基于多源大地测量数据的有限断层反演方法、装置及终端制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于多源大地测量数据的有限断层反演方法、装置及终端，通过采用蒙特卡洛方法估计参数的概率密度分布，在有限断层反演中引入贝叶斯统计方法，可以推断不同数据源之间的客观权重，输出参数的验后概率密度分布可以方便地评估非高斯分布的参数不确定性，并且可以同时估计断层几何参数和断层滑动参数的验后概率密度分布，不需要预先设置断层几何参数。与现有技术相比，本发明专利技术方法可以在观测数据多源的情况下，客观地确定不同数据之间的权重，解决了由于主观的数据权重和断层几何设置导致反演结果差异的问题，能够更加准确地反演断层参数，获得精确的反演结果。获得精确的反演结果。获得精确的反演结果。

【技术实现步骤摘要】
基于多源大地测量数据的有限断层反演方法、装置及终端


[0001]本专利技术涉及地震反演
，尤其涉及的是一种基于多源大地测量数据的有限断层反演方法、装置及终端。

技术介绍

[0002]精确的地震断层滑动模型对于评估地震灾害和理解地震孕震过程十分重要，有助于评估地震周期内应力的积累和释放、断层的摩擦行为等。过去二十年间，大地测量技术得到快速发展，例如全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite Systems,GNSS)，合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)，光学遥感影像等技术。通过大地测量的同震地表位移数据可以反演地表下的地震断层滑动分布。
[0003]常规的有限断层滑动模型线性反演方法通过观测值与模型正演值之间的最小二乘最小来确定最佳滑动参数的估计值。但是由于线性反演存在难以评估非高斯分布的参数不确定性、不易确定先验约束以及多源观测数据之间的客观权重等问题，主观的观测数据权重和断层几何设置导致反演结果存在差异，导致有限断层滑动模型反演结果不精确。
[0004]因此，现有技术有待改进和提高。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种基于多源大地测量数据的有限断层反演方法、装置、智能终端及存储介质，旨在解决现有技术中有限断层滑动模型反演结果不精确的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种基于多源大地测量数据的有限断层反演方法，包括：
[0007]获取来源不同的多个大地测量数据；
[0008]基于所述大地测量数据，获得地震同震位移观测值向量；
[0009]构建地震有限断层滑动模型，获得模型参数；
[0010]基于所述地震同震位移观测值向量，根据贝叶斯统计方法获得模型参数的联合验后概率密度分布；
[0011]基于模型参数的联合验后概率密度分布，根据序贯马尔科夫链蒙特卡洛方法进行采样，获得所述模型参数的边缘概率的概率密度分布样本；
[0012]根据所述概率密度分布样本，求解所述模型参数的值，获得反演后的地震有限断层滑动模型。
[0013]可选的，所述模型参数包括断层几何参数和断层滑动参数，所述构建地震有限断层滑动模型，包括：在断层面离散采样，获得若干个三角形位错元素；构建不同深度具有不同走向的断层面并确定用于分别描述断层面沿走向和倾向的变化的两个多项式分布函数，所述多项式分布函数的系数形成所述断层几何参数；确定沿断层平均滑动方向的第一滑动参数和与平均滑动方向相垂直方向的第二滑动参数，所述第一滑动参数与所述第二滑动参数形成所述断层滑动参数，所述断层滑动参数用于描述每个三角形位错元素的滑动；根据
所述三角形位错元素、所述断层几何参数和所述断层滑动参数构建地震有限断层滑动模型。
[0014]可选的，所述构建不同深度具有不同走向的断层面并确定用于分别描述断层面沿走向和倾向的变化的两个多项式分布函数，包括：获取断层面的顶部边缘并构建通过顶部边缘的连接点的第一二次多项式，所述第一二次多项式用于描述断层倾向的变化；构建通过底部边缘的连接点的第二二次多项式，所述第二二次多项式用于描述断层走向的变化；基于断层底部边缘的差异与顶部边缘的差异沿倾向的方向，调整每一个连接点的位置，重新连接调整位置后的连接点，获得不同深度具有不同走向的断层面。
[0015]可选的，所述模型参数还包括平滑因子，获得所述断层滑动参数之后，还包括：根据三角形位错元素走滑分量和倾滑分量的二阶拉普拉斯平滑算子平滑断层滑动分布，所述平滑因子用于表征平滑强度。
[0016]可选的，所述求解所述模型参数的值之后，还包括：计算模型参数之间的相关性以及根据每个模型参数的验后边缘概率密度函数的采样样本分布的离散程度确定该模型参数的不确定性。
[0017]可选的，所述基于所述地震同震位移观测值向量，根据贝叶斯统计方法获得模型参数的联合验后概率密度分布，包括：计算所述模型参数和所述地震同震位移观测值向量之间的格林函数，设置所述地震同震位移观测值向量中的地震同震位移观测值服从高斯分布，根据多维高斯分布公式获得模型参数的极大似然函数；设置所有模型参数的先验概率密度分布；基于所述先验概率密度分布和所述极大似然函数，根据贝叶斯统计方法获得模型参数的联合验后概率密度分布。
[0018]可选的，所述根据序贯马尔科夫链蒙特卡洛方法进行采样，获得所述模型参数的边缘概率的概率密度分布样本，包括：根据均匀概率密度函数随机生成每个模型参数的样本，获得样本集；根据当前时间步相对于上一时间步的采样重要性因子更新退火参数；基于所述退火参数，对所述样本集进行重要性采样，获得重要性采样后的样本；基于所述重要性采样后的样本，将高斯分布作为建议概率密度，根据Metropolis采样方法获得所述概率密度分布样本。
[0019]本专利技术第二方面提供一种基于多源大地测量数据的有限断层反演装置，其中，上述装置包括：
[0020]数据获取模块，用于获取来源不同的多个大地测量数据；
[0021]观测值向量模块，用于基于所述大地测量数据，获得地震同震位移观测值向量；
[0022]模型参数模块，用于构建地震有限断层滑动模型，获得模型参数；
[0023]联合验后概率密度分布模块，用于基于所述地震同震位移观测值向量，根据贝叶斯统计方法获得模型参数的联合验后概率密度分布；
[0024]概率密度分布样本模块，用于基于模型参数的联合验后概率密度分布，根据序贯马尔科夫链蒙特卡洛方法进行采样，获得所述模型参数的边缘概率的概率密度分布样本；
[0025]参数求解模块，用于根据所述概率密度分布样本，求解所述模型参数的值，获得反演后的地震有限断层滑动模型。
[0026]本专利技术第三方面提供一种智能终端，上述智能终端包括存储器、处理器以及存储在上述存储器上并可在上述处理器上运行的基于多源大地测量数据的有限断层反演程序，
上述基于多源大地测量数据的有限断层反演程序被上述处理器执行时实现任意一项上述基于多源大地测量数据的有限断层反演方法的步骤。
[0027]本专利技术第四方面提供一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质上存储有基于多源大地测量数据的有限断层反演程序，上述基于多源大地测量数据的有限断层反演程序被处理器执行时实现任意一项上述基于多源大地测量数据的有限断层反演方法的步骤。
[0028]由上可见，本专利技术通过采用蒙特卡洛方法估计参数的概率密度分布，在有限断层反演中引入贝叶斯统计方法，而贝叶斯统计方法可以推断不同数据源之间的客观权重，输出参数的验后概率密度分布可以方便地评估非高斯分布的参数不确定性，并且可以同时估计断层几何参数和断层滑动参数的验后概率密度分布，不需要预先设置断层几何参数。与现有技术相比，本专利技术方法可以在观测数据多源的情况下，客观地确定不同数据之间的权重，解决了由于主观的数据权重和断层几何设置导致反演结果差异的问题，能够更加准确地反演断层参数，获得精确的反演结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于多源大地测量数据的有限断层反演方法，其特征在于，包括：获取来源不同的多个大地测量数据；基于所述大地测量数据，获得地震同震位移观测值向量；构建地震有限断层滑动模型，获得模型参数；基于所述地震同震位移观测值向量，根据贝叶斯统计方法获得模型参数的联合验后概率密度分布；基于模型参数的联合验后概率密度分布，根据序贯马尔科夫链蒙特卡洛方法进行采样，获得所述模型参数的边缘概率的概率密度分布样本；根据所述概率密度分布样本，求解所述模型参数的值，获得反演后的地震有限断层滑动模型。2.如权利要求1所述的基于多源大地测量数据的有限断层反演方法，其特征在于，所述模型参数包括断层几何参数和断层滑动参数，所述构建地震有限断层滑动模型，包括：在断层面离散采样，获得若干个三角形位错元素；构建不同深度具有不同走向的断层面并确定用于分别描述断层面沿走向和倾向的变化的两个多项式分布函数，所述多项式分布函数的系数形成所述断层几何参数；确定沿断层平均滑动方向的第一滑动参数和与平均滑动方向相垂直方向的第二滑动参数，所述第一滑动参数与所述第二滑动参数形成所述断层滑动参数，所述断层滑动参数用于描述每个三角形位错元素的滑动；根据所述三角形位错元素、所述断层几何参数和所述断层滑动参数构建地震有限断层滑动模型。3.如权利要求2所述的基于多源大地测量数据的有限断层反演方法，其特征在于，所述构建不同深度具有不同走向的断层面并确定用于分别描述断层面沿走向和倾向的变化的两个多项式分布函数，包括：获取断层面的顶部边缘并构建通过顶部边缘的连接点的第一二次多项式，所述第一二次多项式用于描述断层倾向的变化；构建通过底部边缘的连接点的第二二次多项式，所述第二二次多项式用于描述断层走向的变化；基于断层底部边缘的差异与顶部边缘的差异沿倾向的方向，调整每一个连接点的位置，重新连接调整位置后的连接点，获得不同深度具有不同走向的断层面。4.如权利要求2所述的基于多源大地测量数据的有限断层反演方法，其特征在于，所述模型参数还包括平滑因子，获得所述断层滑动参数之后，还包括：根据三角形位错元素走滑分量和倾滑分量的二阶拉普拉斯平滑算子平滑断层滑动分布，所述平滑因子用于表征平滑强度。5.如权利要求1所述的基于多源大地测量数据的有限断层反演方法，其特征在于，所述求解所述模型参数的值之后，还包括：计算模型参数之间的相关性以及根据每个模型参数的验后边缘概率密度函数的采样样本分布的离散程度确定该模型参数的不确定性。6.如权利要求1所述的基于多源大地测量数据的有限断层反...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈克杰，魏国光，柴海山，李佳峰，吕明哲，朱海，薛长虎，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：