2024年4月21日发(作者：旅游线路设计毕业论文)
第
35
卷第
10
期
2019
年
5
月
甘肃科技
Vol.35
No.10
Gansu
Science
and
Technology
May.
2019
hypoDD
精定位使用方法
以
2016
年
1
月
21
日青海门源地震为例
王树旺
，
尹欣欣
（甘肃省地震局
，
甘肃兰州
730000
）
摘
要
：
本文系统性地介绍了地震学领域常用的地震位置精定位方法
—
—
hypoDD
精定位方法,该方法是一种相对定
位方法
，
具有较高的精确性
！
另外
，
利用该方法以
2016
年
1
月
21
日青海门源
MS6.4
级地震序列为例
，
进行了地震精
定位研究!精确定位结果与原始定位结果比较发现
，
精定位后的震中位置更加集中
，
并呈条带状分布
，
与现场烈度保持
了一定的相似性，
震源深度集中于
8KM
与
16KM
附近区间
，
相比原始定位结果更加收敛°
关键词
：
双差定位;地震序列
；
震源深度
；
震源机制
中图分类号
:
P315
1
概述
地震定位一直是地震学最经典
、
最基础的问题
而引起的误差
，
而且即使丛集地震的空间跨度很大
也适用
，
有其独到的优点
。
国内外已有很多学者利用
该方法研究不同地区的地震精定位
，
取得了很好的
之一
，
通过地震定位
，
可以得到地震震源参数
，
包
括
：
震源位置的经纬度
、
深度
、
发震时刻以及震级
,
效果
。
该定位方法是由主事件定位方法发展而来
，但
其不同之处是不依赖主事件位置
，
而是将每两地
是地震
的
一
，
震组成一个地震对
，
建立观测走时差方程
，
把时空丛
集的一群地震的中心作为主地震
，
求解走时方程组
有了震源位置信息
，
应急救援队才能在第一时隨
到震害核心区域
，
更多的救助需要帮助的难民们
。
另外
，
深
的地
问题的
以
地震
预报的部分工作都依赖地震定位的结果
。
在地震预
（
刘文邦
，
2011
）
巴
得到各地震对的相对位置
（
相对于
中心的位置
）
，
然后还原为绝对位置
（
地理位置
）
。
hypoDD
"
双差定位
）
其基本原为
：
根据射线理
报工作中
，
地震序列的精确定位也能够为余震发生
趋势以及地震活动性提供一定的理论依据与参考
。
地震定位
是利用
确定震源
论
，
将地震事件
！
相对于台站％到时表示为沿射
线路径的积分
，
如图
1
所示
：
的震中经纬度
、
深度及发震时刻，
有时还对定位结
果给出一定的评价
。
地震定位
定位方式可以分
为绝对定位以及相对定位
，目前定位准确度较高的
方法即是
hypoDD
（
双差定位
）
方法
，
是一种相对地
震定位方法
。
2
hypoDD
原理
hypoDD
（
双差定位
）
反演的是一组丛集地震中
每个地震相对于该丛集矩心的相对位置
，
不需要主
事件
。
双差地震定位法不仅能象主事件相对定位方
法一样有效地减小由于对地壳结构了解不够精细
基金项目
：
甘肃省科技计划
（
17YF1FA124
）
。
其中
，
!
为事件的发震时刻
，
"
代表慢度
，
其中
第
10
期
王树旺等
:
hypoDD
精定位使用方法
39
震源参数
（
$1
,
$2
,
$3
）
、
发震时刻
"
射线路径及慢度场
是未知的
#
一般方程
（
1
）
为非线性方程
，
为了得到线
性方程将观测到时仇在震源处展开为一阶
Taylor
级数
：
得到观测到时和理论到时的残差
心
=
-
匚
厶：
为
：
⑶
式中
,$%
和是
2
个不同事件到台站
K
的走
时
,
指观测走时差
（
黄耘
,
2008
）
122
,
指理论走时差
。
将
该式带入走时方程
，
便可求得相应震中位置数据
。
3
计算过程及参数设置
3.1
数据选取及生成事件群
hypoDD
可以处理地震目录
、
互相关数据
、
P
波
及
S
波的任意组合数据
，
其目的是利用所有现有的
数据重定位震源
。
根据
数据的独立性进行
重定位对于评价不同数据类型之间的一致性和相
对质量是很有用的
，
这样就可以决定在利用组合数
据时确定各种不同
数据合适的权重站
。
图
2
为
为了避免出现病态二重差分方程组
,
hypoDD
程
序确保将不同地震事件连接起来组合成地震群
（
数
据
）
，
每个群中地震事件之间有一个链接
。
的
用每一事件对中观测结果的最小值定义
（
OBSCC,
OBSCT
分别代表互相关数据和地震目录
数据的
）
阿
，
典型的门限值类似于每一事件对的
自由度
，
即为
8
（
每一事件含
3
个空间参数和
1
个时
间参数
）
。
若采用
P
波和
S
波数据
，
每个事件对的门
限值必须比实际每一事件对达到的
8
个观测台站
高
。
增加门限值可以增强解的稳定性
，
但这样可能
会将大群分裂成次
（
亚
）
群
。
降低门限可以在一个单
群中包含更多的事件
，
可能会降低解的稳定性
。
但高门限值并不一
重定位的稳定性
，
因为没
有直接考虑偏导数的展开范围
。
而利用
ph2dt
选取
地震目录数据则可以保证充分利用展开范围
。
注
意
，
在
ph2dt
中
，
当生成差分时间数据时
，
如果
OBSCT
值比选取的
MAXOBS
值大
，
那么
hypoDD
将
找不到群
（
例如
1
个单一事件群
）
。
hypoDD
中的
OBSCT
值通常小于或等于
ph2dt
中的
MINLNK
值
,
以保证邻近事件之间的
度
。
hypoDD
中另外一个控制事件之间连贯性的因
子是
事件之间震源的最大允许分离程度
。
最大
分离程度小
，
所链接的事件小
（
可能低震级
）
。
hypoDD
中控制距离分离程度的参数为距离的加权
（
截止
）
参数
，
即
WDCT
和
WDCC
。
若分离距离比
第一次迭代计算中给定的
WDCT
值和
WDCC
值
（
即
分离距离
）
大
，
则
hypoDD
剔除该事件对中的数据
。
注意
，
距离截止参数
WDCT
与
ph2dt
中的
MAXSEP
类似
。
建议在
ph2dt
中选取一个大
MAXSEP
值
，
然
后在
hypoDD
中用小一点的
WDCT
值试验
，
以保证
分离距离足够小
，
同时又能链接所有的地震事件
。
hypoDD
程序利用减少事件的数量来确定群
，若
在
hypoDD
前一次的运算中确定的群已知
，
则
CID
参数可用于重定位单个的群事件
,
ID
参数允许在一
个事件文件中指定一组事件
，
属于一个指定的
群
。
当
OBSCC
和
（
或
）
OBSCT
设为零时
,
hypoDD
中
的组群功能可以缺省
,
在此模式下
,
hypoDD
认为所
有的地震事件都链接得很好
,
DD
方程组不会出现
奇异
，
这是可能的
，
也可能无法实现
。
3.2
初始条件与解控制
在每次迭代计算过程中
,
hypoDD
将计算走时差
与观测走时差间的残差
化
，
每次迭代后更新位
置及偏导数
，
并根据反演过程中残差的大小及地震
事件之间的差对数据的先验权重重新加权
。
初始
震源位置由地震目录给定
，
也可以利用测报的位置
40
甘肃科技
第
35
卷
或群震中心的公共位置处(在
ISTART
的控制下)
。
选取中心对于低维空间下的群是合适的
，
这样对研
究初始位置的变化对解的影响是有用的
#
ISOLV
有两种解DD
方程组的方法
:
奇异值分
解
(
SVD
)
法及共梯度法
(
LSQR
,
Paige
和
Saunders
,
1982
)
叫
SVD
法用于检查维数较低的方程组的特性
是有用的
(
取决于计算机运算能力
,
大约
100
个地
震事件
),
因为它提供了有关震源参数解析能力及
有关所数据的大量信息
，
而且通过计算合理的协
方差代替最小二乘误差
#
LSQR
充分利用了
DD
方
程组的稀疏性
，
可以有效地解大型方程组
。
但
LSQR
的误差估计较粗略
，
需要利用如抽样统计
、
对
事件群的
SVD
解的方法
行评价(见
Waldhause
and
Ellsworth
,
2000
)
8
。
LSQR
可以解最小阻尼二乘问题
#
DAMP
为阻尼因子
，
当
大
,
以
震源位置
值,
阻尼因子的选取主要取决于所解方程组的条件
。
3.3
数据加权与重加权
对地震
中
震
的初始
,
权代码
0
表示权系数为
1.0
,
1
表示权系数为
0.5
,
2
表示权系数为
0.2
,
3
表示权系数为
0.1
,4
~
9
表示权
系数为
0.0
,
这种权转换由程序
ncsn2pha
完成
。
在
hypoDD
重定位以及与
ph2dt
和
HypoDD
无关的震
中都要用到
#
数据的加权与重加权在重定位过程中属关键性步
骤
。
一般先验权重
(
WTCCP
,
WTCCS
,
WTCTP
,
WTCTS,
以及
种数
的
)
的选取以及
数
(
WRCC
,
WRCT,
WDCC
,
WDCT,
溢出数据的截止控制)
的特性已由
Waldhause
and
Ellsworth
(
2000
)
描述过
。
4
实际应用
本文以中国地震台网测定的北京时间
2016
年
1
月
21
日
01时
13
分在青海省门源县
(37.68
O
N
,
101.62
O
E)
发生的
MS6.4
地震为例
,
利用
hypoDD
方
法对其地震序列进行了精定位研究
，
原始地震空间
分布如图
3
所示红色号
，
经过
hypoDD
方法计算
分析后
，
地震分布明显集中
,
图
3
黑色空心圆
“
O
”
号
，
余震序列沿
NW-SE
方向分布
,
结合地震现场考
察结果
，
认为其发震断层可能为冷龙岭断裂和民
乐
-
大马营断裂之间的一条次级断裂
#
图
3
hypoDD
地震定位前后对比
(
黑色空心圆
“
！
”
号
为精定位后结果
，
红色
“
x
”
号为精定位前初始结果
)
从重定位后余震事件震中的分布来看(如图
3
所示)
，
余震优势方向为近西北向
，
通过最小二乘拟
合得到走向为
147.3
。
，
与附近的冷龙岭断裂断裂存接
行
，
但与本文给出的震源机制解中节面
I
的走向
(
143
0
)
軒一致
。
重新定位后
，
主震位于
3766°N($).1km)
,
101.63
o
E(
±
0.1km)
，
主震震源深度为
9km(
±
0.1km)
，
相对
与重定位之前的震源位置
，
东西向和南
各偏移了
1.13km
,
垂直向偏移了
1km
#
深度分布上看
，
如图
4
所
示
，
余震序列深度主要集中在
8~16km
范围内
，
属于较
常见的内陆地区地震震源深度范围
#
图
4
涂度对比
(
空心圆为口网目录涂度结果
，
头心圆
为重定位后结果
)
5
结论
hypoDD
地震
位方法是
种
对
位方法,
该方法利用信号的走时差反演震源位置
，
能够有
地
震源
共
,
对地
度
模型的依赖性相对较才
、
。
利用
hypoDD
方法计算地震
列震源位置,
以使地震列位置分布更加收敛
，
震源深度上也更
加集中
，
可对地震活动性判断与
(
下转第
59
页
)
第
10
期
李继强
:
瞬变电磁与钻探探测在煤巷掘进工作面的应用
。
结
3504
。
59
,
确
3504
地质
分
可
,
41515
进可
的
计
,
进
。
定
3504
面采空区及
41525
回风巷
、
41517
回风下山不存在
7
、
8
示
。
图
7
3505
回风顺槽超前探放水设计平面图
2
〜口'匕
2
幺士
、
人
探测数据
,
选用视电阻率异常值为
10Q
・
m
,
图中红
色的线条为视电阻率值为
10Q
・
m
的区域
,
该区域
1
)
由于本次是在马蹄沟煤矿第一次使用矿用本
安型探水仪进行探测
，
根据以往的探测经验和本次
具有一定富水性
，
见表
3
。
表
3
探测解释异常区特征分析
序号
异常位置横坐标
(m)
异常位置纵坐标
(m)
视电阻率值
(
！
・
m
)
异常特征说明
富
YC1
25
〜
100
50
〜
90
0-60
0-30
10
10
10
1
、
41515
工作面空巷对探测范围内富
水性有一定影响
。
YC2
YC3
弱
2
"
异常区域主要由现场干扰引起
,
特
别是铁器
、
电磁干扰
。
60-90
10-30
2
)
针对本次探查的异常区
,
考虑
3504
工作面
皮带巷迎头
41515
工作面于
2001
年
8
月
29
日回
结束
，
煤层顶板跨落形成的导水裂隙对采空区积
水有一定的补给作用
，
41515
面采空区存积的可能
性不大
。
(
上接第
40
页
)
构造研究提供更加准确的数据
。
地震精定位是研究
尹欣欣.基于模板匹配和双差定位的地序列完备性研究
[硕士论文
].
兰州
：
中国地震局兰州地震研究所
,
2018.
刘文邦
，
王培玲
，
马玉虎
，
等
.
2009
年青海大柴旦
6.4
级
地下隐伏断裂
、
获得深部介质结构的重要方法
。
精
定位后的震源位置可以更准确地揭示地震的空间分
地震序列的双差法重新定位研究
[J]
.高原地震
,
2011
,
23
(1)
:
24-26.
[6]
，
郑勇
，
葛粲
，
等.山西地震带中小震精确位置及
其显示的山西地震构造特征
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地球物理学报
,
2012
,
55
布特征，
刻画断层在地壳深部的展布形态
，
反映深部
的地质构造特征
。
参考文献
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华卫
,
陈章立
,
郑斯华
.2010
年
4
月
14
日青海玉树
7.1
(02)
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513-525
；
[7]
王未来
，
昊建平
，
房立华
，
等
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2010
年玉树
M_S7.1
地震
级地震序列中小地震辐射能量的估计
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地球物理学进
震的双差定位研究
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展
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2012
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，
，
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Double
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李丽
，
刘剑
，
付虹
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澜沧
-
耿马地中小地震精确定位研
Earthquake
Location
Algorithm:
Method
and
Application
to
the
Northern
Hayward
Fault
,
California
卩].
l.
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