2024年, 第44卷, 第9期　
刊出日期：2024-09-15

  

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  大地测量与地球动力学. 2024, 44(9): 0-0.

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  大地测量与地球动力学. 2024, 44(9): 1-1.

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地震地质
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  形变、大旱、地磁、静电场等震前异常关联性

  薄万举, 张立成, 徐东卓

  大地测量与地球动力学. 2024, 44(9): 881-885.

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  从形变异常机理出发，对大震前出现的几种异常的关联性进行分析，同时结合观测事实和实验进行验证，探索其间可能存在的有机联系。对大震前的大旱、大震后的暴雨、大震时的喷沙冒水和地面塌陷、地声和地光以及大震前的电离层异常、大气静电异常、震前及震时电磁波异常等现象从机理上给出统一解释，认为这些异常现象均与大震前震源体附近微裂膨胀体的形成、扩展有关，并随着大震发生而迅速消失。

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  山东平原M5.5地震区域的地震活动性参数因子分析

  王 岩, 夏彩韵, 邵媛媛, 杨振鹏, 郭晓燕, 贾丽华

  大地测量与地球动力学. 2024, 44(9): 886-891.

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  引入因子分析方法，对平原地震区域中小震序列的16种地震活动性参数进行降维综合，发现目前综合指数W处于平静幕的最高值区。通过进一步单因子分析结果推测，平原地震区域地下介质可能发生变化，未来华北地区地震活动性有增强趋势。

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  山东平原M_S5.5地震前岩石圈磁场异常变化及发震机理

  张海洋

  大地测量与地球动力学. 2024, 44(9): 892-898.

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  基于冀鲁交界地区2020~2023年连续4期的流动地磁观测资料，分析区域岩石圈磁场时空变化特征及其与2023-08-06山东平原M_S5.5地震的关系，并结合岩石磁学的实验室结果和断层亚失稳理论，探讨平原地震前的亚失稳特征及发震机理。结果表明：1）研究区岩石圈磁场时空变化特征在平原地震前有较为明显的异常反映，2020~2023年震中附近始终存在水平矢量的弱化区，并随着时间推移，出现水平矢量的弱化区逐渐向震中逼近的现象；震中附近始终存在地磁总强度、磁偏角、垂直分量的0值线。2）2020~2021年度震中附近各测点时序变化具有高度的一致性，较好地反映出测点附近断裂的协同化活动状态，或许可以作为识别断层进入亚失稳阶段的特征之一。3）分析应力与磁场强度的关系可知，林南断裂中东段、聊城-兰考断裂东北段地磁场总强度增大，地壳应力应处于释放状态；堂邑断裂、林南断裂西段地磁场总强度减小，地壳应力应处于积累状态。前者应力释放对后者的应力积累有促进作用，可能会导致后者的剪应力瞬时增加并超过其强度发生失稳，从而引发平原地震。

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  统计地震学在京津冀地区地震危险性评估中的应用

  孙丽娜, 郭 蕾

  大地测量与地球动力学. 2024, 44(9): 899-904.

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  以1980~2022年京津冀地区现代地震目录作为统计样本，采用基于空间分割的非完全中心化Voronoi分割法来网格化研究区域，并以泊松模型为基础建立地震危险性概率模型，开展研究区中期尺度的中小地震概率预测。结果发现，计算得到的概率相对高值区与M_S≥3.0地震的发生存在一定的关联性，可以为地震的中长期预测提供参考依据。

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  马头营干热岩开采试验场地人工注水诱发地震探讨

  王 宁, 王亚玲, 张晓刚, 尹康达, 毛国良, 纪春玲

  大地测量与地球动力学. 2024, 44(9): 905-909.

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  结合马头营干热岩区7个临时测震台站的地震观测资料和M1井2022-06~09的加压注水数据，研究地震活动与注水压力、水流量的关系，同时分析诱发地震震源机制解及其对周边应力场的影响。结果表明，注水作业可能诱发了201个地震，震源深度主要集中在0～4 km，这个区段也是地围压较小的安全区域，发生中强震的几率较小；水流量、水压力的改变不仅影响诱发地震的时空分布特征，而且影响地震活动频度，应力积累到一定水平诱发地震发生，之后水流量、水压力与地震频度呈现正相关关系；注水量和震级之间关系不明显，压力和诱发地震震级呈线性相关；在持续注水量达到11 821 m³、压力达到23.46 MPa时，有断层失稳、诱发地震的可能；最大诱发地震的震源机制解为走滑型，主压应力NNW向，与华北区域应力分布有一定偏差，可见M1井开采对局部应力分布有影响；从地震震中位置迁移规律推测，有新的地裂缝产生。

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  唐山地区主要断裂应力状态

  张苏祥

  大地测量与地球动力学. 2024, 44(9): 910-918.

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  利用唐山地区断层位置、速度结构和292个震源机制解数据，对断裂段进行应力场反演空间网格划分，采用网格搜索法反演唐山地区整体及主要断裂应力场。研究发现：1）2011年日本东北M_W9.0地震发生前后，唐山地区整体区域构造应力场发生较小的顺时针旋转，且由走滑型应力状态变为正走滑型应力状态，该变化可能主要由震源机制解空间位置变化引起。2）日本东北地震使唐山部分地区σ₁轴倾伏角由陡倾斜变为水平，且应力场发生较小的顺时针旋转。3）当前唐山地区整体区域应力场特征为σ₁轴NEE-SWW向，σ₃轴近NS向，R值为0，与前人研究结果一致。表明唐山地区应力场已调整至1976年唐山M_W7.8地震前的状态，且应力状态偏张性性质。4）当前巍山-丰南、陡河、滦县-乐亭断裂段6~20 km、陡河断裂段11~20 km为走滑型应力状态；陡河断裂段0~10 km为正走滑型应力状态；雷庄、陈官屯和卢龙断裂段6~20 km、巍山-丰南断裂段0~5 km为正断型应力状态。以上断裂σ1轴方向与该区域主应变方向和剪切波分裂的快波偏振方向等结果一致。5）唐山地区整体处于一个相对统一的NNW-SSE向的拉张作用控制，但古冶、滦县地区处于NEE-SWW向的挤压作用控制。

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  太原盆地交城断裂带北段工程避让范围研究

  曾金艳, 李宏伟, 陈 文, 李自红

  大地测量与地球动力学. 2024, 44(9): 919-925.

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  在系统分析和整理交城断裂带北段探测成果的基础上，采用地质探槽剖面法、经验统计法及数值模拟法，预测评估交城断裂带北段在发生最大潜在震级M_S7.2地震时的同震地表破裂带宽度，探讨不同方法结果的精度和可靠性，并提出采用综合加权方法确定交城断裂带北段地表破裂带宽度。在此基础上综合考虑探测方法精度、断层上下盘效应等影响因素，确定交城断裂带北段工程避让区为F¹₁迹线西侧外延15.0 m至F²₁迹线东侧外延86.9 m范围。该结果对交城断裂带沿线的国土规划利用、建（构）筑抗震设计具有一定的指导意义，该方法可为同类研究提供借鉴。

现代大地测量
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  基于SSA-ANFIS模型的BDS-3卫星钟差短期预报

  蔡成林, 吴明杰, 吕开慧

  大地测量与地球动力学. 2024, 44(9): 926-931.

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  针对卫星钟差时间序列具有非线性和非平稳的特性，以及趋势分量与随机分量相互干扰可能会影响预报精度的问题，提出一种以奇异谱分析（singular spectrum analysis, SSA）为基础，融合自适应模糊神经网络（adaptive neuro-fuzzy inference system, ANFIS）的卫星钟差预报模型SSA-ANFIS。首先利用SSA对钟差一次差序列进行分解和重构，从而得到趋势项和残差项；然后，使用ANFIS对重构分量进行预报，并将预报结果叠加还原，得到最终预报钟差值；最后，通过实验对比SSA-ANFIS与GM、QP、LSTM和ANFIS模型的预报效果。结果表明，相较于LSTM和ANFIS模型，该模型预报精度分别提高25.7%~40.7%和39.4%~45.7%。

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  基于LSTM与CNN融合的智能手机步态身份识别

  王佳宇, 王 庆, 孟晓林, 许九靖, 张 凯

  大地测量与地球动力学. 2024, 44(9): 932-936.

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  首先提出长短期记忆网络(long short-term memory, LSTM)与卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)相融合的步态身份识别模型，该模型可以自动提取活动特征，并使用少量的模型参数对活动特征进行分类；然后利用其进行用户身份的识别。实验结果表明，该模型识别准确率约为97.68%，损失率约为0.05，相较于其他模型身份识别率显著提高。

地壳运动
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  基于时序InSAR的辽河油田地表形变监测及储层参数多模型反演

  于 冰, 牛 童, 蔡 锐, 黄 雷, 王金日, 张椿雨

  大地测量与地球动力学. 2024, 44(9): 937-944.

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  为获取辽河油田核心产区最新的地表形变与储层参数，基于2021-01~2023-06的Sentinel-1升轨影像，使用StaMPS-SBAS方法提取该区域地表形变。以形变速率结果为观测量，使用复合位错模型、Mogi模型和Okada模型对储层参数进行反演，并与已有研究进行对比分析。结果表明，研究区LOS向形变速率为-165.84~54.52 mm/a，研究时段内最大累积沉降量(LOS向)约为400 mm。区内存在3个显著沉降区，分别为曙光采油厂、欢喜岭采油厂和锦州采油厂，其中曙光采油厂存在一定的沉降减缓趋势，其余采油厂均存在沉降加速趋势。不同模型反演的储层参数存在明显差异，与Okada模型、Mogi模型相比，复合位错模型反演的储层深度(1 665.21 m)与实际最为接近(约1 600 m)，且复合位错模型模拟的形变与观测形变最为吻合。

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  地铁快速建设期苏州主城区地面沉降时序InSAR分析

  张丽娜, 宋瑞庆, 宋鑫友, 伍吉仓, 赵 伟, 史守正, 陈 杰, 张泽峰, 严 勇

  大地测量与地球动力学. 2024, 44(9): 945-950.

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  为监测地铁快速建设期苏州主城区的地面沉降，采用2010~2020年的TerraSAR-X和Sentinel-1数据，结合水准观测数据，利用永久散射体合成孔径雷达干涉测量（persistent scatterer interferometric synthetic aperture radar，PS-InSAR）技术对苏州主城区进行时序分析。结果表明，苏州古城区整体比较平稳，研究区内最大沉降点位于阳山，沉降速率超过-20 mm/a；苏州主城区总体沉降趋势变缓，沉降范围明显缩小，甚至在漕湖东侧和太阳路北出现小面积抬升；受地铁施工影响，邻近地铁的建筑沉降速率明显加快，特别是新建成建筑，其本身的短时荷载沉降与地铁建设开发引起的沉降相叠加，沉降速率达到-10 mm/a以上。

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  基于VMD-KSVD字典学习降噪的大坝变形预测

  柳 磊, 李登华, 丁 勇

  大地测量与地球动力学. 2024, 44(9): 951-958.

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  提出一种自适应变分模态分解和KSVD字典学习相结合的降噪算法。该方法对监测序列分解后的子序列进行降噪，同时考虑残差序列的特征，从而充分保留监测序列中的有效信息。以某大坝变形监测数据为例进行测试，结果表明，该方法能够较好地保留监测序列中的有效信息，相较于传统的降噪算法更适用于复杂情况下的大坝变形预测，能进一步提高预测模型的泛化能力。

地球物理解释
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  中国大陆时变重力观测：技术探索、挑战与应用展望

  潘宇航, 陈兆辉, 陈 石

  大地测量与地球动力学. 2024, 44(9): 959-971.

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  近年来，陆地高精度时变重力观测技术迅猛发展，除了以量子重力仪为代表的绝对重力装备不断实用化，中国大陆重力观测网络的布局也日趋完善。目前，中国大陆主要活动构造区已经建成优于百km尺度分辨率能力的μGal级时变重力场观测网络。本文从中国大陆时变重力观测技术方法的角度，首先介绍陆地时变重力观测系统、仪器分类以及中国大陆高精度重力观测系统的建设发展、存在问题及优化建议；其次，介绍时变重力技术方法与模型产品以及应用进展；最后，围绕中国大陆时变重力数据产品和应用中的问题，提出面向中国地震科学实验场和深地科学问题的下一代陆地重力观测系统设计布局设想。作为国家地球物理监测网络的重要组成部分，陆地时变重力观测能够提供高精度的时变重力模型产品，为深入探索地壳深部动力学机制、地球物理导航和国防建设提供重要的数据支撑。

观测技术
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  一种拓展数据采集系统动态范围的方法研究

  张润民, 周云耀, 吕永清

  大地测量与地球动力学. 2024, 44(9): 972-977.

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  针对当前台站需要使用两套采集系统分别监测记录微弱信号与大地震信号这一问题，提出一种自动切换采集模式的数据采集方法。在正常情况监测微弱信号时，采集系统使用小信号通道ADC分级采样，而当发生大震、巨震时，系统自动切换使用大信号通道ADC采样。实验表明，采集系统单个AD数据采集模式在100 Hz采样时，动态范围达128 dB，而使用双AD数据采集模式在100 Hz采样时，动态范围可达158 dB。改进后的数据采集方法可有效提高地震信号采集动态范围，在不增加硬件成本情况下，能在一定程度上改善数据采集系统的性能。

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  PCA优化CEEMD的DSQ水管倾斜仪信号随机噪声压制方法

  郭晓菲, 欧同庚, 刘天龙

  大地测量与地球动力学. 2024, 44(9): 978-984.

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  提出一种基于主成分分析（PCA）优化完备集合经验模态分解（CEEMD）的DSQ水管倾斜仪信号随机噪声压制方法CEEMD-PCA。该方法融合了相关系数、分布熵、MSE、R²、SSE、RMSE、MAE、MAPE等8个IMF分量质量评价指标，借助PCA实施指标值矩阵的降维压缩，将其转化为一个能代表全部不同类型指标特点的新参数，并构建IMF分量质量综合评价函数，根据分数排名结果完成原始含噪信号的线性重构。仿真信号和实测信号去噪实验结果皆表明，CEEMD-PCA模型优于卡尔曼滤波、70阶低通FIR滤波等经典模型，能提高原始信号的信噪比，精准完成信号重构，更好地保留有效成分。

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  红沿河核电厂地震仪表系统震后数据分析

  吴雄伟, 杨 江, 夏界宁, 范 涛

  大地测量与地球动力学. 2024, 44(9): 985-990.

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  2023-08-23红沿河核电厂地震仪表系统成功记录到大连市普兰店区发生的4.6级地震，这是我国首次完整记录到核电厂附近中强震数据。对该系统记录到的地震数据进行分析，时程信号波形回放表明，本次地震记录数据清晰完整，自由场数据峰值与地震衰减经验公式计算结果相符。系统7个监测点加速度峰值对比分析表明，核电厂厂房对地震加速度信号具有放大效应，放大系数与建筑物标高正相关。加速度峰值数据频谱分析结果显示，核电厂厂房地震响应数据的卓越频率主要集中在10~20 Hz范围内，该范围内的地震加速度信号对厂房仍具有较大破坏性，这一结论与核电厂地震仪表准则NB/T 20076-2012中规定的地震触发频带（1~10 Hz）不符。鉴于我国核电厂地震仪表系统的地震触发滤波通频带设定范围为1~10 Hz，这一缺陷会降低地震仪表系统纵深安全防御的性能。