大地测量与地球动力学
 
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2019年 39卷 2期
刊出日期:2019-02-15

地震地质 观测技术 地球物理解释 地壳运动 现代大地测量 观测技术
   
地壳运动
111 GNSS监测的川滇地区地壳形变动态变化特征
党亚民,杨 强,薛树强,岳彩亚,刘宗强

利用1999~2015年陆态网和四川省CORS网GNSS数据,研究川滇地区地壳形变动态变化特征,按照1999~2004年、2004~2007年、2007~2009年、2009~2011年、2011~2013年、2013~2015年建立6期地壳速度场和应变率场,并进行对比分析。研究表明,川滇地区地壳水平运动整体以继承性运动为主,汶川地震等强震没有改变区域整体运动趋势与作用力方向,但速度场随时间变化更加复杂且量级有所增加,特别是在龙门山断裂西侧,汶川地震后运动速率明显增加。川滇地区应变率数值和形变状态随时间呈现较为明显的动态变化特征,变化较大区域主要位于龙门山断裂、鲜水河断裂、小江断裂等深大断裂周边,表明川滇地区断裂活动对地壳形变影响显著。

2019 Vol. 39 (2): 111-116 [摘要] ( 5 ) [PDF 22643KB] ( 16 )
117 山东地区近期垂直形变场精细特征分析
杜存鹏,殷海涛,曲国庆,孙 振

利用山东地区38个GNSS基准站2011~2016年连续6 a的观测数据,对山东地区地壳垂向形变场特征进行系统分析。结果表明,山东地区地壳垂向形变具有明显的差异性,形变量最大的区域为山东西南部地区,形变速率约为-24.0 mm/a;西北部地区形变速率较大,为-15.0 mm/a;东南部以及沿海地区沉降速率较小,为-0.5~3.0 mm/a;而在中部地区(泰山山脉)呈隆升趋势,形变速率为0.3~5.0 mm/a。

2019 Vol. 39 (2): 117-121 [摘要] ( 5 ) [PDF 7375KB] ( 13 )
122 利用长期GPS数据研究2008年汶川地震震后形变
贺克锋,赵 斌,杜瑞林

采用2008年汶川MW7.9地震震后7 a的GPS连续站和流动站的长期观测资料,基于粘弹性松弛模型,利用PSGRN/PSCMP程序计算汶川震后形变,反演巴颜喀拉块体下的粘弹性参数。其中分层模型考虑巴颜喀拉块体下存在低速带,最优拟合的粘弹性松弛模型显示该低速带粘弹性参数为2.51×1018  Pa·s,而中下地壳粘弹性参数为3.98×1018  Pa·s。

2019 Vol. 39 (2): 122-126 [摘要] ( 3 ) [PDF 9584KB] ( 9 )
127 基于三维数据的微粒群反演汶川地震同震滑动
刘 杰

采用2008-05-28汶川大地震的GPS三维同震形变数据,运用微粒群算法,结合位错理论模型,反演龙门山断裂的三维滑动速率。结果表明,龙门山主山前边界大断裂、龙门山后山大断裂、龙门山主中央大断裂均呈现逆冲特征,其中,龙门山主中央大断裂还具有右旋走滑趋势;龙门山主中央大断裂的滑动速率最大,且断层的滑动速率与地表同震位移具有同步响应特征。

2019 Vol. 39 (2): 127-130 [摘要] ( 4 ) [PDF 3468KB] ( 12 )
131 基于二维有限单元法的芦山M7.0地震近场强地面运动模拟
孟庆筱,吕 健,景鹏旭

基于2013年芦山M7.0地震近场区域深反射剖面和P波、S波层析成像资料,使用接触单元模拟断层非线性破裂过程,利用二维有限元法模拟芦山地震强地面运动。在信度检验的基础上研究震源应力降和粘聚力参数对于水平向基岩地震动参数的影响。研究发现,芦山地震上盘场址处水平地震动峰值加速度明显大于下盘场址处结果,且衰减速度更慢,呈现上下盘效应特征;应力降和粘聚力对地表水平向基岩地震动均具较为明显的正向影响作用,其中应力降对0.05~1.00 s短周期成分作用明显,粘聚力则对1.00~6.00 s中长周期成分具有显著影响。

2019 Vol. 39 (2): 131-136 [摘要] ( 3 ) [PDF 10676KB] ( 6 )
地震地质
137 川滇地区4个地温钻孔监测数据分析
方 颖,王 岩,邵志刚,刘晓霞,李文军,崔子健

通过分析川滇地区4个浅层地温观测台站(宾川台、丽江台、腾冲台和五龙台)的地温日连续资料表明,太阳辐射的年周期影响随着地下深度的增加逐渐减弱,在地下14 m深度,太阳辐射年周期的影响已经基本消失,与理论计算存在一定差异,可能与台站地下介质特性及川滇地区普遍发育的热泉有关。太阳辐射的波峰随深度呈指数衰减,波谷随深度呈对数增加,在14 m深度处,太阳辐射的波峰波谷影响基本消失。通过牛顿迭代法反演不同深度的热扩散系数,结果显示,宾川、丽江、腾冲3个台站热扩散系数随深度增加而增大;五龙台从4 m以下深度开始,其热扩散系数随深度增加而增大。虽然4个地温台站的热扩散系数随深度增加的变化幅度不同,但基本都呈指数函数变化规律。

2019 Vol. 39 (2): 137-141 [摘要] ( 2 ) [PDF 6493KB] ( 8 )
142 浙江省台州-昌化深部构造特征探测
杨福平,余刚群,侯林锋,孙海青

采用高分辨折射和宽角反射/折射综合地震探测方法,在浙江省中部沿黄岩、临海、东阳、桐庐、昌化进行深部构造探测,获得一条长约350 km的速度结构剖面。探测结果表明,地壳结构具有明显的多层性,存在3个速度间断面;基底速度结构图像揭示了速度结构的横向非均匀性,这种不均匀性既对应于地质构造单元的分界线或断裂构造带,也反映出东西部构造特征的差异性。

2019 Vol. 39 (2): 142-147 [摘要] ( 4 ) [PDF 9644KB] ( 3 )
148 两郧断裂郧县盆地段地质与地球物理特征研究
林 松,李 媛,王 薇,廖武林,乔岳强

通过野外地质调查,结合地球物理探测手段,研究两郧断裂郧县盆地段地质与地球物理特征;参照两郧断裂带多个位置采集断层物质的SEM、TL测试成果,并结合本次对断层上断点沉积物OSL测年数据,对两郧断裂该段第四纪活动性进行分析。研究结果表明,两郧断裂在郧县盆地段埋深相对较深;断裂特征主要为逆断层,部分分支断裂显示为正断性质;断裂带最新活动时代为中更新世晚期-晚更新世早期。

2019 Vol. 39 (2): 148-152 [摘要] ( 1 ) [PDF 19812KB] ( 2 )
现代大地测量
153 一种基于M估计的Robust-ELM滑坡位移预测方法
高彩云, 高 宁

采用传统ELM算法进行滑坡位移预测时,其网络输出权值由最小二乘估计得出,导致ELM抗差能力较差,从而造成网络训练参数不准确。为此,将M估计与ELM相结合,提出一种基于M估计的Robust-ELM滑坡变形预测方法。该方法利用加权最小二乘方法来取代最小二乘法计算ELM输出权值,以减少滑坡监测数据中粗差对ELM预测的干扰。分别以链子崖、古树屋滑坡体为例,将Robust-ELM进行了单维、多维粗差的抵御性验证。结果表明,该方法能够有效降低粗差对预测的影响,具有良好的抗差能力。

2019 Vol. 39 (2): 153-157 [摘要] ( 4 ) [PDF 5808KB] ( 5 )
158 基于PS-InSAR和SBAS技术监测南京市地面沉降
高二涛,范冬林,付波霖,雍 琦,兰艳萍

利用覆盖南京地区的23幅Sentinel-1A影像,分别采用PS-InSAR技术和SBAS技术进行数据处理,获得了两组研究区域的地表沉降信息,并对两组结果进行交叉验证分析。结果表明,两种方法获取的结果无论是在沉降范围还是在形变量级上,都具有高度的一致性;研究区域在2015-04~2017-01期间存在地面沉降问题,且最大的沉降速率达到-30 mm/a。

2019 Vol. 39 (2): 158-163 [摘要] ( 4 ) [PDF 18596KB] ( 3 )
164 基于TCP-InSAR的采动区铁路动态沉降监测与时序分析
鹿 璐,范洪冬,郑美楠,邹 昊

为高效获取采动区长时间序列形变,监控煤炭开采对矿区铁路的影响,研究一种基于TCP-InSAR(temporarily coherent point interferometric synthetic aperture radar)的采动区铁路形变监测方法。该方法根据时间序列SAR影像间的相干性,选取临时相干点构建Delaunay三角网,并通过离群值探测去除具有相位模糊度的TCP间的弧段,最后采用最小二乘解算得到区域地表变形。实验使用2016-10~2017-04时间段内的15景Sentinel-1A数据,利用TCP-InSAR技术获得某矿区的铁路形变。结果表明,受采动影响,该时间段内铁路最大下沉值为95 mm,最大倾斜坡度为0.37‰。利用TCP-InSAR技术可实现采动区内铁路长时间的动态形变监测。

2019 Vol. 39 (2): 164-168 [摘要] ( 2 ) [PDF 13179KB] ( 5 )
169 联合BDS/GPS的北斗广域差分实时电离层延迟格网改正方法研究
房成贺,陈俊平,兰孝奇,张 磊

研究并实现中国区域北斗广域差分实时电离层延迟格网改正算法,针对北斗单系统实时建立电离层延迟格网的不足,提出联合BDS/GPS的北斗广域差分实时电离层延迟改正方法。比较BDS、GPS以及BDS/GPS观测的实时电离层延迟格网,并利用北斗单频单点伪距定位进行精度验证。结果表明,在有效格网点覆盖充足的地区,BDS与GPS实时电离层延迟格网定位效果相当;而联合BDS/GPS观测的实时电离层延迟格网极大提高了偏远地区的单频定位精度与可定位历元数,也使原本单系统格网覆盖充足的地区定位效果得到进一步增强和稳定。

2019 Vol. 39 (2): 169-177 [摘要] ( 2 ) [PDF 14632KB] ( 1 )
178 病态数据处理的岭估计迭代解法
吴光明,鲁铁定

岭估计通常无法单次计算使得均方误差达到最小,因此提出岭估计迭代法。将岭估计参数估值代入平差模型,更新观测向量,再次用岭估计法求解参数。依此迭代,每次迭代计算方差和偏差,当均方误差达到最小或收敛时终止。模拟算例验证结果表明,该方法有效、可行。

2019 Vol. 39 (2): 178-183 [摘要] ( 4 ) [PDF 4572KB] ( 5 )
184 参数带区间约束的子空间截断牛顿平差算法
夏玉国,宋迎春,谢雪梅

基于积极集思想,利用子空间截断牛顿法提出参数带区间约束的平差问题算法。由于新算法可以迅速改变积极约束集的构成,其效率比不等式约束平差算法更高,并且可以对参数估计的精度进行评定。通过测边网算例说明,新算法能有效地降低模型的不适定性,保持参数的统计、几何或物理意义。

2019 Vol. 39 (2): 184-188 [摘要] ( 2 ) [PDF 3574KB] ( 3 )
地球物理解释
189 大气负荷对新疆地区地壳形变和地面重力变化的影响
王海涛,王 斌,王 伟,章传银

基于ECMWF全球大气模型和中国地面气候资料日值数据集中新疆及周边的气象站气压数据,根据弹性地壳形变理论,采用移去-恢复法,利用负荷格林函数法和球谐函数法,计算新疆及周边区域2011~2015年大气负荷变化对地壳垂直、水平形变的影响,同时采用大气导纳方法计算大气变化对地面重力的影响。结果表明,大气负荷对新疆地区垂直形变的影响达到cm级,对地面重力的影响可达10 μGal;大气负荷影响具有明显的季节性。

2019 Vol. 39 (2): 189-194 [摘要] ( 4 ) [PDF 14774KB] ( 36 )
195 利用地球自由振荡信号分析湖北地震台网地震仪低频特性
孟方杰,张 燕

2011年日本东北部太平洋海域发生MW9.0特大地震,国际上很多著名地震科研机构和学者发布了不同的震源机制解,很多学者也对这些震源机制解进行了评价。选取其中较优的GCMT震源机制解计算模拟日本大地震激发的自由振荡信号,并与湖北地震台网的15个地震仪观测结果进行对比,进而评价各个地震仪在低频段的观测情况以及分析地震仪在不同频段的观测能力。结果表明,总体来说,在1.5~4.5 mHz频段,地震仪观测到的自由振荡信号与理论模拟值符合度较高;在小于1.5 mHz频段,地震仪整体的观测能力不佳;而在大于4.5 mHz频段,观测值振幅明显要低于模拟信号的振幅,表明在该频段信号的实际衰减要比PREM地球模型中衰减快。另外,基于1.5~4.5 mHz频段的球型简正模评估15个地震仪的观测状况,结果表明,大部分的地震仪观测情况较好,有10个台站的观测值与模拟值的符合度在90%以上;而YC、NZH、DJI等台站的符合度较差,其中DJI符合度最差,为0.358。

2019 Vol. 39 (2): 195-198 [摘要] ( 1 ) [PDF 11740KB] ( 2 )
199 联合GRACE和气象水文数据研究2010~2016年亚马孙平原水储量异常变化与极端气候和ENSO的关系
金钟炜,涛勇

利用GRACE时变重力场模型反演2009-07~2017-06期间亚马孙平原的水储量变化,在移除趋势和季节性周期信号后,计算得到其与ENSO指数之间具有较强的相关关系和一定的时延性,并从季节层面进行分析得到ENSO对亚马孙平原旱、雨两季的不同影响,表现为旱季受到ENSO显著影响而雨季受到的影响则较小。最后,结合水文数据分析指出,ENSO会通过影响降雨量进而影响相应区域的水储量变化,且该现象在流域内两次极端旱灾中有较为突出的表现。

2019 Vol. 39 (2): 199-203 [摘要] ( 1 ) [PDF 4277KB] ( 4 )
204 GRACE时变信号恢复方法对比分析
刘冰石,邹贤才

针对利用GRACE重力数据反演地表质量变化过程中产生的时变信号削弱和泄露现象,分别采用尺度因子法和迭代恢复法对信号进行恢复,并选用CSR Mascon产品从时间序列变化和空间分布两个角度对两种恢复方法的效果进行对比分析。结果表明:1)尺度因子法虽实现上较为简单,但其计算结果完全依赖于所选的先验模型,当所选模型的可靠性较差时,会影响到GRACE反演结果的可靠性。2)迭代恢复法的恢复过程仅受GRACE原始观测值的约束,能较好地恢复研究区域的长期趋势信号和周期信号,但在部分区域可能存在信号过量恢复的现象。建议采用迭代恢复法进行GRACE时变信号恢复。

2019 Vol. 39 (2): 204-209 [摘要] ( 2 ) [PDF 16113KB] ( 10 )
观测技术
210 CG-5重力仪格值系数对重力数据处理的影响
隗寿春,祝意青,赵云峰,艾力夏提·玉山

以南天山重力测网内的3个绝对重力点作为平差基准,利用2015~2016年的流动重力观测资料对两台CG-5重力仪进行实测标定,并对实测标定前后的重力网平差结果进行比较。结果显示,实测标定的格值系数与基线场的标定结果差异较大,利用实测标定值得到的平差精度明显高于标定前,利用带有误差的格值系数进行平差计算会引入额外的系统误差;差分重力变化结果显示,标定后的重力变化量级明显减小。由此表明,利用测网实测数据标定重力仪的格值系数可以有效减弱格值系数误差对平差结果的影响,有利于消除重力场变化结果的虚假信息。

2019 Vol. 39 (2): 210-214 [摘要] ( 2 ) [PDF 14774KB] ( 12 )
215 基于KiK-net数据的偏振分析方法计算震中方位角影响因素分析
范 涛,李山有,陈志高,宋晋东,卢建旗

基于日本KiK-net强震动观测记录,以提高计算震中方位角的准确性为目标,研究记录参量(加速度、速度、位移)、计算时间窗和滤波频带对偏振分析方法计算震中方位角结果的影响。结果表明,在该研究的地震数据条件下,采用位移记录、计算时间窗为1 s、滤波频带取0.1~20 Hz时,可以获得最佳的震中方位角计算结果,震中方位角的计算偏差为45°时所占比例为88%。

2019 Vol. 39 (2): 215-220 [摘要] ( 1 ) [PDF 4910KB] ( 3 )
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