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GPS地壳形变在地震预警中的应用探究
【摘要】地震是一种高强度自然灾害发生之后会使人们的生命财产遭受重大损失。 因此人们在长期以来一直在探索解决这个问题的办法因而出现针对预防地震的预测活动。地震预测已经持续很长的时间但是至今仍然无法寻找到有效的预测方式。本文分析了 GPS地壳形变监测对地震预警的意义进行了 GPS地壳形变监测对预警数据的分析预测的初探研讨。
【关键词】GPS地壳形变地震预警预测应用探索
前言
地震的产生与地壳之间的联系十分紧密正因如此对于地震活动的监测需要是从地壳运用的监测入手。近几年来GPS技术高速发展逐渐被运用在地壳运动的监测之中使得地壳形变的监测方式发生重大改变也让监测的效果有了很大的提升。在地震发生之前会有一些预兆性的指标发生变化基于这些变化就可以对地震相应的进行相应的预测。
一、 GPS地壳形变监测对地震预警的意义
1 .1GPS在地质形变监测中应用的优势
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地震预警也就是地震预测。地壳形变的监测在没有GPS介入之前主要的监测手段都是地震学、地质学等学科理论知识[1]。
在地质学方面它对地形改变的衡量单位是以百万年计的。而从地震学角度进行研究这个时间衡量尺度则是以秒为单位[2]。将两者进行对比不难发现两者在时间衡量尺度上差距过大这种时间的巨大差距使得它们在被综合运用于地震预测的时候出现监测的时间断层这就造成地壳形变监测在应用与地震预测的过程中出现了难以起到应有效果的情况但是GPS则可以突破这个限制进行全天候的不间断监测而且在时间衡量尺度上表现得十分灵活可以从、年、 月、 日等时间单位进行尺度确定。
1 .2GPS地壳形变信息获取方式
在运用GPS获取地壳形变的信息中其分类方式都是在几种标准的基础上的时间序列进行的大致可以分为以下几个类别
1 .2.1全球参考框架
GPS对观测对象实施观测的时候观测的坐标可以从三个方面进行确认主要为E、 N、 H分别是指东、北、垂直三个方向由于所有的观测站的观测坐标都是针对已经确定的事物因而可以利用其相通性将所有的坐标都统一纳入到同一个坐标系之中。这个统一集合的坐标系被称为参考框
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架这样的做法就是对不同时间段内观测的坐标的位置信息之间可以进行相互对比[4]。
1 .2.2区域基准
区域自身在运动的过程中会产生大量状态信息要实现对这些信息的确认就要对将区域在与全球运动进行参照的刚性运动采取去除的方式。这是因为在去除刚性运动之后整体的运动信息就可以实现对区域相对运状况的反映。在这种情形下GPS观测到的坐标是相对于这个基准点[5]。
1 .2.3观测的基线长度
对于GPS的观测基线长度而言它的数值是固定的不受其他外来因素的影响它描述的内容是关于两个站点之间互为运动对象的运动状况。其实以不同的投影为基准就可以相应的得出基线的变化信息[6]。
1 .3GPS地壳形变对地震预测的影响
1 .3.1为地震的可测性提供理论支持
现代的地震预测活动已经开始了几十年但是在实践过程中没有任何一例成功案例。事实上关于地震是否可以预测的争论已经持续了很久有的观点认为地壳运动属于SOC系统具有不可测性反对观点认为地壳运动具有可测性不在SOC系统范围之内[7]。有关专家在进行地震预测的研究中对于地壳运动的归属进行了系统的研究认为地壳运动的SOC状态并不是全面覆盖的其中的一部分状况仍
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然在可预测的范围内。
1 .3.2为地震预测提供信息数据
通过对地震资料的分析可知地震状态较为激烈的区域也是地壳运动各项指数急剧变化的区域强震的震中一般是应变场剪应变率数值较高的地区也可能是其较近的区域。
根据上述情况建立起描述地壳运动的速度场、位移场等可以促进地震预测的研究GPS地壳运动的监测可以为此供应数据。
二、 GPS地壳形变监测对预兆数据的分析预警初探
2.1预兆信息概况
地震发生的前兆信息一般是在地震发生之前对于一些具有典型预兆性的信息的记录。 一般情况下包括形变基础数据、地磁数据以及地下水动态数据等。
可以运用时间顺序法对这些数据进行研究分析这种方法是将智能化思想运用到地震预测当中。主要实现步骤是从大量的预兆信息中进行筛选获得有利信息然后运用模板与之进行参照运用定量描述的方式来体现出地震预兆在时间序列上的变化。
2.2时间序列法的机理
设定时间序列X t 。将初始时刻设为to 最终时刻tn 运用△T将时间段平均分割成若干等分然后将预兆指标的时刻对应值进行记录分别记为Z1 、 Z2……Zn。通过这样
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的设定就可以得到时间序列Z t 。
2.3预警模型
需要对预兆的时段T1进行确定延迟时段T2 预测时段记为T3 地震震级波动范围为Mp。可以设定地震在一定的时间段内发生的次数记为N次记为Mn 其中的n为非零正整数在预兆时间段内一共可能发生r次地震则可以确定发生的第K次地震的向量为 MXk= Xk+1 Xk+2 ……Xk+r 。这样模型就确立起来。模型建立之后就可以针对各种地震预兆信息进行搜集然后运用所得的模型表达式对其进行计算然后就可以实现对地震的预测。当然模型的种类并不是仅有这一种可以根据实际情况进行考量。另外由于世界范围尚未有以此成功的地震预测案例所以已经将这个预测过程视为一种尝试。事实证明任何一门高深的科学的体系养成都不是一蹴而就需要在人们的不懈努力下不断积累成果和经验确保整个地震预测工作终有一天能够成为可以利用的一个手段为人类造福。
总结
随着科技的发展GPS技术得到了广泛的应用。地震的危害性极大因此人们长期以来都致力于其预防工作之中投入了大量的时间和精力在地震的预测之中。GPS在被运用在地质形变的监测之中起到了意想不到的效果使得与地壳形变紧密相关的地震的预测有了新的实现手段。本文分析
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了GPS地壳形变监测对地震预警的意义进行了GPS地壳形变监测对预兆数据的分析预测的初探研讨。
参考文献
[1]方荣新施闯辜声峰.基于PPP动态定位技术的同震地表形变分析[J].武汉大学学报信息科学版.2009 1 1
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[2]方荣新施闯魏娜赵齐乐.GPS数据质量控制中实时周跳探测研究[J].武汉大学学报信息科学版.200909 1 12-1 13.
[3]许才军刘洋温扬茂.利用GPS资料反演汶川Mw7.9级地震滑动分布[J].测绘学报.200903 1 15.
[4]杜凯夫罗三明顾焕杰申星.雷达遥感在地质灾害研究中的可应用性.房地产导刊.2014 27.
