月中和月底前后有2次大潮,月中和月底的大潮潮差相差约1/4;每年冬季（月球赤纬28°36',约11、12、1月）和夏季（约5、6、7月,太阳高度角接近最大）大潮潮差大,春季和秋季大潮潮差小。大地高最大潮高0.346 m,最低潮高-0.190 m（参考历元2000.0）;固体潮对重力与对垂直形变影响异相,最大值110 μGal,最小值-200 μGal。区域固体潮呈明显的条带分布,固体潮对垂直形变与重力变化影响的增减方向相反。本文的研究成果可用于CORS站、重力台站的固体潮影响分析,为局部固体潮相关研究提供参考。