[发明专利]基于多源SAR数据的同震震后时空滑动分布联合反演方法

摘要

本发明公开了一种基于对数约束和多源SAR数据的同震震后时空滑动分布联合反演方法：首先获取地震区域多源SAR数据并利用InSAR技术获取该区域的同震和震后时空形变场；随后基于震后余滑遵循对数函数式衰减的本质和弹性位错理论构建InSAR多源观测值与断层同震震后时空滑动之间的非线性函数模型；然后利用非线性求解方法反演出有限元断层上的同震滑动分布，震后余滑衰减常数以及相应的滑动幅度系数；进而利用非线性模型参数求解震后滑动时空分布，同时联合多源SAR数据提高断层时空滑动的时间分辨率；最后根据反演的断层时空滑动分布计算地震释放能量、应力状态以及构造摩擦性质等重要地球物理参数。

主权项

1.一种基于多源SAR数据附加对数约束的同震震后时空滑动分布联合反演方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：利用InSAR技术处理多源SAR数据得到地震区域的同震和震后雷达视线向(即斜距向)观测值，并通过地理编码将InSAR测量值从雷达坐标系下转换到通用的横轴墨卡托投影坐标系；步骤二：通过四叉树降采样InSAR观测值，利用多峰值粒子群算法求解包括发震断层倾角、发震断层走向、均一滑动量的断层几何参数，然后固定断层倾角和走向并将其细分为若干有限元断层；步骤三：基于弹性位错理论构建地表形变和断层时空滑动分布之间的格林函数模型，其表示如下其中X为断层时空滑动向量，D为InSAR技术得到的地表形变，G为通过弹性位错模型得到的格林函数矩阵，B为设计系数矩阵，ε为模型残差；T表示获取的总计震后SAR数据数量，和分别是断层有限元i在震后时刻j时的同震滑动向量和时空余滑累积向量，其中P为断层有限元个数，和分别表示不同时间节点的同震形变场和震后形变场；而震后余滑遵循对数式衰减的特征，由下式表征：x_post＝A·log(1+(t‑t₀)/τ)                            (2)其中，A为描述震后余滑大小的幅度系数，t为震后SAR数据获取的时间节点，t₀为地震发生时的时间节点，τ为描述震后余滑衰减速度的时间常数；联合公式(1)和(2)将该公式(1)模型中待求的震后时空余滑转化为对数函数模型，可得如下矩阵形式的附加对数约束的同震震后时空滑动分布联合反演模型：其中，B₁＝[1…1]_1×P和B₀＝[0…0]_1×P；步骤四：求解联合反演模型，得到所有断层有限元上的同震滑动分布以及每个断层有限元上的余滑幅度系数和衰减时间常数，进而得到研究时间段内整个发震断层上的时空滑动分布。