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《武汉大学》 2005年
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大地测量联合反演的模式及算法研究

李爽  
【摘要】:大地测量反演问题是大地测量学科深入地学研究领域的核心问题之一,是利用地球表面观测到的形变资料推测地球内部介质物理状态的空间变化及演化的一个分支,它与地震学、地球物理学等学科的结合,在研究地球动力学和地球物理的深部结构细节、地球内部动力过程和物性特征等方面不仅具有理论意义,而且具有实用价值,已受到国内外学者的高度重视。特别是由大地测量所得的地壳形变与地震之间存在着某种形式的必然联系,利用震间和震前的形变测量,了解孕震过程,研究孕震模式,进而预测预报地震的发生,是大地测量反演的一个主要内容。位错理论就是研究震源机制的一个常用模式。 论文系统地讨论了大地测量反演的位错理论,研究了基于位错模式的多类数据的联合反演问题,进行了多种常用反演算法的比较分析,着重研究了区间算法,采用区间模拟退火法,进行了近震定位试验,并利用重力和GPS数据联合反演了川西地区的断层参数。 论文的具体研究工作和主要创新点包括以下几个部分: 1.位错模型的研究 论文系统总结了由于断层运动产生的位移、应变、应斜、重力的变化,以及地壳内部形变,并改正了文献中原有位错模型的偏导数中的不正确部分,为最小二乘等以求导为手段的反演研究做出了贡献,完善了位错理论。 2.联合反演模式的研究 多类数据的联合反演是本文研究的核心内容之一。广泛进行的地壳运动和变形的监测,可获得丰富的高质量的地表形变信息数据,包括GPS、水准测量、重力测量以及合成孔径雷达干涉测量(InSAR)的监测数据。实际上,地壳运动和地形变监测数据是地球内部动力过程地表力学响应的输出信号,这种响应是由地下介质的物理特性激发的。虽然各种响应互不相同,但由这些响应推断的地下介质是相同的。因此,联合反演是大地测量数据进行地球物理解释的理想工具。 论文提出采用附有相对权比确定的多类数据的联合反演。在位错模式下,通过模拟的GPS、水准和重力数据,研究了附有相对权比确定的采用GPS和水准、GPS和重力、水准和重力以及这三类数据共同参与的三维位错模式的联合反演问题。在反演区域或局部水平速度场方面,给出了兼顾权比确定的大地测量、地震和地质(第四纪断层滑动速率)三种数据的联合反演模式。 3.反演算法的研究 联合反演算法的研究是本文的另一个核心内容。反演最终归结为求目标函数的最小值,从数学角度上看是一个优化问题,传统的方法如最小二乘法和附有先验信息的贝叶斯法等,需要计算模型的偏导数,但通常来说,大地测量和地球物理模型是强烈非线性的,参数的偏导数非常复杂,甚至一些参数的偏导数很难得到。因此,近年来,无需计算模型偏导数的优化方法得到了广泛的运用。 在反演算法优缺点方面,论文比较了蒙特卡罗法、遗传算法、模拟退火法、随机耗费法和
【学位授予单位】:武汉大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:P227

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 宁黎虎;朱建军;;位错模式下三维滑动参数的求解[J];测绘工程;2011年01期
2 王乐洋;许才军;;等式约束反演与联合反演的对比研究[J];大地测量与地球动力学;2009年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张贵钢;青藏东缘地壳形变特征及龙门山地区深部动力机制研究[D];长安大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 刘杰;粒子群算法反演断层滑动速率[D];长安大学;2011年
2 刘东东;激发极化法隧道工程地质勘探成像方法研究[D];沈阳工业大学;2012年
3 任小冲;基于InSAR的台湾集集地震形变场提取和震源参数确定[D];中南大学;2008年
4 王乐洋;大地测量反演解非唯一性的处理方法研究[D];中南大学;2008年
5 张秀霞;顾及误差的遗传算法反演研究[D];长安大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 申重阳,黄金水,甘家思;滇西实验场区地壳密度时变特征与强震机理研究[J];测绘学报;2000年S1期
2 独知行;基于力学模式的大地测量反演理论及应用[J];测绘学报;2002年01期
3 晁定波,许才军,刘大杰;四维整体大地测量的有限单元法[J];测绘学报;1997年01期
4 刘崇兵,宁津生,张禹慎;利用地震面波和重力资料联合反演地壳—上地幔三维密度结构的方法探讨[J];测绘学报;1999年02期
5 张永志,李辉;孕震过程中重力位、重力、重力梯度变化的数值模拟研究[J];地震;2002年02期
6 张永志,张克实;地壳孕震过程的重力变化研究[J];地壳形变与地震;2000年01期
7 陈兵,江在森,王双绪,张希;利用非连续变形数值方法研究块体运动及其应力场初探[J];地壳形变与地震;2000年01期
8 伍吉仓,陈永奇;一种板块边界断层运动的力学模型[J];地壳形变与地震;2000年02期
9 牛安福,王琪,乔学军;断层活动的最优化定量方法研究[J];地壳形变与地震;2000年02期
10 向文,李辉;活动断层运动的重力场反演[J];地壳形变与地震;2000年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 魏刚;李子忠;徐宁;江建平;;齿蟾属的系统学研究进展[J];动物学杂志;2007年05期
2 朱守彪,石耀霖;青藏高原地形扩展力以及下地壳对上地壳的拖曳力的遗传有限单元法反演[J];北京大学学报(自然科学版);2005年02期
3 张振武;;大地测量中的遗传算法[J];才智;2008年08期
4 黄时祥;韩龙生;;中点测试在全局优化区间算法中的一种实现[J];江西师范大学学报(自然科学版);2006年06期
5 肖根如;甘卫军;陈为涛;程佳;;青藏高原班公—怒江缝合带现今运动状况的GPS观测研究[J];吉林大学学报(地球科学版);2010年06期
6 曹辉;王绪本;简兴祥;杨利容;徐雯琪;;声波/振动生命搜索与定位系统的定位方法研究[J];成都理工大学学报(自然科学版);2007年03期
7 唐文清;刘宇平;陈智梁;张清志;赵济湘;B.C.Burchfiel;R.W.King;;青藏高原东部及邻区地块现今运动特征[J];成都理工大学学报(自然科学版);2008年01期
8 刘学武;胡波;莫玉娟;白蓉;;DInSAR技术监测玉树地震同震形变场的研究[J];测绘工程;2011年06期
9 彭兵;利用GPS速度场求解构造块体的运动参数[J];测绘科学;2005年06期
10 王乐洋;朱建军;;大地测量反演问题统一综述[J];测绘科学;2007年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张明;周永权;;一种新型的全局优化算法—区间进化算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 严珍珍;石耀霖;杨长春;吴忠良;张怀;;川西地区强地面运动的有限元方法数值模拟[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
3 张永志;吴小利;王卫东;刘宁;;GPS观测研究汶川8.0级强震前地壳内部应力场变化特征[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
4 林依华;张中杰;尹成;周熙襄;;复杂地形条件下静校正的综合寻优[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第二卷(青藏高原)[C];2003年
5 熊熊;滕吉文;;青藏高原东缘地壳运动与深部过程的研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第二卷(青藏高原)[C];2003年
6 滕吉文;白登海;杨辉;闫雅芬;张洪双;张永谦;阮小敏;;2008汶川M_s8.0地震发生的深层过程和动力学响应[A];中国科学院地质与地球物理研究所2008学术论文汇编[C];2009年
7 滕吉文;杨辉;张洪双;张雪梅;闫雅芬;张永谦;阮小敏;;汶川-映秀8.0级大地震的发生与岩石圈精细速度结构和动力机制[A];中国科学院地质与地球物理研究所第十届(2010年度)学术年会论文集(中)[C];2011年
8 许才军;李志才;王琪;孙振冰;;川滇地区现今地壳运动及动力学的大地测量研究展望[A];《大地测量与地球动力学进展》论文集[C];2004年
9 周江存;李辉;孙和平;王晓权;;地震网络重力固体潮台站观测的海潮负荷影响[A];《大地测量与地球动力学进展》论文集[C];2004年
10 许才军;王华;;大地测量地球物理资料联合反演研究中国大陆现今构造变形场[A];地理空间信息技术与应用——中国科协2002年学术年会测绘论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曹学伟;基于大地测量资料的区域构造应力场反演及模型研究[D];山东科技大学;2010年
2 陈海清;[D];中国海洋大学;2010年
3 陈海清;柴达木盆地柴西南三维区岩性地层圈闭识别技术研究[D];中国海洋大学;2010年
4 胡小飞;祁连山北部侵蚀速率的时空分布与构造抬升变形研究[D];兰州大学;2010年
5 郑华文;核电站松动件定位方法的研究[D];浙江大学;2010年
6 张凌云;高密度电阻率勘探反演的非线性方法研究[D];太原理工大学;2011年
7 周晓成;汶川Ms 8.0地震后川西地区的气体地球化学[D];中国科学技术大学;2011年
8 雷建成;梯级电站系统的地震危险性评价方法[D];中国地震局地球物理研究所;2011年
9 刘红桂;不同构造区固有吸收衰减和散射衰减相对强弱的对比研究[D];中国地震局地球物理研究所;2011年
10 邵广周;多阶模式瑞利波频散特征与反演研究[D];长安大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 钱晶;攀钢西昌钒钛钢铁新基地区域地壳稳定性评价[D];昆明理工大学;2010年
2 王志强;西昌昔格达组的动力特性研究[D];昆明理工大学;2009年
3 王焕;汶川地震断裂带结构特征及其与地震活动性的关系[D];中国地质大学(北京);2011年
4 曹雪峰;微动勘察方法中的数学方法研究与应用[D];中国地质大学(北京);2011年
5 张勇;不同数值内插方法建立我国速度场模型[D];中国测绘科学研究院;2011年
6 秦波;基于Rayleigh波理论的地基土动参数反演[D];北京交通大学;2011年
7 王军;祁连山中段大河阶地光释光测年及构造变形研究[D];兰州大学;2011年
8 吴富峣;西昆仑山前冲断带晚新生代构造变形及2010玉树地震变形作用研究[D];中国地质科学院;2011年
9 丰成君;龙门山断裂带东北段现今地应力状态研究[D];中国地质科学院;2011年
10 袁小祥;多源遥感数据在活动构造信息提取中的应用研究[D];中国地震局地震预测研究所;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 滕吉文;刘财;韩立国;阮小敏;闫雅芬;张永谦;;汶川—映秀M_S8.0地震的介质破裂与深部物质运移的动力机制[J];吉林大学学报(地球科学版);2009年04期
2 林茂炳,吴山;龙门山推覆构造变形特征[J];成都地质学院学报;1991年01期
3 朱介寿;;汶川地震的岩石圈深部结构与动力学背景[J];成都理工大学学报(自然科学版);2008年04期
4 蔡学林;曹家敏;朱介寿;程先琼;;龙门山岩石圈地壳三维结构及汶川大地震成因浅析[J];成都理工大学学报(自然科学版);2008年04期
5 荆燕,王建军,张景发,张红,蒋林根;D-InSAR技术在地震同震形变研究中的应用[J];测绘科学;2004年02期
6 王乐洋;朱建军;;大地测量反演问题统一综述[J];测绘科学;2007年06期
7 王乐洋;朱建军;;基于三次样条的大地测量半线性反演方法[J];测绘科学;2008年01期
8 党亚民,陈俊勇,晁定波;模拟退火算法及其在大地测量反演中的应用[J];测绘科技动态;1999年01期
9 王文利,陈士银,董鸿闻,李国智;利用多面函数拟合中国陆地垂直运动速率图[J];测绘通报;2002年08期
10 王乐洋;朱建军;;回归分析、测量平差与大地测量反演[J];测绘通报;2007年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 王乐洋;朱建军;;附不等式约束的大地测量反演理论[A];中国地球物理学会第二十三届年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 程先琼;地震层析成像与地幔对流研究[D];成都理工大学;2004年
2 李志才;顾及地球结构的大地测量反演模式与应用[D];武汉大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 席振铢;层状极化介质频率域激发极化效应研究[D];中南大学;2002年
2 王健;现代非线性优化算法在大地测量反演中的应用[D];中国科学院研究生院(测量与地球物理研究所);2002年
3 曾群意;启发式算法及有限单元法在大地测量反演中的应用[D];中国科学院研究生院(测量与地球物理研究所);2003年
4 陈跃鹏;基于位错理论与GPS速度场的青藏高原南部的形变分析研究[D];长安大学;2004年
5 张艳梅;基于雷达差分干涉技术的地震形变场测量研究[D];武汉大学;2005年
6 武艳强;高性能计算与GPS地壳形变信息提取[D];中国地震局地震预测研究所;2008年
7 王乐洋;大地测量反演解非唯一性的处理方法研究[D];中南大学;2008年
8 程佳;川西地区现今地壳运动的大地测量观测研究[D];中国地震局地质研究所;2008年
9 徐莹;隧道掘进电法超前地质监测信息处理方法研究[D];沈阳工业大学;2009年
10 秦姗兰;西秦岭构造带现今地壳运动与变形[D];长安大学;2010年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 王乐洋;许才军;汪建军;;附有病态约束矩阵的等式约束反演问题研究[J];测绘学报;2009年05期
2 王乐洋;许才军;张朝玉;;一种确定联合反演中相对权比的两步法[J];测绘学报;2012年01期
3 王乐洋;许才军;;等式约束反演与联合反演的对比研究[J];大地测量与地球动力学;2009年01期
4 陈华根;李嘉虓;吴健生;于鹏;;MT-重力模拟退火联合反演研究[J];地球物理学报;2012年02期
5 朱小华;冯晓明;赵英时;;基于LAI空间知识的多尺度多阶段目标决策反演[J];中国科学:地球科学;2012年02期
6 王乐洋;许才军;;附有病态约束反演问题的岭估计法[J];武汉大学学报(信息科学版);2011年05期
7 马洋;欧吉坤;袁运斌;王海涛;;采用联合平差法处理附有病态等式约束的反演问题[J];武汉大学学报(信息科学版);2011年07期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 杜勇;基于InSAR基线校正的高精度DEM提取研究[D];北京交通大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 党亚民,陈俊勇,晁定波;模拟退火算法及其在大地测量反演中的应用[J];测绘科技动态;1999年01期
2 晁定波,许才军,刘大杰;四维整体大地测量的有限单元法[J];测绘学报;1997年01期
3 许才军,晁定波,刘经南,陶本藻,张德涵;用大地测量资料反演青藏高原构造应力场的初步尝试[J];测绘学报;1997年02期
4 刘崇兵,宁津生,张禹慎;利用地震面波和重力资料联合反演地壳—上地幔三维密度结构的方法探讨[J];测绘学报;1999年02期
5 许才军,晁定波,赵少荣,徐菊生;华北地区地震活动性特征分析及大地测量研究对策[J];测绘信息与工程;2000年02期
6 马丽,吴兵;我国中强地震前后重力场的时空变化特征[J];地震;1986年04期
7 张国民,李丽;强震成组孕育、成组发生过程中相互间影响的研究[J];地震;1997年03期
8 孙少安,项爱民,李辉;滇西和北京区域重力场演化及其与地震关系的探讨[J];地震;1999年01期
9 傅征祥,刘桂萍;平行走滑断层相互作用的粘弹模型和减震作用[J];地震;1999年02期
10 陈步云,高文海;贾家湾—沙园剖面地壳结构的初步研究[J];地壳形变与地震;1986年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 车兆宏;范燕;;华北强震地形变及重力前兆特征与孕震机理[A];中国地震学会第七次学术大会论文摘要集[C];1998年
【相似文献】
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1 王乐洋;许才军;;等式约束反演与联合反演的对比研究[J];大地测量与地球动力学;2009年01期
2 赖晓玲,张先康,杨健;二维反射地震成象──界面与速度的联合反演[J];华北地震科学;1994年04期
3 陈绍绪,李文英,平建军,张跃刚;多学科前兆场联合反演孕震区力学参数的探讨[J];华北地震科学;2001年04期
4 ;THE DISPERSION RELATION, OF EARTH'S ELECTROMAGNETIC RESPONSE FUNCTIONS AND THE JOINT INVERSION OF DATA[J];西北地震学报;1993年02期
5 张文飞,李晓江;一维声波方程联合反演的分步正则化法[J];CT理论与应用研究;1996年04期
6 张卫红,王瑞琪,关达;地震、测井联合反演在塔河油田石炭系储层预测中的应用[J];物探化探计算技术;2002年02期
7 李雄;;地震---重力联合反演——不同的实现方式[J];天然气地球科学;1992年05期
8 申重阳,朱思林,蒋福珍,徐菊生;重力和形变资料联合反演地壳密度时间变化的一种方法[J];地壳形变与地震;1996年03期
9 李松林,张先康,宋占隆,石金虎,邓宏钊,杨健,张成科,任青芳;多条人工地震测深剖面资料联合反演首都圈三维地壳结构[J];地球物理学报;2001年03期
10 谭茂金;石耀霖;王晓杰;;多物理场测井数据联合反演研究进展[J];地球物理学进展;2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王峻;刘启元;陈九辉;李顺成;郭飚;李昱;齐少华;;利用P波与S波接收函数联合反演研究中国境内天山的岩石圈结构[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
2 刘洋;许才军;;利用GPS/InSAR数据联合反演同震滑动分布中相对权比的研究[A];中国地球物理·2009[C];2009年
3 李皎皎;黄金莉;刘志坤;;背景噪声和地震面波联合反演东北地区岩石圈结构[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
4 李霄龙;王喜臣;;似二度多边形界面重磁联合反演方法研究[A];中国地球物理·2009[C];2009年
5 敬荣中;鲍光淑;林剑;;一种新的地球物理数据联合反演方法[A];中国地球物理.2003——中国地球物理学会第十九届年会论文集[C];2003年
6 陈晓;何伟;张罗磊;于鹏;王家林;吴健生;;重磁震联合反演在琼东南盆地的应用[A];中国地球物理·2009[C];2009年
7 刘彦;吕庆田;严加永;赵金花;;金属矿勘探中的重磁电震联合反演方法研究[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
8 李媛媛;刘天佑;;井约束重力地震资料联合反演[A];中国地球物理学会年刊2002——中国地球物理学会第十八届年会论文集[C];2002年
9 许才军;王华;;大地测量地球物理资料联合反演研究中国大陆现今构造变形场[A];地理空间信息技术与应用——中国科协2002年学术年会测绘论文集[C];2002年
10 孙鹏远;孙建国;卢秀丽;;基于总体最小二乘的PP波和P—SV波AVO联合反演[A];中国地球物理.2003——中国地球物理学会第十九届年会论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 吴宝英;走产学研结合之路破“瓶颈”[N];中国石化报;2005年
2 吴宝英;院士支招力破油气勘探“瓶颈”[N];中国矿业报;2005年
3 记者 李占彬;技术进步带来勘探工作新局面[N];中国石油报;2003年
4 一苇 殷武跃;胜利油田物探院4项成果成为中国石化专有技术[N];中国石化报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李爽;大地测量联合反演的模式及算法研究[D];武汉大学;2005年
2 冯杰;井地磁测联合反演研究[D];中国地质大学;2010年
3 张国宏;断层滑动分布与震源破裂过程联合反演研究[D];中国地震局地质研究所;2011年
4 彭淼;大地电磁与天然地震数据联合反演研究[D];中国地质大学(北京);2012年
5 敬荣中;地球物理非线性联合反演方法研究[D];中南大学;2002年
6 张学庆;测井属性的地震测井智能联合反演[D];成都理工大学;2002年
7 过仲阳;环境演变中的数值模拟研究[D];华东师范大学;2000年
8 江平;广义Ball曲线曲面的几何造型研究[D];合肥工业大学;2006年
9 李志才;顾及地球结构的大地测量反演模式与应用[D];武汉大学;2005年
10 金成志;大杨树盆地含油气远景综合评价[D];中国地质大学(北京);2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李霄龙;磁、密度界面及多边形模型重磁联合反演方法研究[D];吉林大学;2010年
2 孙中科;基于相关分析的混沌—粒子群重、磁联合反演[D];中南大学;2012年
3 袁合民;多尺度联合反演及其应用[D];中国石油大学;2011年
4 刘宁;蚁群算法反演断层三维滑动速率[D];长安大学;2009年
5 杨文博;多分量地震叠前联合反演方法研究[D];中国石油大学;2010年
6 张俊;致密约束井地磁测联合反演[D];东华理工大学;2012年
7 张燕新;有穷区域上多极值优化的区间算法[D];南京师范大学;2004年
8 张晓林;多尺度联合建模与联合反演[D];中国石油大学;2011年
9 王乐洋;大地测量反演解非唯一性的处理方法研究[D];中南大学;2008年
10 周丽芬;大地电磁与地震数据二维联合反演研究[D];中国地质大学(北京);2012年
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