基于地统计学和GIS的太湖典型地区土壤属性制图研究--以土壤全氮制图为例
土壤学复习
名词解释土壤：陆地表面由矿物质、有机物质、水、空气和生物组成，具有肥力，能生长绿色植物的未固结层(疏松表层)土壤圈：是覆盖于地表和浅水域底部的土壤所构成的一种连续体或覆盖层，它是地圈系统的重要组成部分。
土壤剖面：由若干成土过程形成的土层从地表面至母质的垂直面。
土壤肥力：指土壤经常地适时适量地供给并协调植物生长发育所需要的水分、养分、空气、温度、扎根条件和无毒害物质的能力。
粘土矿物：组成粘粒的次生矿物叫粘土矿物。
层状的硅酸盐矿物和氧化物类。
前者是晶型矿物，后者有晶型的，也非晶型的。
原生矿物：指那些经过不同程度的物理风化，未改变化学组成和结晶结构的原始成岩矿物。
次生矿物：由原生矿物分解转化而成的。
四面体：硅氧四面体硅酸盐矿物的最基本的结构单位，硅氧四面体可以共用氧原子而形成一层，氧原子排列成为中空的六角形，称硅氧片或硅氧层。
八面体：由六个氧原子环绕着一个中心铝离子排列而成，氧原子排列成两层，铝原子居于两层中心孔穴内。
同晶替代：是指组成矿物的中心离子被电性相同、大小相近的离子所替代而晶格构造保持不变的现象。
土壤有机质：存在于土壤中的所有含碳的有机物质。
包括土壤中各种动物、植物残体，微生物体及其分解和合成的各种有机化合物。
土壤腐殖质：是经土壤微生物作用后，由芳香族有机化合物和含氮化合物缩合成的一类复杂的高分子有机物，呈酸性，颜色为褐色或暗褐色。
腐殖化过程：土壤有机质在微生物作用下，把有机质分解产生的简单有机化合物及中间产物转化成更复杂的、稳定的、特殊的高分子有机化合物的过程，称为腐殖化过程。
矿化过程：土壤有机质在土壤微生物及其酶的作用下，分解成简单的无机化合物的过程。
土壤质地：按照土壤中不同粒级土粒的相对比例(土壤机械组成的差异)把土壤分成若干组合，每一组合即为一种土壤质地。
C/N：有机质中有机碳和有机氮的重量比。
激发作用：土壤中加入新鲜有机物质会使土壤原有有机质矿化速率加快（正激发）或变慢（负激发）的效应土壤密度：单位容积固体土粒( 不包括粒间孔隙) 的质量。
土壤退化研究的进展与趋向论文
土壤退化研究的进展与趋向论文土壤退化研究的进展与趋向论文提要定义了土壤退化的概念，分析了全球及我国土壤退化概况，总结了土壤退化的研究进展，最后提出了土壤退化科学的研究方向。
关键词土壤退化；概况；进展；方向鉴于土壤及土地退化对全球食物安全、环境质量及人畜健康的负面影响日益严重的现实，从土壤圈与地圈—生物圈系统及其它圈层间的相互作用的角度研究土壤退化，特别是人为因素诱导的土壤退化的发生机制与演变动态、时空分布规律及未来变化预测与恢复重建对策，已成为研究全球变化的最重要的组成部分，并将继续成为21世纪国际土壤学、农学及环境科学界共同关注的热点问题。
但是，迄今为止，有关土壤退化的许多理论问题及过程机理尚不清楚，还没有公认的或统一的土壤退化指标和定量化评价方法[1]。
因此，及时了解国际土壤退化研究的最新动向，并结合我国实际创造性地开展该领域的研究工作，具有重要的学术价值和现实生产意义。
1土壤退化的概念土壤退化(Soildegradation)是指在各种自然，特别是人为因素影响下所发生的导致土壤的农业生产能力或土地利用和环境调控潜力，即土壤质量及其可持续性下降（包括暂时性的和永久性的）甚至完全丧失其物理的、化学的和生物学特征的过程，包括过去的、现在的和将来的退化过程，是土地退化的核心部分。
土壤质量(Soilquality)则是指土壤的生产力状态或健康(Health)状况，特别是维持生态系统的生产力和持续土地利用及环境管理、促进动植物健康的能力[2]。
土壤质量的核心是土壤生产力，其基础是土壤肥力。
土壤肥力是土壤维持植物生长的自然能力，它一方面是五大自然成土因素，即成土母质、气候、生物、地形和时间因素长期相互作用的结果，带有明显的响应主导成土因素的物理、化学和生物学特性；另一方面，人类活动也深刻影响着自然成土过程，改变土壤肥力及土壤质量的变化方向。
因此，土壤质量的下降或土壤退化往往是一个自然和人为因素综合作用的动态过程。
地表高程剖面特征及其在起伏度分析中的应用--以平行岭谷区华蓥市为例
地表高程剖面特征及其在起伏度分析中的应用--以平行岭谷区华蓥市为例白雷超;陈珂;罗明良;林叶彬;周申立【摘要】In view of the problem that the suitable window size of the relief based on the high resolution and the small area is uncertain,the multi-scale feature of the typical profile of surface elevation is proposed,and then the method of application adaptability in the determination of the suitable window size is explored.In this paper,ASTER GDEM is used as the basic data source,and the study area is located in parallelism range-gorge in eastern parts of Sichuan province.Based on ArcGIS,two typical elevation profiles are interpolated.The results show that there are two peak values in the windows range of 20 ~27 (600~810 m)and in 42 ~46 (1 260 ~ 1 380 m)while 30 m and 90 m resolution DEMs are used to extract the relief by neighborhood analysis and the suitable window size are 27×27(810 m)and 17 ×17(1 530 m)with areas 0.65 km2 and 2.34 km2 which is close to the result of wavelet analysis.We recommend that 90 m resolution DEMs will get the better depiction of the regional relief.The experiment also shows that the critical scales of elevation profiles can be used in the relief amplitude.%针对确定高分辨率、小区域地形起伏度最佳求算区域中存在的不确定性，提出了分析地表高程典型剖面的多尺度特征，继而探索其在确定最佳求算区域中的应用适应性的方法。
蒙古高原土壤水分时空格局演变特征分析
NDVI)、陆地水储量异常(
TWSA)、土壤质地、地形 等 不
同环境因子的影响。[结果](
1)2000—2020 年蒙古高原土壤水分整体呈东北高、西南低的分布特征。 土 壤 水 分 由 浅
至深呈先增加再减少的趋势,且仅深层土壤水分(
100—289cm)变化趋势显著。(
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收稿日期:
修回日期:
2023
04
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2023
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资助项目:国家自然科学基金(
42101030,
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20224016032@ma
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通信作者:罗敏(
1990—),女,山东邹城人,博士,副教授,主要从事水文水资源和遥感与地理信息系统研究。E-ma
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n@imnu.
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不同速度登山的能耗分析与研究--以南京市紫金山为例
不同速度登山的能耗分析与研究--以南京市紫金山为例孙强;孙飙【摘要】目的：研究在不同速度下登山的能耗特点，探索不同速度登山与能耗之间的量效关系。
方法：测试12名志愿者分别沿着两条不同登山道用慢速、中速两种速度登紫金山，获得相关生理数据。
结果：（1）沿中山书院登山道慢速登山的能耗为（310.28±49.33） kcal，中速为（336.91±51.09） kcal。
（2）沿范鸿仙墓登山道慢速登山的能耗为（421.32±55.60） kcal，中速能耗为（432.95±60.55） kcal。
结论：（1）两种速度沿同一条登山道登山的总能耗没有差异。
（2）同一种速度沿范鸿仙墓登山道登山的总能耗均高于中山书院登山道的能耗。
（3）分别建立登山总能耗预测方程即：中山书院登山道能耗预测方程为y（ kcal）＝160.629＋3.609*体重（kg）－41.699*性别（r2＝0.86）；范鸿仙墓登山道能耗预测方程为y （ kcal ）＝686.2921.819*体重（ kg）－116.434*性别（ r2＝0.81）；性别：男为1，女为2。
%Purpose:To study the energy consumption char⁃acteristics of climbing the mountain with different speeds among college students,set up the quantity⁃effect relation⁃ship between different speeds and energy consumption;when climbing the mountain. Method:Choose 12 college students climb Purple Mountain along two typical moun⁃taineering ways and get the relevant parameters of the en⁃ergy consumption. Results:( 1 ) When climbing Purple Mountain along the Zhongshan Academy mountaineering way with a slow speed,the energy consumption is(310.28 ± 49.33 kcal ) , and the energy consumption is ( 336.91 ± 51.09 kcal) with a medium speed. (2) when climbing Purple Mountain along the Fan HongXian Tomb moun⁃taineering way with a slowspeed,the energy consumption is(421.32 ± 55.60 kcal) ,and the energy consumption is (432.95 ± 60.55 kcal) with a medium speed;Conclu⁃sions:(1) There is no difference in total energy consump⁃tion when climbing the mountain along the same route with a slow or medium speed. ( 2 ) The total energy con⁃sumption of climbing the mountain with the same speed a⁃long the Fan HongXian Tomb mountaineering way is high⁃er than that along the Zhongshan Academy mountaineering way. (3) Establish multiple regression equation of energy consumption:energy consumption of Zhongshan Academy mountaineering way=160.629 +3.609 weight ( kg ) -41.699*sex ( r2 = 0.86 ) energy consumption of Fan HongXian Tomb mountaineering way: y = 686.292 1.819*weight ( kg ) -116.434*sex ( r2=0.81 ) sex:male is 1,female is 2.【期刊名称】《南京体育学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】5页(P25-29)【关键词】登山;便携式心肺功能仪;能量消耗【作者】孙强;孙飙【作者单位】南京体育学院，江苏南京210014;南京体育学院，江苏南京210014【正文语种】中文【中图分类】G8811 引言近年来登山是一种被广泛推荐的健身方法，在科学健身意识日渐深入人心的今天，有必要深入研究紫金山登山能耗水平，更科学的评价登山运动负荷，从而指导广大市民科学健身。
基于可达性分析的游憩服务流与服务级联研究———以秦皇岛碣石山风景区为例
㊀第２２卷㊀第２期２０２４年４月中㊀国㊀城㊀市㊀林㊀业ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎｅｓｅＵｒｂａｎＦｏｒｅｓｔｒｙＶｏｌ ２２㊀Ｎｏ ２Ａｐｒ ２０２４基于可达性分析的游憩服务流与服务级联研究∗以秦皇岛碣石山风景区为例李光子１ꎬ２㊀蔡㊀君２１㊀北京工业职业技术学院㊀北京㊀１０００４２２㊀北京林业大学园林学院㊀北京㊀１０００８３㊀收稿日期:２０２３－０３－０７∗基金项目:科学考察研究项目:第二次青藏高原综合科学考察研究资助(２０１９ＱＺＫＫ１００５)㊀第一作者:李光子(１９９２－)ꎬ女ꎬ博士ꎬ讲师ꎬ研究方向为生态系统服务ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｌｉ＿ｇｕａｎｇｚｉ＠１６３ ｃｏｍ㊀通信作者:蔡君(１９６５－)ꎬ女ꎬ博士ꎬ教授ꎬ研究方向为游文化与旅游规划ꎮＥ－ｍａｉｌ:ａｍｕｒｅｎｓｉｓ＠１６３ ｃｏｍ摘要:理解游憩服务流动机制与服务级联对于实现生态系统服务与社会福祉协同提升具有促进作用ꎮ文章在明确游憩服务流与服务级联产生机制的基础上ꎬ提出游憩服务级联模式ꎬ即以游憩资源－服务潜力－游憩服务－使用者受益－福祉形成５个阶段来理解从游憩服务供给到人类福祉的过程ꎻ应用成本距离法和栅格耗费距离法ꎬ结合问卷调查与可达性和人口密度分析ꎬ对秦皇岛市碣石山风景区的市域尺度和区域尺度游憩服务流形态特征和流动机制进行研究ꎬ结果表明:不同空间尺度上的服务流模式主要有３种ꎬ即碣石山 秦皇岛模式ꎬ通过田园观光等游憩服务提供身心放松等最直接的收益形式ꎻ碣石山 秦皇岛 京津冀模式ꎬ作用于从身心健康到自我实现各个层级的福祉ꎻ碣石山 京津冀模式ꎬ以放松解压㊁锻炼身体为主要的游客受益形式ꎮ关键词:游憩服务流ꎻ服务级联ꎻ生态系统文化服务ꎻ风景区可达性ꎻ碣石山ＤＯＩ:１０.１２１６９/ｚｇｃｓｌｙ.２０２３.０３.０７.０００１ＦｌｏｗａｎｄＣａｓｃａｄｅｏｆＲｅｃｒｅａｔｉｏｎＳｅｒｖｉｃｅｓＢａｓｅｄｏｎＡｃｃｅｓｓｉｂｉｌｉｔｙＡｎａｌｙｓｉｓ:ＡＣａｓｅＳｔｕｄｙｏｆＱｉｎｈｕａｎｇｄａｏ ｓＪｉｅｓｈｉＭｏｕｎｔａｉｎＳｃｅｎｉｃＳｐｏｔＬｉＧｕａｎｇｚｉ１ꎬ２㊀ＣａｉＪｕｎ２(１ ＢｅｉｊｉｎｇＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＣｏｌｌｅｇｅꎬＢｅｉｊｉｎｇ１０００４２ꎬＣｈｉｎａꎻ２ 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研究区概况碣石山风景区(１１９ ０４ １１９ ２５Ｅꎬ３９ ６８ ３９ ８１Ｎ)位于秦皇岛市昌黎县北部㊁卢龙县东南以及抚宁区西南ꎬ距离渤海海岸线１５ｋｍꎬ总面积３４９ ７ｋｍ２ꎬ是秦皇岛市空间结构中山海走廊发展轴的重要节点ꎮ３７㊀㊀㊀㊀中㊀国㊀城㊀市㊀林㊀业㊀第２２卷秦皇岛市以滨海度假休闲为核心游憩资源ꎬ对北京㊁天津㊁唐山等城市的依赖性较强ꎬ主要景区与北京㊁天津等主要客源地的可进入性强ꎬ但作为重要旅游目的地的中介能力较差[２３]ꎬ由核心游憩资源向周边次级资源流动的势能较大(图２)ꎮ图２㊀京津冀旅游流向示意２㊀研究方法２ １㊀游憩服务级联模式构建构建游憩服务级联模式有助于识别生态系统的功能㊁服务特征及其与社会系统的整合[１２]ꎮ结合生态系统服务㊁人类福祉和旅游流理论ꎬ本研究提出游憩服务级联(ｃａｓｃａｄｅ)模式(图３)ꎬ将风景区游憩服务到人类福祉形成的过程分为游憩资源－服务潜力－游憩服务－使用者受益－福祉形成５个阶段ꎮ基础阶段是游憩资源及其潜在服务能力的识别ꎬ接下来是使用者偏好引导的游憩服务实现ꎬ再通过有目的的服务流动引发使用者在风景区的体验ꎬ导致个人和社会福祉的增进[２４－２６]ꎮ级联形成后ꎬ游憩服务的受益支撑着风景区的发展规划和决策ꎬ形成正反馈机制ꎬ推动游憩服务的正向持续流动ꎮ图３㊀游憩服务级联模式２ ２㊀可达性分析在探讨游憩服务流的研究中ꎬ流向和时间因素是常见的考量要素ꎮ本研究以基于用时的可达性分析为框架ꎬ通过可达性的维度来体现服务流的流向和时间ꎬ流量通过统计数据结合问卷调查结果得出ꎮ首先通过问卷调查得到游客客源地和景点停留情况ꎬ然后结合可达性分析ꎬ选择最短时间路径作为服务流路径ꎬ对碣石山地区游客游憩服务流现状进行分析ꎬ最后根据人口密度与城市特征提出潜在服务受益区与潜在游憩服务流(流势)ꎮ可达性分析分别采用成本距离法和栅格耗费距离法[２７－２８]ꎮ从京津冀范围来看ꎬ北京㊁天津㊁承德等主要城市均可在３ｈ内到达碣石山地区(图４Ａ)ꎬ碣石山可作为京津冀的周末短途游目的地ꎮ由图４Ｂ可知ꎬ秦皇岛市南部大部分地区可以在１５ｍｉｎ内到达碣石山地区ꎬ而秦皇岛市中心也可以在３０ｍｉｎ内到达ꎮ结合秦皇岛市人口密度分布ꎬ人口集中的地区基本都可以在３０ｍｉｎ内到达ꎬ因此碣石山地区可达性较好ꎬ适合作为市内短途旅游目的地ꎮ２ ３㊀问卷调查基于前文提出的游憩服务级联模式进行问卷设计ꎬ内容分为３部分:第１部分是旅游方式与目的地基本情况调查ꎬ包括旅游次数㊁停留天数㊁旅游方式㊁参加的活动等ꎻ第２部分是游客福祉测量ꎬ问题设置遵循人类需求层级理论ꎬ使用对公众更易理解和接受的语言进行分类与表述ꎬ主要通过本次旅游对身心健康的影响㊁对当地环境安全的感知㊁旅行收获等进行评价ꎬ同时按照同意程度从１~５打分(１为非常不同意ꎬ５为非常同意)ꎻ第３部分是被调查者的人口和社会统计学特征ꎬ包括年龄㊁性别㊁学历㊁收入等基本信息ꎮ４７㊀第２期㊀李光子㊀蔡㊀君:基于可达性分析的游憩服务流与服务级联研究㊀㊀图４㊀碣石山对于京津冀游客可达性分布图(Ａ)和碣石山对于秦皇岛市游客可达性分布图(Ｂ)㊀㊀问卷实施地主要集中在游客比较集中的昌黎县城和葡萄沟(包括西山场村㊁湾里村㊁条子峪村)ꎬ时间为２０１８年９月ꎮ调查随机选取４００位１２岁以上游客作为有效样本ꎬ共发出问卷４００份ꎬ回收问卷３８７份ꎬ其中有效问卷３６２份ꎬ有效率９３ ５％ꎮ将采集到的问卷数据录入到ＳＰＳＳ２５ ０软件中进行因子分析㊁相关性分析和主成分分析ꎬ确定游客福祉与碣石山生态系统游憩服务的级联模式ꎮ３㊀结果与分析碣石山地区的本地旅游市场主要是指秦皇岛市和以秦皇岛为旅游目的地的外地旅游者经秦皇岛或北戴河集散延伸来本区域的旅游市场ꎬ但两者在旅游行为㊁服务流向等都存在一定差别ꎬ因此要将二者进行区分ꎮ首先ꎬ统计游客常住地ꎬ游客常住地中约４０％来自秦皇岛市ꎬ５２％来自京津冀其他地区ꎬ８％来自其他它省市ꎮ其次ꎬ考虑到北戴河是秦皇岛市的核心旅游资源ꎬ游客同时游览了北戴河说明秦皇岛市为一级旅游目的地ꎬ筛选出来自京津冀其他地区的个案对 是否游览和停留过北戴河或东部黄金海岸片区 进行统计ꎬ二者皆为否的比例为４７％ꎮ因此可以初步估计直接游览碣石山地区的京津冀其他地区游客占比约２４％ꎬ碣石山作为次级旅游目的地ꎬ通过秦皇岛市吸引京津冀其他地区游客占比约２８％ꎬ比例超过了直接吸引ꎮ将秦皇岛市直接形成的服务流㊁京津冀地区通过秦皇岛市形成的服务流和京津冀地区直接形成的服务流分别进行服务流空间结构制图ꎮ３ １㊀市域尺度:碣石山 秦皇岛游憩服务流秦皇岛市游客的游憩服务流空间结构可以直接通过可达性筛选出的用时最短路径和人口密度确定ꎮ由图５可知ꎬ整体空间结构比较清晰ꎬ最主要的服务受益区位于秦皇岛市区ꎬ交通方式以自驾居多ꎬ游客可以通过３条路径流向碣石山地区ꎬ其中用时最短路径为２０５国道ꎬ３０ｍｉｎ可以到达ꎻ此外ꎬ可以通过沿海的３６５省道ꎬ经由黄金海岸到达ꎮ碣石山地区对秦皇岛市区游客提供的游憩服务主要包括田园观光㊁采摘㊁爬山等ꎬ多为周末短途一日二日游ꎬ其中身心放松㊁活动身体㊁乡村体验为最直接的受益形式ꎬ所使用的游憩资源较为集中ꎬ如葡萄沟㊁葡萄小镇㊁柳河山谷ꎮ３ ２㊀区域尺度:碣石山 秦皇岛 京津冀游憩服务流㊀㊀作为京津冀东部边缘城市ꎬ秦皇岛市的游客流主要来自西部ꎬ以北京和天津为主要的服务受益区ꎬ唐山和承德为次要服务受益区(图６)ꎮ石５７㊀㊀㊀㊀中㊀国㊀城㊀市㊀林㊀业㊀第２２卷图５㊀碣石山秦皇岛游憩服务流图６㊀碣石山 秦皇岛 京津冀游憩服务流家庄㊁沧州㊁保定空间距离最远ꎬ高铁和高速都需经由天津和唐山到达秦皇岛市ꎬ受益区规模更小ꎮ碣石山地区对京津冀通过秦皇岛市提供的游憩服务以休闲度假㊁健身康养㊁田园观光为主ꎬ作用于从身心健康到自我实现各个层级的福祉ꎮ碣石山地区作为次级旅游目的地承接秦皇岛的休闲度假客流ꎬ丰富秦皇岛的旅游产品谱系ꎮ３ ３㊀区域尺度:碣石山 京津冀游憩服务流由于碣石山风景区的优势资源为山岳和田园风光ꎬ对城市游客吸引力较强ꎬ因此游憩服务受益区位置主要为各个城市的市区ꎮ京津冀地区直接形成的服务流与通过秦皇岛市形成的服务流存在一定差别ꎮ图７表明ꎬ碣石山地区位于这些城市流向秦皇岛市的连接区ꎬ区位优势明显ꎮ通过游客问卷分析可知ꎬ对于碣石山的游憩服务供给区来说ꎬ北京㊁天津㊁唐山的服务受益区规模相近ꎬ这些城市到达碣石山地区的时间在１２０~１８０ｍｉｎ(表１)ꎮ放松解压㊁锻炼身体㊁社会交往等为主要的游客受益形式ꎮ图７㊀碣石山 京津冀游憩服务流３ ４㊀碣石山风景区游憩服务级联碣石山在游憩资源－服务潜力－游憩服务－使用者受益－福祉形成的游憩服务级联模式(图８)中:游憩资源为碣石山现有的物质资源基础ꎬ如碣石山山体㊁葡萄沟㊁农田㊁乡村建筑等ꎻ服务潜力即这些物质基础所提供的游憩价值ꎬ如山林自然风光㊁乡村田园风光等ꎻ游憩服务为游客在区域内进行的游憩活动ꎬ如观光㊁休闲㊁采摘㊁徒步等ꎻ使用者受益即游客通过游憩活动得到了身心放松㊁身体锻炼㊁独特的乡村体验等ꎻ最后形成人类福祉的４个维度ꎮ每个阶段都在前一个阶段的基础上形成ꎬ前２个阶段在游憩服务供给６７㊀第２期㊀李光子㊀蔡㊀君:基于可达性分析的游憩服务流与服务级联研究㊀㊀表１㊀３种游憩服务流模式对比游憩服务流模式尺度范围服务受益区交通方式抵达时间/ｍｉｎ游憩方式受益形式碣石山 秦皇岛游憩服务流市域尺度秦皇岛市区自驾３０~４５田园观光㊁采摘㊁爬山等身心放松㊁活动身体㊁乡村体验碣石山 秦皇岛 京津冀游憩服务流区域尺度北京和天津为主ꎬ唐山和承德次之火车㊁自驾１５０~２４０休闲度假㊁健身康养㊁田园观光等从身心健康到自我实现各个层级碣石山 京津冀游憩服务流区域尺度北京㊁天津㊁唐山高铁㊁自驾１２０~１８０康养度假㊁品尝新鲜果蔬等放松解压㊁锻炼身体㊁社会交往方内进行ꎬ后２个阶段在游憩服务受益方内进行ꎮ游憩服务作为连接供给方与受益方的关键ꎬ通过实际产生的游憩服务流带动游憩服务级联的形成ꎬ服务流的类型在空间上为有方向性的使用者到达ꎬ在级联框架内部构成一个双向流ꎬ表现出两个系统之间的转换关系ꎮ图８㊀碣石山游憩服务级联模式４㊀讨论山岳风景区通常因其优越的自然性而被人们开发了大量以自然为基础的游憩活动ꎬ包括登山㊁越野㊁骑行㊁徒步㊁观鸟等ꎬ多数情况下ꎬ具有审美吸引力的山岳景观提高了这些娱乐的潜力价值ꎮ游憩服务的认知与利用ꎬ有利于社会经济发展ꎬ但可能会对生态系统产生一定影响ꎬ这种影响在山岳地区更为显著[２９]ꎬ建设用地的增加侵占了自然生态系统和半自然生态系统空间[３０]ꎬ旅游开发对山岳景观的改变也会影响到关键生态系统服务的供应[３１]ꎮ个体和地方组织无法应对旅游开发给生态系统带来的负面影响ꎬ需要政府和相关政策的支持来保证生态系统服务供应的可持续性ꎮ生态系统服务研究框架已经开始应用于风景区管理当中ꎬ并为环境治理提供新的方法参考[３２]ꎮ本研究以定量结合定性研究ꎬ以图形的方式表达游憩服务流的流动形态ꎬ并提出游憩服务级联模型ꎮ图形表达可以直观体现服务从受益区向供给区流动的流量㊁流向㊁距离㊁耗时ꎬ明确游憩服务供需匹配和空间分布ꎬ可以反映景观的游憩价值和福祉效益ꎮ游憩服务级联模式描述了游憩结构和功能如何影响服务传递ꎬ进而影响人类福祉的提供和获取ꎬ为研究游憩服务内部机制和外部价值提供借鉴ꎮ５㊀结论游憩服务级联模式将风景区游憩服务到人类福祉形成的过程分为游憩资源－服务潜力－游憩服务－使用者受益－福祉形成５个阶段ꎮ游憩资源㊁服务潜力和游憩服务在服务供给方内形成ꎬ游憩服务㊁使用者受益和福祉形成在服务受益方内形成ꎬ由于游憩服务流呈现明显的非原位供给特征ꎬ并具有方向性的使用者到达ꎬ因此游憩服务阶段成为连接游憩资源过程与人类福祉的重要桥梁ꎮ碣石山风景区的３种游憩服务流模式分别为碣石山 秦皇岛㊁碣石山 秦皇岛 京津冀㊁碣石山 京津冀ꎮ碣石山风景区对秦皇岛市区游客提供的游憩服务主要包括田园观光㊁采摘㊁爬山等ꎬ多为周末短途游ꎬ身心放松㊁活动身体㊁乡村体验为最直接的受益形式ꎻ碣石山风景区对京津冀地区通过秦皇岛市提供的游憩服务以休闲度假㊁健身康养㊁田园观光为主ꎬ作用于从身心健康到自我实现各个层级的福祉ꎻ京津冀地区直接形成的服务流与通过秦皇岛市形成的服务流存在一定差别ꎬ对于碣石山的游憩服务供给区来说ꎬ北京㊁天津㊁唐山的服务受益区规模相近ꎬ放松解压㊁锻炼身体㊁品尝新鲜果蔬等为主要的游客受益形式ꎮ参考文献[１]ＳＥＲＮＡ￣ＣＨＡＶＥＺＨＭꎬＳＣＨＵＬＰＣＪＥꎬＶＡＮＢＯＤＥＧＯＭＰＭꎬｅｔａｌ.Ａｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｆｒａｍｅｗｏｒｋｆｏｒａｓｓｅｓｓｉｎｇｓｐａｔｉａｌｆｌｏｗｓｏｆｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｓ[Ｊ].ＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＩｎｄｉｃａｔｏｒｓꎬ２０１４ꎬ３９:２４－３３.７７㊀㊀㊀㊀中㊀国㊀城㊀市㊀林㊀业㊀第２２卷[２]王嘉丽ꎬ周伟奇.生态系统服务流研究进展[Ｊ].生态学报ꎬ２０１９ꎬ３９(１２):４２１３－４２２２.[３]ＢＡＧＳＴＡＤＫＪꎬＪＯＨＮＳＯＮＧＷꎬＶＯＩＧＴＢꎬｅｔａｌ.Ｓｐａｔｉａｌｄｙｎａｍｉｃｓｏｆｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓｅｒｖｉｃｅｆｌｏｗｓ:ａｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅａｐｐｒｏａｃｈｔｏｑｕａｎｔｉｆｙｉｎｇａｃｔｕａｌｓｅｒｖｉｃｅｓ[Ｊ].ＥｃｏｓｙｓｔｅｍＳｅｒｖｉｃｅｓꎬ２０１３ꎬ４:１１７－１２５. 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CAP方法反演震源机制的误差分析_以胶东半岛两次显著中等地震为例
第５８卷第２期２０１５年２月地 球 物 理 学 报ＣＨＩＮＥＳＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＧＥＯＰＨＹＳＩＣＳＶｏｌ．５８，Ｎｏ．２Ｆｅｂ．，２０１５郑建常，林眉，王鹏等．２０１５．ＣＡＰ方法反演震源机制的误差分析：以胶东半岛两次显著中等地震为例．地球物理学报，５８（２）：４５３－４６２，ｄｏｉ：１０．６０３８／ｃｊｇ２０１５０２０９．Ｚｈｅｎｇ Ｊ Ｃ，Ｌｉｎ Ｍ，Ｗａｎｇ Ｐ，ｅｔ ａｌ．２０１５．Ｅｒｒｏｒ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ｆｏｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｆｒｏｍ ＣＡＰ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ：Ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ ｏｆ ２ｍｏｄｅｒａｔｅ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ ｉｎ Ｊｉａｏｄｏｎｇ Ｐｅｎｉｎｓｕｌａ．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ），５８（２）：４５３－４６２，ｄｏｉ：１０．６０３８／ｃｊｇ２０１５０２０９．ＣＡＰ方法反演震源机制的误差分析：以胶东半岛两次显著中等地震为例郑建常，林眉，王鹏，徐长朋山东省地震局，济南 ２５００１４摘要 利用区域波形数据使用ＣＡＰ方法反演中强地震的震源机制正逐渐得到广泛应用．本文以胶东半岛近期发生的两次显著中等地震为例，讨论了使用ＣＡＰ方法反演震源机制时的误差估计，展示了反演结果的不确定性分析过程．２０１３年１１月２３日和２０１４年１月７日在山东莱州和乳山分别发生了Ｍ４．６和Ｍ４．３级中等地震，两次事件均造成了较大影响．我们基于ＣＡＰ方法，使用自助抽样（ｂｏｏｔｓｔｒａｐ）技术多次重复反演过程，得到大样本量的震源机制解数据；基于这些数据，使用粒子群算法和聚类分析技术给出了优化解，估计了震源机制解的误差范围，并利用震源机制解的Ｐ、Ｔ轴给出了震源球上的概率密度分布．关键词 莱州地震；乳山地震；波形反演；聚类分析；不确定性ｄｏｉ：１０．６０３８／ｃｊｇ２０１５０２０９中图分类号 Ｐ３１５收稿日期２０１４－０２－２７，２０１４－０７－２４收修定稿基金项目 国家科技支撑计划项目（２０１２ＢＡＫ１９Ｂ０４－０１－０５）、山东省自然科学基金（ＺＲ２０１２ＤＱ００６）及中国地震局监测预报司震情跟踪工作专项（２０１４０２０１０３）资助．作者简介 郑建常，１９７８年生，山东临清人，副研，２０１１年于中国地震局地球物理研究所获博士学位，主要从事地震活动性及数字地震学研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｊｃｍａｉｌ＠ｙｅａｈ．ｎｅｔＥｒｒｏｒ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ｆｏｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｆｒｏｍ ＣＡＰ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ：Ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ ｏｆ ２ｍｏｄｅｒａｔｅ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ ｉｎ Ｊｉａｏｄｏｎｇ ＰｅｎｉｎｓｕｌａＺＨＥＮＧ Ｊｉａｎ－Ｃｈａｎｇ，ＬＩＮ Ｍｅｉ，ＷＡＮＧ Ｐｅｎｇ，ＸＵ Ｃｈａｎｇ－ＰｅｎｇＥａｒｔｈｑｕａｋｅ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｊｉ′ｎａｎ ２５００１４，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ Ａｓ ａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｆｏｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ，ＣＡＰ（Ｃｕｔａｎｄ Ｐａｓｔｅ）ｉｓ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ．Ｉｔｓ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｅｒｒｏｒ ｌｅｖｅｌ ｎｅｅｄ ｔｏ ｂｅ ｅｖａｌｕａｔｅｄｆｏｒ ｓｕｃｈ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ａｒｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ ｒｅｔｒｉｅｖｅｄ．Ｏｎ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ｈａｎｄ，ｗｈｅｎ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ＣＡＰ ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｏｓｅ ｐｈａｓｅｓ ｗｈｉｃｈ ｆｉｔｔｅｄ ｗｅｌｌ ａｒｅ ｕｓｕａｌｌｙ ｃｈｏｓｅｎ ｆｏｒ ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ｐｈａｓｅｓ ｗｈｉｃｈ ａｒｅｔｈｏｕｇｈｔ‘ｂａｄ’ｏｒ ｆｉｔｔｅｄ ｎｏｔ ｓｏ ｇｏｏｄ ａｒｅ ｉｇｎｏｒｅｄ．Ｉｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｔａｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ ｗｉｌｌ ｌｅａｄ ｔｏ ｖａｒｉｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｉｔｈ ｕｎｎｅｇｌｅｃｔａｂｌｅ ｄｉｓｃｒｅｐａｎｃｉｅｓ．Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｌｙ ｓｐｅａｋｉｎｇ，ｉｎａ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ，ｔｈｉｓ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌｌｙ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗｉｌｌ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓ ｉｎ ｆｉｎａｌｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ｓｔａｔｕｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｂｅｃａｕｓｅｔｈｅ ｇｒｉｄ ｓｅａｒｃｈ ｓｃｈｅｍｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ＣＡＰ ｍｅｔｈｏｄ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｎｏｔ ｅｖｅｎｌｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｏｎ ｆｏｃａｌ ｓｐｈｅｒｅ，ｗｅ ｃａｎ ｎｏｔ ｇｉｖｅ ａ ｃｏｎｖｉｎｃｉｎｇ ｐｒｏｏｆ ｔｏ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅ ｔｈａｔ ｗｈｅｔｈｅｒ ｔｈｅ ｃａｕｓｅ ｏｆ ｂａｄｌｙ－ｆｉｔｔｅｄ ｗａｖｅｆｏｒｍｓｃｏｍｅｓ ｆｒｏｍ ｄａｔａ ｅｒｒｏｒ ｏｒ ｆｒｏｍ ｕｎ－ｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ ｓｅａｒｃｈｅｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ．Ｔｗｏ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ ｏｆ Ｍ４．６ａｎｄ Ｍ４．３ｏｃｃｕｒｒｅｄ ｉｎ Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｐｅｎｉｎｓｕｌａ ｏｎ ２３Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ２０１３地球物理学报（Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．）５８卷 ａｎｄ ７Ｊａｎｕａｒｙ ２０１４，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ｆｏｒｍｅｒ ｉｓ ｔｈｅ ｌａｒｇｅｓｔ ｅｖｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ Ｓｈａｎｄｏｎｇ ａｒｅａ ｓｉｎｃｅ１９９５．Ｆｏｒ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ，ｗｅ ｌａｂｅｌ ｔｈｅ ｆｏｒｍｅｒ ｅｖｅｎｔ ａｓ ｔｈｅ Ｌａｉｚｈｏｕ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｌａｔｔｅｒ ａｓ ｔｈｅＲｕｓｈａｎ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅｉｒ ｅｐｉｃｅｎｔｅｒｓ．Ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅｓｅ ｔｗｏ ｅｖｅｎｔｓ ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｅｒｒｏｒ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｆｏｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ＣＡＰ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒａｌｓｏ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ａｎ ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ．Ｂｒｉｅｆｌｙ，ａ ｂｏｏｔｓｔｒａｐ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｓ ａｄｏｐｔｅｄ，ｗａｖｅｆｏｒｍｓ ａｒｅ ｒａｎｄｏｍｌｙ ｓａｍｐｌｅｄ ｗｉｔｈ ｅｑｕａｌｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｆｒｏｍ ｏｒｉｇｉｎ ｄａｔａｓｅｔ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｕｓｅｄ ａｓ ｄａｔａ ｆｏｒ ａ ｒｅｐｅａｔｉｎｇ ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ．Ａｆｔｅｒ ａｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｉｎｖｅｒｓｉｏｎｓ，ｅ．ｇ．，１０００ｔｉｍｅｓ，ｗｅ ｆｉｎａｌｌｙ ｇｅｔ ｂｏｏｔｓｔｒａｐ ｒｅｓｕｌｔｓ ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ １０００ｆｏｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅｓｅ ｆｏｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ，ｗｅ ｃｏｎｄｕｃｔ ｔｈｅ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｗｏｒｋ．（１）Ｗｅ ｅｍｐｌｏｙ ａ ＰＳＯ（ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｗａｒｍ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ）ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｔｏ ｓｅａｒｃｈ ａ ｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｏｆ ｗｈｉｃｈｔｈｅ Ｋａｇａｎ ａｎｇｌｅ ｉｓ ｍｉｎｉｍａｌ ｔｏ ａｌｌ ｔｈｅ ｄｏｕｂｌｅ ｃｏｕｐｌｅ ｍｏｄｅｌｓ，ａｎｄ ｕｓｅ ｉｔｓ ｓｔａｎｄａｒｄ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ａｓ ｔｈｅｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ ｒａｎｇｅ．Ｔｈｅ ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ ｏｆ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｌａｉｚｈｏｕ ｅｖｅｎｔ ｉｓ±２３．７°；ｆｏｒＲｕｓｈａｎ ｅｖｅｎｔ，ｉｓ±６．４°．Ｔｈｅｓｅ ｔｗｏ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｃａｎ ｂｅ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ａｓ‘Ａ’ｌｅｖｅｌ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅＨａｒｄｅｂｅｃｋ′ｓ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｑｕａｌｉｔｙ．（２）Ａ ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｂｏｏｔｓｔｒａｐ ｒｅｓｕｌｔｓ．Ｆｏｒ ｔｈｅ Ｒｕｓｈａｎ ｅｖｅｎｔ，ｔｈｅ ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇｃｅｎｔｅｒ ｉｓ ｃｏｉｎｃｉｄｅｎｔ ｔｏ ｔｈｅ ＰＳＯ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎ；ｆｏｒ ｔｈｅ Ｌａｉｚｈｏｕ ｅｖｅｎｔ，ｓｅｖｅｒａｌ ｃｅｎｔｅｒｓ ａｒｅｆｏｕｎｄ ｉｎ ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ，ｄｅｓｐｉｔｅ ｉｓｏｌａｔｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｔｗｏ ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ ｃｅｎｔｅｒｓ，ｏｆ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｄａｔａ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｉｓ ａｂｏｕｔ ９８．７ｐｅｒｃｅｎｔ．（３）Ｐｒｏｊｅｃｔｉｎｇ Ｐａｎｄ Ｔａｘｅｓ ｏｆ ｂｏｏｔｓｔｒａｐ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｎｔｏ ａ ｆｏｃａｌ ｓｐｈｅｒｅ，ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｉｔｓｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｄｅｎｓｉｔｙ，ｗｅ ｇｅｔ ｔｈｅ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｄｅｎｓｉｔｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｆｏｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｎ ｔｈｅ ｆｏｃａｌｓｐｈｅｒｅ．Ｔｈｅｎ ｗｅ ｃａｎ ｇｉｖｅ ｔｈｅ ｃｏｎｆｉｄｅｎｃｅ ｉｎｔｅｒｖａｌ ｏｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｅｖｅｌｓ ｆｏｒ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｓ ｎｏｔ ｃｏｎｆｉｎｅｄ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｉｎｇ ｍｏｒｅ ａｃｃｕｒａｔｅ ｆｏｃａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ ｏｂｔａｉｎｉｎｇ ｒａｔｉｏｎａｌ ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ｅｒｒｏｒ，ｗｈｉｌｅ ｉｔ ｃａｎ ａｌｓｏ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｅｘｃｌｕｄｅ ｉｓｏｌａｔｅ ａｎｄｉｎｃｏｒｒｅｃｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄ ａｖｏｉｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｄａｔａ ｆｒｏｍ ｓｔａｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈ ｌａｒｇｅｒ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｉｎｖｅｒｔ ｆｏｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ ｉｍｍｅｄｉａｔｅｌｙ ａｆｔｅｒｍｏｄｅｒａｔｅ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ ｏｃｃｕｒ．Ｓｕｓｔａｉｎｉｎｇ ｂｙ ｐｏｗｅｒｆｕｌ ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ，ｗｅ ｃａｎ ｇｅｔ ｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｆｏｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｉｔｈｏｕｔ ｍａｎｕａｌ ｗｏｒｋ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｌａｉｚｈｏｕ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ；Ｒｕｓｈａｎ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ；Ｗａｖｅｆｏｒｍ ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ；Ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ ａｎａｌｙｓｉｓ；Ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ１ 引言据山东台网测定，２０１３年１１月２３日１３时４４分在山东省莱州市（３７．１０°Ｎ，１２０．０２°Ｅ）发生Ｍ４．６级地震，这次地震是山东陆地地区自１９９５年苍山５．２级地震后发生的最大地震，影响范围广，山东东部市地普遍有感；２０１４年１月７日２２时２４分在山东乳山（３６．８０°Ｎ，１２１．７０°Ｅ）发生Ｍ４．３级地震，这次地震也造成胶东地区大面积有感．这两次事件是１９７０年以来胶东半岛陆地及近海地区发生的最强烈的地震活动，其中莱州地震震中区在１９７０年以来的小震目录上属于典型的少震、弱震区，活动水平不高，很少有ＭＬ≥３．０地震发生，仅在１９９１年２月以及２０１２年７月分别发生最大ＭＬ３．８级小震序列各一次；乳山地震震中区历史上曾发生公元１０４６年岠嵎山５１／２级和１９３９年乳山下初５１／２级地震．虽然这两次地震的震中区历史上没有强烈地震活动，但胶东半岛北部近海曾发生多次６、７级强震，如１５４８年渤海海峡７．０、１９４８年威海近海６．０以及１９６９年渤海７．４级等．因此确定这两次显著中等地震的震源机制对于研究区域地质构造的活动特征，以及研判该地区的地震危险性等具有重要的科学价值．我们使用近年来在国内得到广泛使用的ＣＡＰ（Ｃｕｔ ａｎｄ Ｐａｓｔｅ）方法反演这两次地震的震源机制．为了得到更准确的解，并且合理地估计反演结果的４５４ ２期郑建常等：ＣＡＰ方法反演震源机制的误差分析：以胶东半岛两次显著中等地震为例不确定性，我们使用自助抽样法（ｂｏｏｔｓｔｒａｐ）对反演过程随机重复，在大样本量的反演结果基础上，使用粒子群算法搜索优化解，利用动态聚类技术对结果进行聚类分析，从而得到了更加稳定可靠的断层面解，给出了可能的误差范围，并进一步给出了震源球上Ｐ、Ｔ轴的概率密度分布．２ 理论与方法２．１ ＣＡＰ方法反演震源机制震源机制和传播效应决定了观测波形的变化．如果地壳模型已知，可以准确地计算波形传播过程中的效应，因此我们可以通过理论波形ｓ（ｔ）和观测波形ｕ（ｔ）的拟合来估计震源的断层面参数．双力偶震源产生的理论位移ｓ（ｔ）可以表示为（Ｚｈｕ ａｎｄ Ｈｅｌｍｂｅｒｇｅｒ，１９９６）：ｓ（ｔ）＝Ｍ０∑３ｉ＝１Ａｉ（φ－θ，δ，λ）Ｇｉ（ｔ），（１）其中，ｉ＝１，２，３对应三种基本断层响应，即：垂直走滑、垂直倾滑以及倾角为４５°的倾滑；Ｇｉ为格林函数，Ａｉ是辐射系数，φ是台站方位角，Ｍ０为标量地震矩．θ，δ，λ分别为断层的走向、倾角、滑动角．系数Ａｉ由６个矩张量分量和台站方位角表示如下（Ｊｏｓｔａｎｄ Ｈｅｒｒｍａｎｎ，１９８９）：Ａ１＝１２（Ｍｙｙ－Ｍｘｘ）ｃｏｓ２φ＋Ｍ１２ｓｉｎ２φ，Ａ２＝Ｍｘｚｃｏｓφ＋Ｍｙｚｓｉｎφ，Ａ３＝－１２（Ｍｘｘ＋Ｍｙｙ），Ａ４＝１２（Ｍｘｘ－Ｍｙｙ）ｓｉｎ２φ－Ｍｘｙｃｏｓ２φ，Ａ５＝－Ｍｙｚｃｏｓφ＋Ｍｘｚｓｉｎφ．（２） 走向θ、倾角δ、滑动角λ，以及标量地震矩Ｍ０等可以通过求解以下方程进行估计：ｕ（ｔ）＝ｓ（ｔ）．（３） 波形反演可以使用全波形数据，也可以单独使用体波或面波震相进行拟合．ＣＡＰ方法是一种联合使用体波和面波进行反演的方法，近年来在国内得到了广泛的应用（吕坚等，２００８；黄建平等，２００９；郑勇等，２００９；龙锋等，２０１０；韩立波等，２０１２），由于该方法分别截取波形的Ｐｎｌ部分和面波部分分别拟合（Ｚｈａｏ ａｎｄ Ｈｅｌｍｂｅｒｇｅｒ，１９９４；Ｚｈｕ ａｎｄ Ｈｅｌｍｂｅｒｇｅｒ，１９９６），并在反演的过程中允许它们在适当的时间变化范围内相对移动，在一定程度上避免了因为地壳模型不准确而引起的震相到时的误差因素，对速度模型和地壳横向变化的依赖性较小，因此在实际的区域地震震源机制求解中有明显的优势．ＣＡＰ方法使用频率Ｆ－波数Ｋ法（Ｚｈｕ ａｎｄ Ｒｉｖｅｒａ，２００２）计算格林函数，使用网格搜索方法搜寻最优震源机制参数和震源深度．考虑到波形随震中距的衰减，方法定义误差函数如下：ｅ＝‖ｒｒ（）０ｐ‖·‖ｕ－ｓ‖，（４）式中，ｒ为台站震中距，ｒ０为选定的参考震中距，ｐ为指数因子．参考有关研究，对体波ｐ＝１，面波ｐ＝０．５（韩立波和蒋长胜，２０１２）．２．２ ＣＡＰ方法的优化解及其不确定性估计地球内部的任意震源可以表示为６个独立分量的矩张量，由于ＣＡＰ方法限制震源为双力偶模型，并且无需发震时刻的对齐，因此只需对震源模型的三个角度，即走向θ、倾角δ、滑动角λ，以及标量地震矩Ｍ０进行搜索，理论上而言，仅需要２个台站的三分向波形就可以求解；虽然研究显示，对于大多数３个三分向台的组合，使用波形反演就可以得到相对准确的震源机制，但实际情况也显示，不同的台站组合波形反演得到的解之间仍然存在一定的差异（Ｇｏｄａｎｏ ｅｔ ａｌ．，２００９；郑建常和陈运泰，２０１２）．目前国内台网密度已经达到相当水平，在东部地区，一个中等地震通常有数十甚至上百个宽频带台能够记录到清晰的波形，以此次莱州地震为例，通过对原始波形进行去均值、去趋势、积分等简单变换后，根据直观的观察，震中距３００ｋｍ范围内，采样率１００Ｈｚ的宽频带三分向波形有近４０个台站的资料可用．在使用ＣＡＰ方法求解震源机制时，一般的做法是选择部分波形拟合较好的台进行反演，删去拟合不好的台或者震相；有些情况下，甚至仅使用面波部分而删除体波震相，需知面波尤其是径向和切向分量，很容易受到台站下方浅层地壳结构的影响．由于ＣＡＰ方法是采用网格搜索的方法，因而这种人为的选择，必然会为反演结果增加主观的不确定性因素．我们无法令人信服地说明，拟合不好的波形究竟是数据本身确实存在干扰，还是说搜索到的解无法满足该条数据．另外，ＣＡＰ方法虽然可以在最后的输出结果中给出断层面参数的不确定性，但该估计值只是面向所使用的台站数据的结果，在上述的人为选择下，该不确定性估计能够在多大程度上客观地反映最终解的整体不确定性，是无法说明的．为了求得更加稳定可靠的解并且合理客观地给出解的误差估计，我们在相对丰富的观测数据基础５５４地球物理学报（Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．）５８卷 上，采用自助抽样统计方法进行分析．具体方法是在可用的观测台站中可重复地随机抽取一定数量的台站组成新的台站组合，使用该台站组合的观测数据重复反演过程．在大量的重复计算后（例如，超过１０００次），可以有效地排除观测质量不高或存在较大干扰误差的数据的影响，从而得到更加接近真实解的结果，并且可以有效地给出解的不确定性．另外，由于ＣＡＰ方法在搜索断层面解时采用的是网格搜索的方法，然后通过插值计算误差函数ｅ的最小值，并且由于固定步长的走向、倾角、滑动角的尝试位置在震源球上的分布是不均匀的（许向彤等，１９９５），因此在最终解中可能会有空缺（ｇａｐ）的存在．为了求解优化解，我们进一步使用Ｋａｇａｎ（１９９１）定义的双力偶模型最小空间旋转角，对上面自助抽样得到的大量满足条件的震源机制结果进行分析，定义与所有解的空间偏转角度和为目标函数，使用粒子群非线性优化方法搜索该目标函数最小的结果，视为最优解．２．３ 聚类分析在震源机制求解中，常见的情况是在震源球上存在几簇相对集中分布的解，对这些可能的解直接取数学平均是不甚合理的，并且在数据存在较大误差或干扰的情况下，满足条件的可能解的分布范围也许会相当大．因此针对这一现象，刁桂苓等（１９９２）、俞春泉等（２００９）分别使用系统聚类和动态聚类技术，对所有的可能解进行聚类分析，求取聚类中心作为反演的优化解，数值试验和实际应用都有很好的效果．聚类分析可以很好地排除孤立解和错误解，从而在大量的数据中获取更加接近真实解的结果．本文在使用不同台站组合重复进行波形反演后，同样得到了大量的震源机制解数据，受台站布局和数据误差的影响，这些解或多或少存在差别，因此对这些结果进行聚类分析是很有必要的．３ 数据与资料本文使用了山东台网提供的波形资料，其中还包括了邻省如辽宁、河北、江苏等省交换资料的部分台站．图１给出了本项研究使用的台站分布，其中个别台如ＪＩＭ、ＺＳＬ、ＨＵＤ等为短周期台，在波形反演中没有使用．本文研究中，首先由观测记录直接读取初动符号，用于约束波形反演；然后将观测数据扣除仪器响应，经过去均值、零漂等预处理后积分至位移记录，旋转到Ｚ－Ｒ－Ｔ坐标系，对观测波形和理论波图１ 本文研究的两次地震震中及山东台网台站分布图Ｆｉｇ．１ Ｍａｐ ｏｆ ｓｔａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋａｎｄ ｔｗｏ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｒｅｄ ｃｉｒｃｌｅｓ ｄｅｎｏｔｅ ｅｐｉｃｅｎｔｅｒ，ｔｒｉａｎｇｌｅｓ ａｒｅｓｔａｔｉｏｎｓ，ａｎｄ ｓｏｌｉｄ ｂｌａｃｋ ｌｉｎｅｓ ａｒｅ ｆａｕｌｔｓ．形同样进行带通滤波，然后用于反演．使用Ｃｈａｎｇ等（２００６）给出的朝鲜半岛南部至黄海地区的中上地壳速度结构模型用于本文的震源机制反演．相关地质资料显示，胶东半岛、南黄海以及朝鲜半岛南部在大地构造分区上都属于下扬子地块，地质构造属性相对较为一致（Ｒｅｅ ｅｔ ａｌ．，１９９６）．４ 结果与分析４．１ 乳山Ｍ４．３震源机制选择震中距在２５０ｋｍ以内的１５个台站的宽频带波形记录进行反演，Ｐｎｌ和面波的反演波段分别选择０．０５～０．１５Ｈｚ和０．０３３～０．０６７Ｈｚ频段．图２给出了不同深度的最佳双力偶解，及拟合误差随不同深度变化的关系，由图可见，震源深度在４ｋｍ时观测波形和理论波形的错配值最小，说明事件的震源深度较浅．由ＣＡＰ方法反演得到的最佳震源机制：节面Ａ的参数为：走向２０２°、倾角７５°、滑动角１５３°；节面Ｂ的参数为：走向２９９．５°、倾角６４°、滑动角１６．７°；参考乳山序列的双差定位结果（李冬梅和郑建常，２０１４）分析认为，节面Ｂ可能是乳山地震的发震断层；震源机制显示为左旋走滑型，反演得到此次地震的矩震级ＭＷ＝４．２．６５４ ２期郑建常等：ＣＡＰ方法反演震源机制的误差分析：以胶东半岛两次显著中等地震为例图２ ２０１４年１月７日乳山Ｍ４．３级地震不同震源深度的波形拟合误差及最佳震源机制解Ｆｉｇ．２ Ｗａｖｅｆｏｒｍ ｆｉｔ ｅｒｒｏｒｓ ａｎｄ ｂｅｓｔ ｆｏｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ａｓｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｐｔｈ ｆｏｒ Ｊａｎ．７，２０１４Ｒｕｓｈａｎ Ｍ４．３ｅｖｅｎｔ 图３给出了对应最优解的理论波形和观测波形的拟合情况．１５个台一共７５个震相，其中理论波形与观测波形相关系数大于０．９的有３９个，超过５０％；相关系数大于０．６（相关性较好）的有６７个，约占８９．３％；最佳解的方差减少（ｖａｒｉａｎｃｅ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）为７０．３％，说明理论波形很好地拟合了观测波形，反演结果是可靠的．个别台（如ＷＥＨ）平均相关系数较差，可能与台站位于震源机制解的节面线附近，振幅相对较小所致；另外如ＣＨＤ台的拟合程度不好，可能与该台处于海域、噪声干扰较大有关．使用自助抽样的统计方法，对乳山地震震源机制解的不确定性进行估计．选用震中距在３００ｋｍ以内的采样率为１００Ｈｚ的２２个三分向宽频带台的观测波形组成原始数据集，为了保证用于反演的数据的样本量，设用于反演的台站数为２０个，对原始数据集进行每个台站等概率、可重复地随机抽取，抽取出的台站波形组成新的数据集，然后用于ＣＡＰ方法的波形反演．对上述的抽取台站反演过程重复１０００次，将反演得到的震源机制的断层节面解和Ｐ、Ｔ轴绘制在一个震源球上，见图４．可以看出，反演中除去个别反演过程的断层面解出现一定程度的偏离外，其余结果集中分布，均显示为近走滑的机制；图４中的Ｐ、Ｔ轴位置和断层节面线集中成丛，大致显示出断层面解的误差范围．使用粒子群非线性优化方法，以与自助抽样给出的１０００个机制解（图４）的Ｋａｇａｎ角之和为目标函数，搜索最优解．结果显示最优解为，节面Ａ：走向２０８．４°，倾角８９．７°，滑动角１５４．３°；节面Ｂ：走向２９８．５°，倾角６４．３°，滑动角０．３°；最优解与图４所示表１ 波形反演乳山Ｍ４．３地震震源机制解结果Ｔａｂｌｅ １ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｆｏｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｒｅｓｕｌｔｓ ｆｒｏｍ ｗａｖｅｆｏｒｍｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ｆｏｒ Ｊａｎ．７，２０１４Ｒｕｓｈａｎ Ｍ４．３ｅｖｅｎｔ方法节面Ａ节面Ｂ走向（°）倾角（°）滑动角（°）走向（°）倾角（°）滑动角（°）ＣＡＰ ２０２ ７５ １５３ ２９９．５ ６４．０ １６．７粒子群优化２０８．４ ８９．７ １５４．３ ２９８．５ ６４．３ ０．３聚类分析２０８．０ ８９．３ １５４．１ ２９８．４ ６４．１ １．８１０００个解的平均夹角４．３７°，以其与所有解Ｋａｇａｎ角的２倍标准差为震源机制解的误差范围，结果显示不确定性为６．４４°（图５）．对自助抽样结果进行动态聚类分析，结果显示最优解为：节面Ａ：走向２０８．０°，倾角８９．３°，滑动角１５４．１°，节面Ｂ：走向２９８．４°，倾角６４．１°，滑动角１．８°，与粒子群优化解非常一致（见表１）．将自助抽样结果中的Ｐ、Ｔ轴投影到震源球上（图４），对其进行概率密度统计分析，结果见图６．４．２ 莱州Ｍ４．６震源机制使用ＣＡＰ方法对２０１３年１１月２３日莱州Ｍ４．６地震进行反演（郑建常等，２０１５），同样进行ＣＡＰ反演情况的自助抽样统计分析．选用震中距在２７０ｋｍ以内的采样率为１００Ｈｚ的２２个三分向宽频带台的观测波形组成原始数据集，采用全样本随机抽取方法，自助抽样反演１０００次，图７给出了反演得到的震源机制的断层节面解和Ｐ、Ｔ轴在震源球上的分布情况．结果显示，莱州地震的自助抽样结果同样很好地显示出了反演得到震源机制解的误差范围，相对于乳山地震，出现了极个别反演过程的结果偏离较大的情况．使用粒子群非线性优化方法，搜索与自助抽样结果的旋转角最小的解．结果显示最优解为，节面Ａ：走向２３６．９°，倾角７６．２°，滑动角－１６９．３°；节面Ｂ：走向１４４．３°，倾角７９．６°，滑动角－１４．０°；与所有自助抽样解的平均偏转角１７．４°（图８），以其与所有解Ｋａｇａｎ角的２倍标准差（图８红色虚线所示）为误差范围，结果显示震源机制解的不确定性为２３．７°．从自助抽样得到的所有机制解在震源球上的分布情况（图７）可以直观地看出，断层节面线尤其是北西向节面呈现出两组集中．由于我们定义的粒子群优化的目标函数是搜索与所有自助抽样解的空间旋转最小，因此从图７可以看出，最优解的节面位置处于其中一组的边缘位置，在此情况下，对自助抽样结果进行聚类分析是有意义的．７５４地球物理学报（Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．）５８卷图３ ２０１４年１月７日乳山Ｍ４．３地震最优解的理论波形（红）与观测波形（黑）波形图下方第一行数字为各段理论地震波形相对实际观测波形的移动时间，正值表示理论波形相对观测波形超前．第二行数字为理论波形与观测波形的相关系数（百分比）．波形图左侧字母为台站，其下数字分别为台站震中距（ｋｍ）和方位角（°）．图左侧的震源球上红色区域代表压缩区，白色代表拉张区，震源球采用下半球投影．震源球上标注的“＋”和“－”表示反演使用台站的Ｐ波初动．Ｆｉｇ．３ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃｓ（ｒｅｄ）ａｎｄ ｏｂｓｅｒｖｅｄ（ｂｌａｃｋ）ｓｅｉｓｍｏｇｒａｍｓ ｏｆ Ｊａｎ．７，２０１４Ｒｕｓｈａｎ Ｍ４．３ｅｖｅｎｔＴｈｅ ｎｕｍｂｅｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｌｏｗｅｒ ｌｅｆｔ ｓｉｄｅ ｏｆ ｅａｃｈ ｓｅｉｓｍｏｇｒａｍ ａｒｅ ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｓｈｉｆｔｓ（ｕｐｐｅｒ）ａｎｄ ｃｒｏｓｓ－ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｉｎ ｐｅｒｃｅｎｔ（ｌｏｗｅｒ）．Ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｔｉｍｅ ｓｈｉｆｔｓ ｍｅａｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｄａｔａ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｄｅｌａｙｅｄ．Ｔｈｅ ｌｅｔｔｅｒｓ ｏｎ ｔｈｅ ｌｅｆｔ ｓｉｄｅ ａｒｅ ｓｔａｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒｓ ｂｅｌｏｗ ｉｔ ａｒｅｅｐｉｃｅｎｔｒａｌ ｄｉｓｔａｎｃｅ（ｉｎ ｋｍ）ａｎｄ ａｚｉｍｕｔｈ（ｄｅｇｒｅｅ）．Ｔｈｅ ｒｅｄ ｃｏｌｏｒ ｉｎ ｂｅａｃｈ－ｂａｌｌ ｄｅｎｏｔｅｓ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｒｅａ，ｗｈｉｌｅ ｗｈｉｔｅ ｉｓ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ．Ｔｈｅ‘＋’ａｎｄ‘－’ｓｉｇｎｓ ｏｎ ｂｅａｃｈ－ｂａｌｌ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｐｏｌａｒｉｔｉｅｓ ｏｎ ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ｕｓｅｄ ｓｔａｔｉｏｎｓ．Ｌｏｗｅｒ ｈｅｍｉｓｐｈｅｒｅ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｉｓ ｕｓｅｄ．８５４ ２期郑建常等：ＣＡＰ方法反演震源机制的误差分析：以胶东半岛两次显著中等地震为例图４ 自助抽样得到的１０００次乳山地震震源机制解及粒子群最优解（下半球极射投影）震源球上黑色细线条表示自助抽样结果的断层节面线，红色线条表示粒子群优化解的节面线．Ｆｉｇ．４ １０００ｆｏｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ Ｒｕｓｈａｎ Ｍ４．３ｅｖｅｎｔｒｅｔｒｉｅｖｅｄ ｂｙ ａ ｂｏｏｔｓｔｒａｐｐｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ａｌｌ ｎｏｄａｌ ｌｉｎｅｓ（ｂｌａｃｋ）ａｎｄ Ｐ，Ｔａｘｅｓ（ｂｌｕｅ ａｎｄ ｒｅｄ ｐｏｉｎｔｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ）ａｒｅｐｌｏｔｔｅｄ ｏｎ ｏｎｅ ｂｅａｃｈ－ｂａｌｌ．Ｔｈｅ ｒｅｄ ｌｉｎｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｂｅａｃｈ－ｂａｌｌｓｈｏｗ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｇｉｖｅｎ ｂｙ ａ Ｐａｒｔｉｃｌｅ ＳｗａｒｍＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ．Ｉｔｓ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ Ｐ，Ｔａｘｅｓ ａｒｅ ａｌｓｏｄｉｓｐｌａｙｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂｅａｃｈ－ｂａｌｌ（ｙｅｌｌｏｗ ａｎｄ ｇｒｅｅｎ ｐｏｉｎｔ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ）．Ｌｏｗｅｒ ｈｅｍｉｓｐｈｅｒｅ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｉｓ ｕｓｅｄ．图５ 乳山地震自助抽样结果与粒子群优化解的Ｋａｇａｎ角分布Ｆｉｇ．５ Ｋａｇａｎ ａｎｇｌｅｓ ｏｆ ｂｏｏｔｓｔｒａｐ ｒｅｓｕｌｔｓ ｔｏｔｈｅ ＰＳＯ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｒｕｓｈａｎ ｅｖｅｎｔ 以两个震源机制解之间的最小空间旋转角（即Ｋａｇａｎ角）为距离的定义，对１０００次自助抽样结果进行聚类分析，图９给出了聚类谱系图（由于完整的聚类树过于密集和庞大，因此我们只显示了Ｋａｇａｎ＞７°的部分），以５０°为阈值，可以将结果分为５类．图１０给出了聚类分析的结果，属于Ⅰ类的数据占３２．１％，Ⅱ类６６．６％，其余三类数据合计仅有１．３％．由图６ 乳山地震自助抽样结果的震源球概率密度分布俯视图（未进行极射投影）色标中正值表示Ｔ轴的概率密度分布，负值表示Ｐ轴的概率密度分布．Ｆｉｇ．６ Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｄｅｎｓｉｔｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｏｎｂｅａｃｈ－ｂａｌｌ（ｔｏｐ ｖｉｅｗ ｏｆ ｌｏｗｅｒ ｈｅｍｉｓｐｈｅｒｅ，ｗｉｔｈｏｕｔ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）Ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｖａｌｕｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｌｏｒ ｓｃａｌｅ（ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｄ ａｒｅａｏｎ ｂｅａｃｈ－ｂａｌｌ）ｉｎｄｉｃａｔｅ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｔ ａｘｉｓ，ｗｈｉｌｅ ｎｅｇａｔｉｖｅｖａｌｕｅｓ（ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｏ ｂｌｕｅ ａｒｅａ）ｍｅａｎ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｐａｘｉｓ．图７ 自助抽样得到的莱州地震震源机制解及粒子群最优解（下半球极射投影）黑色节面线为自助抽样得到的震源机制解；红色节面线为粒子群最优解．Ｆｉｇ．７ １０００Ｆｏｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ Ｌａｉｚｈｏｕ Ｍ４．６ｅｖｅｎｔｒｅｔｒｉｅｖｅｄ ｂｙ ａ ｂｏｏｔｓｔｒａｐｐｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ａｌｌ ｎｏｄａｌ ｌｉｎｅｓ（ｂｌａｃｋ）ａｎｄ Ｐ，Ｔａｘｅｓ（ｂｌｕｅ ａｎｄ ｒｅｄ ｐｏｉｎｔｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ）ａｒｅ ｐｌｏｔｔｅｄ ｏｎ ｏｎｅ ｂｅａｃｈ－ｂａｌｌ．Ｔｈｅ ｒｅｄ ｌｉｎｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｂｅａｃｈ－ｂａｌｌ ｓｈｏｗ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｇｉｖｅｎ ｂｙ ａ ＰＳＯ ｍｅｔｈｏｄ．Ｉｔｓ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ Ｐ，Ｔａｘｅｓ ａｒｅ ａｌｓｏ ｄｉｓｐｌａｙｅｄ ｏｎ ｔｈｅｂｅａｃｈ－ｂａｌｌ（ｃｙａｎ ａｎｄ ｙｅｌｌｏｗ ｐｏｉｎｔ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ）．Ｌｏｗｅｒｈｅｍｉｓｐｈｅｒｅ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｉｓ ｕｓｅｄ．图１０可以看出，其余三类的断层节面线和Ｐ、Ｔ轴位置明显偏离集中区且机制解类型与绝大部分结果（走滑型）不一致，是典型的孤立解．孤立解（或错误解）的出现，可能说明我们使用的数据中个别台站（或分向）存在较大干扰．使用俞春泉等（２００９）的方法求取了四类解的聚类中心，其中Ｉ类解的聚类中９５４地球物理学报（Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．）５８卷图８ 莱州地震自助抽样结果与粒子群优化解的Ｋａｇａｎ角分布Ｆｉｇ．８ Ｋａｇａｎ ａｎｇｌｅｓ ｏｆ ｂｏｏｔｓｔｒａｐ ｒｅｓｕｌｔｓｔｏ ｔｈｅ ＰＳＯ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｌａｉｚｈｏｕ ｅｖｅｎｔ图９ 莱州地震自助抽样结果的聚类谱系图Ｆｉｇ．９ Ｄｅｎｄｒｏｇｒａｍ ｐｌｏｔ ｏｆ ｔｈｅ ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｂｉｎａｒｙ ｃｌｕｓｔｅｒ ｔｒｅｅ ｆｏｒ Ｌａｉｚｈｏｕ ｅｖｅｎｔ图１０ 莱州地震自助抽样结果的聚类分析（ａ）断层节面线的分类显示；（ｂ）机制解Ｐ（＋）、Ｔ（⊙）轴位置的分类显示．断层节面线和Ｐ、Ｔ轴颜色表示分类，与图９分类颜色一致．Ｆｉｇ．１０ Ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｆｏｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｆｒｏｍ ａ ｂｏｏｔｓｔｒａｐ ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ Ｌａｉｚｈｏｕ ｅｖｅｎｔＴｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｌｏｒｓ ｏｆ ｎｏｄａｌ ｌｉｎｅｓ ａｎｄ Ｐ（“＋”ｓｉｇｎ ｉｎ ｒｉｇｈｔ ｐａｎｅｌ），Ｔ（“⊙”ｉｎ ｒｉｇｈｔ ｐａｎｅｌ）ａｘｅｓｄｅｎｏｔｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｌａｓｓｅｓ，ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｏ ｃｏｌｏｒｓ ｓｈｏｗｎ ｉｎ Ｆｉｇ．９心的断层面参数（设北东向节面为发震断层面）为：走向２３１．６°，倾角８８．７°，滑动角－１６８．２°；Ⅱ类解的聚类中心为：走向２３８．５°，倾角７４．１°，滑动角－１６４．８°．将自助抽样结果中的Ｐ、Ｔ轴投影到震源球上，对其进行概率密度统计分析，结果见图１１．可见，同聚类分析的结果一致，Ｐ轴位置的概率密度在震源球上出现了两个极值区，分别对应Ⅰ类和Ⅱ类两个聚类中心．５ 讨论与结论基于山东省宽频带数字地震波形资料，本文首先使用ＣＡＰ方法反演了近期胶东半岛地区发生的两次显著中等地震活动的震源机制，讨论了如何合理地估计ＣＡＰ方法反演震源机制的误差范围以及如何确定优化解的问题．我们首先使用自助抽样方法，对原始数据进行等概率随机抽样，多次重复波形反演过程，排除了人为选择数据的干扰，得到大样本量的震源机制解数据；在此基础上，我们（１）使用了粒子群优化算法从中搜索与这些机制解空间偏转角最小的解当作优化解，以Ｋａｇａｎ角的二倍标准差作为反演结果的不确定性范围，结果显示：乳山地震的粒子群优化解为：走向２９８．５°，倾角６４．３°，滑动角０．３°，不确定性为±６．４°；莱州地震的优化解为：走向２３６．９°、倾角７６．２°、滑动角－１６９．３°，不确定性为±２３．７°．（２）对自助抽样结果进行聚类分析，其中：乳山地震结果的聚类中心与粒子群优化解基本一致；莱州地震结果存在多个聚类，排除孤立解后，有两个聚类中心，其对应两类数据合计占结果的９８．７％，说０６４ ２期郑建常等：ＣＡＰ方法反演震源机制的误差分析：以胶东半岛两次显著中等地震为例图１１ 莱州地震自助抽样结果的震源球概率密度分布（ａ）下半球俯视图（未进行极射投影）；（ｂ）东南方向，４５°三维侧视图．色标说明同图６．Ｆｉｇ．１１ Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｄｅｎｓｉｔｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｏｎ ｂｅａｃｈ－ｂａｌｌ（ａ）Ｔｏｐ ｖｉｅｗ ｏｆ ｌｏｗｅｒ ｈｅｍｉｓｐｈｅｒｅ，ｗｉｔｈｏｕｔ ａｎｙ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ；（ｂ）Ｓｉｄｅ ｖｉｅｗ ｏｆ ｗｈｏｌｅ ｂｅａｃｈ－ｂａｌｌ，ｆｒｏｍ ｓｏｕｔｈ－ｅａｓｔ ４５°ｐｏｓｉｔｉｏｎ．Ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｖａｌｕｅｓｏｎ ｔｈｅ ｃｏｌｏｒ ｓｃａｌｅ（ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｄ ａｒｅａ ｏｎ ｂｅａｃｈ－ｂａｌｌ）ｉｎｄｉｃａｔｅ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｔａｘｉｓ，ｗｈｉｌｅ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｖａｌｕｅｓ（ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｔｏ ｂｌｕｅ ａｒｅａ）ｍｅａｎ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｐａｘｉｓ．明此次地震的真实解在这两类数据范围内．（３）将自助抽样结果中的Ｐ、Ｔ轴投影到震源球，对其进行概率密度统计，给出了机制解在震源球上的概率密度分布图．本文方法不单可以得到更准确的震源机制优化解、给出科学合理的误差估计，而且可以有效地排除孤立解和错误解，克服存在较大干扰台站的数据的影响，因此在震后应急的震源机制自动化求解中可以发挥作用．在强大计算能力的支持下，无须人工干预即可得到准确可靠的震源机制结果，从而为震害评估、趋势分析等提供重要的科学依据．自助抽样结果显示乳山地震震源机制解的不确定性要小于莱州地震，笔者推测可能有莱州地震使用的台站中个别台的干扰较大的原因，另外也无法排除莱州地震的震源破裂过程可能更加复杂的可能．ＣＡＰ方法中用于计算格林函数的Ｆ－Ｋ方法使用狄拉克－Ｄｅｌｔａ函数作为震源时间函数（Ｚｈｕ ａｎｄＲｉｖｅｒａ，２００２），对于小震级的事件该简化方案更为适用，莱州地震（Ｍ４．６）与乳山地震（Ｍ４．３）震级相差不大，但莱州地震的自助抽样结果出现了两个概率较高的聚类中心，在使用大部分相同台站的情况下，这可能意味着莱州地震的震源破裂随时间的变化可能与狄拉克－Ｄｅｌｔａ函数存在一定的偏离．Ｒｏｄｒíｇｕｅｚ－Ｌｏｚｏｙａ等（２００８）的研究显示，区域中等地震也可能有复杂的震源破裂过程，在该问题上的深入研究需要更进一步的工作．致谢 感谢两位匿名审稿专家提出的宝贵意见．聚类分析中使用了俞春泉等（２００９）提供的部分开放代码，粒子群搜索使用了Ｓ Ｃｈｅｎ给出的Ｍａｔｌａｂ软件包，在此一并表示感谢！ＲｅｆｅｒｅｎｃｅｓＣｈａｎｇ Ｓ Ｊ，Ｂａａｇ Ｃ Ｅ．２００６．Ｃｒｕｓｔａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｎ Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｋｏｒｅａｆｒｏｍ ｊｏｉｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｂｒｏａｄｂａｎｄ ｗａｖｅｆｏｒｍｓ ａｎｄ ｔｒａｖｅｌｔｉｍｅｓ．Ｂｕｌｌ．Ｓｅｉｓｍ．Ｓｏｃ．Ａｍｅｒ．，９６（３）：８５６－８７０．Ｄｉａｏ Ｇ Ｌ，Ｙｕ Ｌ Ｍ，Ｌｉ Ｑ Ｚ．１９９２．Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ ａｎａｌｙｓｉｓｏｆ ｔｈｅ ｆｏｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｓｏｌｕｔｉｏｎ－Ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ Ｈａｉｃｈｅｎｇ ＥａｒｔｈｑｕａｋｅＳｅｑｕｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ．Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ Ｃｈｉｎａ（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ），８（３）：８６－９２．Ｇｏｄａｎｏ Ｍ，Ｒｅｇｎｉｅｒ Ｍ，Ｄｅｓｃｈａｍｐｓ Ａ，ｅｔ ａｌ．２００９．Ｆｏｃａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｆｒｏｍ ｓｐａｒｓｅ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ ｂｙ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ｏｆａｍｐｌｉｔｕｄｅｓ：ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｔｅｓｔｓ ｏｎ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ａｎｄ ｒｅａｌ ｄａｔａ．Ｂｕｌｌ．Ｓｅｉｓｍ．Ｓｏｃ．Ａｍｅｒ．，９９（４）：２２４３－２２６４．Ｈａｎ Ｌ Ｂ，Ｊｉａｎｇ Ｃ Ｓ，Ｂａｏ Ｆ．２０１０．Ｓｏｕｒｃｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆ ２０１０Ｔａｉｋａｎｇ ＭＳ４．６ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ），５５（９）：２９７３－２９８１，ｄｏｉ：１０．６０３８／ｊ．ｉｓｓｎ．０００１－５７３３．２０１２．０９．０１６．Ｈａｎ Ｌ Ｂ，Ｊｉａｎｇ Ｃ Ｓ．２０１２．Ｆｏｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ｏｆ ８Ｊｕｎ ２０１１Ｔｏｋｓｕｎ ＭＳ５．３ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ．Ａｃｔａ Ｓｅｉｓｍｏｌｏｇｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ），３４（３）：４１５－４２２．Ｈｕａｎｇ Ｊ Ｐ，Ｎｉ Ｓ Ｄ，Ｆｕ Ｒ Ｓ，ｅｔ ａｌ．２００９．Ｓｏｕｒｃｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｔｈｅ２００６ ＭＷ５．１Ｗｅｎ′ａｎ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｆｒｏｍ ａ ｊｏｉｎｔ ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ｏｆ１６４地球物理学报（Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．）５８卷 ｌｏｃａｌ ａｎｄ ｔｅｌｅｓｅｉｓｍｉｃ ｂｒｏａｄｂａｎｄ ｗａｖｅｆｏｒｍ ｄａｔａ．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ），５２（１）：１２０－１３０．Ｊｏｓｔ Ｍ Ｌ，Ｈｅｒｍａｎｎ Ｒ Ｂ．１９８９．Ａ ｓｔｕｄｅｎｔ′ｓ ｇｕｉｄｅ ｔｏ ａｎｄ ｒｅｖｉｅｗ ｏｆｍｏｍｅｎｔ ｔｅｎｓｏｒｓ．Ｓｅｉｓｍ．Ｒｅｓ．Ｌｅｔｔ．，６０（２）：３７－５７．Ｋａｇａｎ Ｙ Ｙ．１９９１．３－Ｄ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｏｕｂｌｅ－ｃｏｕｐｌｅ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓｏｕｒｃｅｓ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．Ｊ．Ｉｎｔ．，１０６（３）：７０９－７１６．Ｌｉ Ｄ Ｍ，Ｚｈｅｎｇ Ｊ Ｃ．２０１４．Ｒｅｌｏｃａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｏｃｔ．１，２０１３Ｒｕｓｈａｎ ｓｗａｒｍｓ．Ｑｉｌｕ Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ），１０（１）：２６－２８．Ｌｏｎｇ Ｆ，Ｚｈａｎｇ Ｙ Ｊ，Ｗｅｎ Ｘ Ｚ，ｅｔ ａｌ．２０１０．Ｆｏｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｏｆ ＭＬ≥４．０ｅｖｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ＭＳ６．１Ｐａｎｚｈｉｈｕａ－Ｈｕｉｌｉｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｏｆ Ａｕｇ ３０，２００８．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ），５３（１２）：２８５２－２８６０，ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０００１－５７３３．２０１０．１２．００８．ＬüＪ，Ｚｈｅｎｇ Ｙ，Ｎｉ Ｓ Ｄ，ｅｔ ａｌ．２００８．Ｆｏｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ａｎｄｓｅｉｓｍｏｇｅｎｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ＭＳ５．７ａｎｄ ＭＳ４．８Ｊｉｕｊｉａｎｇ－Ｒｕｉｃｈａｎｇ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ ｏｆ Ｎｏｖ．２６，２００５．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ），５１（１）：１５８－１６４，ｄｏｉ：１０．３３２１／ｊ．ｉｓｓｎ：０００１－５７３３．２００８．０１．０２０．Ｒｅｅ Ｊ－Ｈ，Ｃｈｏ Ｍ，Ｋｗｏｎ Ｓ－Ｔ，ｅｔ ａｌ．１９９６．Ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｅａｓｔｗａｒｄｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ ｂｅｌｔ ｉｎ Ｓｏｕｔｈ Ｋｏｒｅａ：ＴｈｅＩｍｊｉｎｇａｎｇ ｂｅｌｔ．Ｇｅｏｌｏｇｙ，２４（１２）：１０７１－１０７４．Ｒｏｄｒíｇｕｅｚ－Ｌｏｚｏｙａ Ｈ Ｅ，Ｑｕｉｎｔａｎａｒ Ｌ，Ｏｒｔｅｇａ Ｒ，ｅｔ ａｌ．２００８．Ｒｕｐｔｕｒｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｆｏｕｒ ｍｅｄｉｕｍ－ｓｉｚｅｄ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ ｔｈａｔｏｃｃｕｒｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ Ｇｕｌｆ ｏｆ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ．Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．Ｒｅｓ．，１１３（Ｂ１０３０１），ｄｏｉ：１０．１０２９／２００７ＪＢ００５３２３．Ｘｕ Ｘ Ｔ，Ｘｕ Ｚ Ｈ，Ｚｈａｎｇ Ｄ Ｎ．１９９５．Ａ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｃ ｇｒｉｄ ｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｆｏｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｕｓｉｎｇ Ｐ－ｗａｖｅ ｏｎｓｅｔ ｐｏｌａｒｉｔｙ ｄａｔａ．Ｓｅｉｓｍｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ ＧｅｏｍａｇｎｅｔｉｃＯｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ），１６（４）：３４－４２．Ｙｕ Ｃ Ｑ，Ｔａｏ Ｋ，Ｃｕｉ Ｘ Ｆ，ｅｔ ａｌ．２００９．Ｐ－ｗａｖｅ ｆｉｒｓｔ－ｍｏｔｉｏｎ ｆｏｃａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ），５２（５）：１４０２－１４１１，ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０００１－５７３３．２００９．０５．０３０．Ｚｈａｏ Ｌ Ｓ，Ｈｅｌｍｂｅｒｇｅｒ Ｄ Ｖ．１９９４．Ｓｏｕｒｃｅ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｂｒｏａｄｂａｎｄｒｅｇｉｏｎａｌ ｓｅｉｓｍｏｇｒａｍｓ．Ｂｕｌｌ．Ｓｅｉｓｍ．Ｓｏｃ．Ａｍｅｒ．，８４（１）：９１－１０４．Ｚｈｅｎｇ Ｊ Ｃ，Ｌｉ Ｄ Ｍ，Ｗａｎｇ Ｐ，ｅｔ ａｌ．２０１５．Ｆｏｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ａｎｄｓｅｉｓｍｉｃ ｔｅｃｔｏｎｉｃ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ２０１３Ｌａｉｚｈｏｕ Ｍ４．６ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓｅｑｕｅｎｃｅ．Ｓｅｉｓｍｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｇｅｏｌｏｇｙ（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ），ｉｎ ｐｒｅｓｓ．Ｚｈｅｎｇ Ｊ Ｃ，Ｃｈｅｎ Ｙ Ｔ．２０１２．Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｓｐａｒｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ ｄａｔａｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ｆｏｒ ｄｅｖｉａｔｏｒｉｃ ｍｏｍｅｎｔ ｔｅｎｓｏｒ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｇｉｏｎａｌｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ．Ａｃｔａ Ｓｅｉｓｍｏｌｏｇｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ），３４（１）：３１－４３．Ｚｈｅｎｇ Ｙ，Ｍａ Ｈ Ｓ，ＬüＪ，ｅｔ ａｌ．２００９．Ｓｏｕｒｃｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｓｔｒｏｎｇａｆｔｅｒｓｈｏｃｋｓ（Ｍｓ≥５．６）ｏｆ ｔｈｅ ２００８／０５／１２Ｗｅｎｃｈｕａｎ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ａｎｄｔｈｅ ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｓｅｉｓｍｏｔｅｃｔｏｎｉｃｓ．ＳｃｉｅｎｃｅｉｎＣｈｉｎａＳｅｒｉｅｓＤ：Ｅａｒｔｈ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，５２（６）：７３９－７５３．Ｚｈｕ Ｌ Ｐ，Ｈｅｌｍｂｅｒｇｅｒ Ｄ Ｖ．１９９６．Ａｄｖａｎｃｅｍｅｎｔ ｉｎ ｓｏｕｒｃｅ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｕｓｉｎｇ ｂｒｏａｄｂａｎｄ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｓｅｉｓｍｏｇｒａｍｓ．Ｂｕｌｌ．Ｓｅｉｓｍ．Ｓｏｃ．Ａｍｅｒ．，８６（５）：１６３４－１６４１．Ｚｈｕ Ｌ Ｐ，Ｒｉｖｅｒａ Ｌ Ａ．２００２．Ａ ｎｏｔｅ ｏｎ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ａｎｄ ｓｔａｔｉｃｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓ ｆｒｏｍ ａ ｐｏｉｎｔ ｓｏｕｒｃｅ ｉｎ ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｅｄ ｍｅｄｉａ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．Ｊ．Ｉｎｔ．，１４８（３）：６１９－６２７．附中文参考文献刁桂苓，于利民，李钦祖．１９９２．震源机制解的系统聚类分析———以海城地震序列为例．中国地震，８（３）：８６－９２．韩立波，蒋长胜，包丰．２０１２．２０１０年河南太康ＭＳ４．６地震序列震源参数的精确确定．地球物理学报，５５（９）：２９７３－２９８１，ｄｏｉ：１０．６０３８／ｊ．ｉｓｓｎ．０００１－５７３３．２０１２．０９．０１６．韩立波，蒋长胜．２０１２．２０１１年６月８日新疆托克逊ＭＳ５．３地震震源机制解反演．地震学报，３４（３）：４１５－４２２．黄建平，倪四道，傅容珊等．２００９．综合近震及远震波形反演２００６文安地震（ＭＷ５．１）的震源机制解．地球物理学报，５２（１）：１２０－１３０．李冬梅，郑建常．２０１４．２０１３年１０月１日乳山震群重新定位结果分析．齐鲁地震科学，１０（１）：２６－２８．龙锋，张永久，闻学泽等．２０１０．２００８年８月３０日攀枝花—会理６．１级地震序列ＭＬ≥４．０事件的震源机制解．地球物理学报，５３（１２）：２８５２－２８６０，ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０００１－５７３３．２０１０．１２．００８．吕坚，郑勇，倪四道等．２００８．２００５年１１月２６日九江－瑞昌ＭＳ５．７，ＭＳ４．８地震的震源机制解与发震构造研究．地球物理学报，５１（１）：１５８－１６４，ｄｏｉ：１０．３３２１／ｊ．ｉｓｓｎ：０００１－５７３３．２００８．０１．０２０．许向彤，许忠淮，张东宁．１９９５．求震源机制Ｐ波初动解的格点尝试概率法．地震地磁观测与研究，１６（４）：３４－４２．俞春泉，陶开，崔效锋等．２００９．用格点尝试法求解Ｐ波初动震源机制解及解的质量评价．地球物理学报，５２（５）：１４０２－１４１１，ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０００１－５７３３．２００９．０５．０３０．郑建常，王鹏，李冬梅等．２０１５．２０１３年莱州Ｍ４．６地震序列震源机制与发震构造初探．地震地质，待刊．郑建常，陈运泰．２０１２．稀疏台网反演区域地震偏量矩张量解的稳定性．地震学报，３４（１）：３１－４３．郑勇，马宏生，吕坚等．２００９．汶川地震强余震（Ｍｓ≥５．６）的震源机制解及其与发震构造的关系．中国科学Ｄ辑：地球科学，３９（４）：４１３－４２６．（本文编辑 何燕）２６４。
地理信息系统试卷b答案
河南大学环境与规划学院2006～2007学年第1学期期末地理信息系统试卷B卷答案一、判断题（每小题1分，共10分）1.与MIS 相比，GIS 主要增添了图形编辑功能。
（×）2. 由于GIS 与CAD 所处理的对象的规则程度不同，因此二者很难交换数据。
（×）3. 当地物范围确定时，栅格单元越大，则它所表达的地物的地理信息越详细。
（×）4. 只有明确的拓扑关系，GIS 才能处理各种空间关系，完成空间分析。
（×）5. 空间数据的格式转换分为两大类，一类是从适量格式转化成栅格格式，另一类是从栅格格式转化为矢量格式。
（×）6. 系统聚类分析的主要依据是把相似的样本归为一类把差异大的样本区分开来。
（×）主成分分析：通过数理统计分析，求得各要素间线性关系的实质上有意义的表达式，系统聚类分析：根据多种地学要素对地理实体进行划分类别的方法。
层次分析：将人的思维层次化，数量化，用数学方法提供定量依据。
判别分析：预先确定等级7. 栅格数据编码方法有链式编码、四叉树编码、块式编码和游程长度编码等。
（√）8. 对于不规则的离散高程数据采样点，可以用不规则三角网的方法生成DEM。
（√）9. 矢量形式绘图以设置像素颜色或灰度值为基本指令。
（×）10.无论采用什么数据压缩编码方法，对空间数据进行压缩处理，都会降低原始的精度。
（×）二、填空题（每空1分，共10分）1、实体的空间特征可以用空间维数来衡量，不同的实体对应的维数是：点为 0 维；面为 2 维。
2、作为信息系统，GIS由四个基本要素组成，它们分别是软硬件、应用模型、数据和应用人员。
3、在双元数据模型中，图形数据与属性数据是通过 ID 联系起来的。
4、所谓的拓扑关系是指实体之间的包含、邻接和关联关系。
三、选择题（每小题1分，共10分）1、获取栅格数据的方法有：（C ）A．手扶跟踪数字化法B．屏幕鼠标跟踪数字化法C．扫描数字化法D．人工读取坐标法2、矢量结构的特点是：（D ）A．定位明显、属性隐含B．定位明显、属性明显C．定位隐含、属性明显D．定位隐含、属性隐含3、在GIS 中组织属性数据，应用较多的数据库模型是：（A）A．关系模型B．层次模型C．网状模型D．混合模型4 、地理数据一般具有的三个基本特征是：（A）A.空间特征、属性特征和时间特征B.空间特征、地理特征和时间特征C 地理特征、属性特征和时间特征D.空间特征、属性特征和拓扑特征5、湖泊和河流周围保护区的定界可采用：（D）A. 空间聚类B.统计分析C.叠置分析D.缓冲区分析包含分析网络分析6、GIS 进入推广应用阶段是20 世纪：（D ）A.60 年代B.70 年代C.80 年代D.90 年代7、属性数据编码内容包括：（B ）A. 登录部分、分类部分和控制部分B. 登录部分、分类部分和配置部分C. 数字化部分、分类部分和控制部分D. 数字化部分、数据处理部分和数据分析部分8、栅格结构与矢量结构相比较：（D ）A.数据结构复杂，冗余度小B.数据结构复杂，冗余度大C.数据结构简单，冗余度小D.数据结构简单，冗余度大9、以下选项中不属于空间数据编辑与处理过程的是（D）A.数据格式转换；B.投影转换；C.图幅拼接；D.数据分发10、以下选项中不属于WebGIS 软件产品的是（D）A.Mapinfo ProServer；B.GeoMedia；C.ArcIMS；MapGuide ModelServerD.ArcGISDesktop四、名词解释（每个名词4分，共20分）1、地理信息系统地理信息系统（Geographical Information Systems或Geo－Information systems，GISs）有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。
地理信息系统及遥感名词解释
1．地理特征和现象的数据描写包括（空间位置）、（属性特征）及（时域特征）三部分。
2．地理信息的特征包括：1）空间相关性 2）空间区域性 3）空间多样性 4）空间层次性3.地理信息系统：是在计算机软、硬件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
4.与一般信息系统相比，地理信息系统具有如下的基本特征：1）数据的空间定位特征 2）空间关系处理的复杂性 3）海量数据管理能力5.GIS的基本功能：数据采集功能；数据编辑与处理；数据存储、组织与管理功能；空间查询与空间分析功能；数据输出功能。
6.GIS运行环境包括（计算机硬件系统）、（软件系统）、（网络）、（空间数据）和（管理应用人员）。
7.地理空间坐标系统通常分为（球面坐标系统）和（平面坐标系统）。
平面坐标系统又称为投影坐标系统。
8.根据简历坐标系统采用椭圆的不同，地理坐标又分为（天文地理坐标系）和（大地地理坐标系）。
9.深度基准：是指海图图载水深及其相关要素的起算面。
10.按地图投影的构成方法分类，可把地图投影分为（几何投影）和（非几何投影）。
几何投影：是把椭球面上的经纬网投影到几何面上，然后将几何面展为平面而得到。
11.我国规定1:1万、1:2.5万、1:5万、1:10万、1:25万、1:50万比例尺地形图，均采用高斯投影（即高斯—克吕格投影）。
12.地理空间：是指地球表面及近地表空间，是地球上大气圈、水圈、生物圈、岩石圈和智慧圈交互作用的区域，地球上最复杂的物理过程、化学过程、生物过程和生物地球化学过程就发生在该区域。
地理空间实体：就是对复杂地理事物和现象进行简化抽象得到的结果。
空间实体具有4个基本特征：空间位置特征、属性特征、时间特征和空间关系特征。
13.地理空间数据概念模型大体分为3类：对象模型、场模型和网络模型。
14.空间数据类型：几何图形数据、影像数据、属性数据、地形数据、元数据。
中国土壤学会土壤发生分类与土壤地理专业委员会和土壤遥感与信息
郑超硕士
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Nitrate and nitrite contents in vegetessment of dietary risks
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