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位错理论能够将断层滑动与地表同震变化很好的联系在一起,因此被广泛的应用于各种地震断层滑动的反演研究。随着大地测量及其他新技术的不断发展,越来越多的观测数据从不同的角度对地震断层的反演起到了约束作用,联合反演越来越受到学者的重视。但是参与联合反演(或单一观测反演)的观测数据的类型、数据的分布将直接影响着数据对断层滑动的分辨能力,进而影响反演结果;同时,观测数据的误差也影响反演结果。然而,现有研究一般通过预测数据与观测数据的符合程度来评价反演结果,本文则以日本地震的模拟和观测数据为例,研究模型分辨率、观测数据误差对反演结果不确定性的影响。 本文首先模拟全区域和日本岛同震水平位移、垂直位移与重力变化数据,分别进行断层滑动量的反演试验,与设计模型进行比较评估反演误差,并通过模型分辨率定量分析三者在反演中分辨断层滑动的本领。试验表明,当使用全区域模拟观测,水平位移、垂直位移与重力变化数据都能很好的约束断层滑动量的反演,但水平位移的反演误差相对都要优于其他两种数据,在走向上尤为明显,误差仅为此二者的一半。此外,三种数据在对倾向滑动的分辨能力基本一致,但水平位移表现总体占优,特别在对走向滑动的分辨能力上,垂直位移和重力变化十分相似且对断层滑动模型的分辨能力都小于0.4,而水平位移在0-20km深度上的分辨能力明显更好。当使用日本岛模拟观测,根据三种观测量的反演结果具有更大的不确定性,特别是垂直位移和重力变化观测的反演结果受数据分布影响更显著。 其次,利用上述模拟数据进行两两联合反演的试验。通过模型粗糙度与数据拟合程度曲线确定各种联合数据在联合反演中的相对权重,并分别进行反演工作。结果显示,联合反演结果均优于独立反演;联合反演提高了数据对断层倾向滑动的分辨能力,在浅部断层尤为显著;垂直位移与重力变化的联合反演不能从本质上改善对断层走向滑动的分辨本领;水平位移结合重力变化数据进行联合反演的断层滑动误差最小。 最后,利用日本大地震前后日本岛实测GPS数据反演同震断层滑动量,同时加入海底GPS观测数据后也进行了反演。结果表明,日本陆地GPS观测并不能很好的约束断层滑动的反演工作,对断层浅部分辨能力较差;加入了海底GPS观测数据的反演结果对断层破裂量集中的35200km2范围内的精度有着明显改善,数据对模型的分辨能力从0.15提高到0.37,绝对精度提高了约25%,相对精度提高了41%。研究还表明,模型分辨率对断层滑动量估计不确定性的影响远远大于观测误差的影响。