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《西北大学》 2012年
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基于灰色模型和GIS技术的地壳形变预测及运动研究

程晨健  
【摘要】:地壳水平和垂直运动是一种普遍的地质现象,地震发生、地壳构造运动、城市建筑施工,地下资源开采等都会对区域地壳及人类生存造成影响。尤其是2008年的汶川地震后,作为受灾区之一的关中西南地区也同样遭受了巨大的经济损失和人员伤亡。关中地区区域地壳运动作用究竟产生了怎样的变化,未来地壳运动的变化趋势究竟如何,这些都成为人们所关注的问题。因此,对区域地壳运动规律及未来形变预测方面的研究显得迫在眉睫。 灰色理论以其小样本快速建模、短期预测精度高的特点恰恰能够有效的解决地壳形变预测的问题。本文即在分析关中地区地质地貌特征及运动数据特点的基础上,将灰色系统理论引入地壳形变预测的研究中,并对灰色模型进行相应的调整和改进使其适合该地区地壳运动预测的研究。同时,在总结前人研究成果的基础上,利用现有关中地区地壳形变GPS网观测数据,通过ArcGIS软件的空间分析及可视化功能绘制地壳运动的二维运动矢量图和三维模拟图,并分别对2004-2010、2010-2011以及2011-2012年地壳运动特征加以分析,最后结合已有数据、经过预测模拟的2011-2012年地壳运动数据特点和断裂带活跃性程度,以GIS手段实现了关中地区地壳稳定性的分析。主要的研究成果有: (1)对原始GM(1,1)模型施加缓冲分子并进行残差改正,建立新的改进GM(1,1)模型并详细的介绍了模型建立、参数求解等过程。通过模型的对比和实际数据的模拟精度分析证明了改进GM(1,1)模型能够很好的对关中地区水平和垂直方向数据进行预测模拟,并实现了2011-2012年地壳运动的数据预测。 (2)利用实测GPS数据和灰色预测的数据,在ArcGIS软件中绘制关中地区相对于欧亚板块的水平运动特征图、水平垂直运动等值线图、垂直运动三维模拟图,在此基础上,结合地壳运动机理对地壳整体运动特点加以分析。 (3)通过关中地区地壳稳定性分析的结果表明,关中地区整体较为稳定,相对稳定区域占全区总面积的70%以上,中部偏西存在相对不稳定区,仅仅为总面积的6.59%,结果符合实际情况。
【学位授予单位】:西北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:P208;P227

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【参考文献】
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