【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及震源反演，更具体的说是涉及一种多点震源反演方法及系统。
技术介绍
1、目前，基于矩张量的震源反演方法均是基于单点模型的假设之上，但当矩震级超过mw7.3级时，其复杂性体现在断层数目、断层几何形态、错动方式等诸多方面，此时简单地依据矩心矩张量（单点模型）反演结果难以给出准确的断层模型。同时，有限断层反演方法将震源时空变化特性强制约束在走向、倾角预先确定的平面，从而难以充分体现发震断层几何参数的改变。
2、相比之下，多点矩张量/震源机制反演，所涉及的自由参数包含的信息相对更加完备，可以最大程度反映大地震震源机制的时空变化；
3、但目前，多点源模型反演时主要面临如下瓶颈：
4、1）先验假设的不确定性，为避免模型空间过大必须对其进行一定程度简化，而简化的依据就是对地震某些参数的先验假设（如：空间坐标、子事件半持续时间、子事件矩心时间等），如果先验假设本身就与真实模型之间不匹配，那么反演得到的结果必然与真实结果存在巨大误差。同理，在一些需要对模型正则化的线性反演方法中，正则化因子的选取也会影响反演结果；
5、2）多点源模型反演需对多维模型参数寻优，如果采用传统的网格搜索模式那么就会造成模型空间过于庞大、难以在有限的时长内同时搜索每个参数；而且如果对模型参数逐个寻优，最终得到的模型也并非全局最优。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种多点震源反演方法及系统，以克服以往方法中模型空间过大、模型参数过多造成解的不稳定、约束条
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、第一、本申请公开了一种多点震源反演方法，步骤包括：
4、根据多个台站的地表位移观测数据，确定预设点源模型个数；
5、对多个预设点源模型的解进行迭代反演，具体为：
6、确定点源模型的似然函数，根据所述似然函数确定接受样本；
7、当接受样本满足细致平稳条件时，停止反演，以满足细致平稳条件的所述接受样本对应的解向量作为多点震源反演最优解。
8、作为优选，根据多个台站的地表位移观测数据，确定预设点源模型个数的过程包括：
9、对各台站的地表位移观测数据，分别进行矩心矩张量反演；
10、根据地表位移观测数据和对应反演结果，得到各台站的震源时间函数；
11、根据各台站的震源时间函数，得到平均震源时间函数；
12、以平均震源时间函数中子事件的个数作为预设点源模型个数。
13、作为优选，根据地表位移观测数据和对应反演结果，按如下公式通过反卷积获得各台站的震源时间函数；
14、
15、式中，表示第k个点源地表位移观测数据的第n个分量，表示第k个点源与观测点之间的格林函数，表示第k个点源的空间坐标，s(k)表示第k个点源的震源时间函数；表示矩心时间；表示半持续时间，表示第k个点源根据震源机制计算得到的矩张量，m0表示标量地震矩、表示断层走向、表示断层倾角，表示滑动角。
16、作为优选，根据如下公式确定点源模型的似然函数；
17、
18、式中，g表示格林函数，m(f)为根据解向量f生成的震源模型，g*m(f)代表不同模型下生成的合成记录，dobs为观测数据构成的矢量，cm为观测数据误差与建模过程不确定性共同构成的协方差矩阵。
19、作为优选，根据所述似然函数确定接受样本的过程包括：
20、在模型空间中采样，得到解向量，j=0,1,2,...,j-1；
21、若满足，则接受样本，否则，生成随机数：，判断u是否小于min(1,p)，若是，接受样本，若否，舍弃样本；
22、其中，表示第k个点源中第j个采样点，p表示采样的判定因子。
23、作为优选，采样判定因子通过下式获得：
24、
25、式中，c表示初始采样时计算的似然函数，表示当前采样与初始采样之间比值的指数形式用以计算判定因子，m0表示采样开始时首次预设的模型，h为控制接受率的算子。
26、作为优选，接受样本满足的平稳条件为：
27、
28、式中，l表示似然函数，表示解向量到的转移矩阵，表示解向量到的转移矩阵。
29、作为优选，预先对多个台站的地表位移观测数据进行筛选，包括：
30、空间均匀度筛选，根据相对震中的方位角构建网格，确保反演所用的台站空间分布均匀；
31、幅值异常筛选，根据各道之间记录的峰间值的中位数剔除过高或过低的台站；
32、模型匹配度筛选，预先进行矩心矩张量反演，根据反演结果去除不符合地下介质响应与实际模型偏差的数据。
33、第二、本申请公开了一种多点震源反演系统，包括：
34、点源模型确定单元，用于根据多个台站的地表位移观测数据，确定预设点源模型个数；
35、迭代反演单元，用于对多个预设点源模型的解进行迭代反演，包括：
36、确定点源模型的似然函数，根据所述似然函数确定接受样本；
37、当接受样本满足细致平稳条件时，停止反演，以满足细致平稳条件的所述接受样本对应的解向量作为多点震源反演最优解。
38、作为优选，还包括：观测数据筛选单元，用于预先对多个台站的地表位移观测数据进行空间均匀度筛选、幅值异常筛选，和/或模型匹配度筛选。
39、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种多点震源反演方法及系统，通过在特定区间内对点源时空位置进行随机采样，并根据样本对应模型的似然函数确定最终接受样本，实现在有限时长、有限存储空间内对多维参数进行快速寻优而无需添加可能不合理先验约束的目的。
40、同时，本专利技术可同时搜索子事件经度、纬度、深度、矩心时间、半持续时间、走向、倾角、滑动角等参数，使反演超过4个以上点源模型的矩张量解成为可能；并且可使反演结果迅速收敛至最优模型，从而极大地提高了计算效率，节约了计算成本；
41、进一步，本专利技术根据后验模型分布评估破裂速度和轨迹，使反演过程无需对系数矩阵再添加正则化条件，从而使反演结果更加合理。
42、本专利技术公开的反演方法在对断层几何形态认识模糊、破裂模式较为复杂的大地震研究中具有重要的理论意义与实用价值，也可为后续其他地震学研究提供重要参考。
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1.一种多点震源反演方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的多点震源反演方法，其特征在于，根据多个台站的地表位移观测数据，确定预设点源模型个数的过程包括：
3.根据权利要求2所述的多点震源反演方法，其特征在于，根据地表位移观测数据和对应反演结果，按如下公式通过反卷积获得各台站的震源时间函数；
4.根据权利要求1所述的多点震源反演方法，其特征在于，根据如下公式确定点源模型的似然函数；
5.根据权利要求4所述的多点震源反演方法，其特征在于，根据所述似然函数确定接受样本的过程包括：
6.根据权利要求5所述的多点震源反演方法，其特征在于，采样判定因子通过下式获得：
7.根据权利要求1所述的多点震源反演方法，其特征在于，接受样本满足的平稳条件为：
8.根据权利要求1所述的多点震源反演方法，其特征在于，预先对多个台站的地表位移观测数据进行空间均匀度筛选、幅值异常筛选，和/或模型匹配度筛选。
9.一种多点震源反演系统，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的多点震源反演系统，其
...【技术特征摘要】
1.一种多点震源反演方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的多点震源反演方法，其特征在于，根据多个台站的地表位移观测数据，确定预设点源模型个数的过程包括：
3.根据权利要求2所述的多点震源反演方法，其特征在于，根据地表位移观测数据和对应反演结果，按如下公式通过反卷积获得各台站的震源时间函数；
4.根据权利要求1所述的多点震源反演方法，其特征在于，根据如下公式确定点源模型的似然函数；
5.根据权利要求4所述的多点震源反演方法，其特征在于，根据所述似然函数确定接受样本的过程包括：
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：张喆，
申请(专利权)人：中国地震局地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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