Page 5 - 《武汉大学学报（信息科学版）》2025年第10期

1940 武 汉 大 学 学 报 （信 息 科 学 版） 2025 年 10 月

等，但模型的模糊性特征仍然存在。而联合多个 究中重要的观测数据源。文献［26］利用 InSAR
数据集能够通过克服每个地球物理方法的内在 震后形变观测对 2001 年 Mw 7.8 中国青海可可西
限制显著改善地球物理反演的结果，有效减少模 里地震震后形变机制进行研究，反演了震后余滑
型模糊性 。 和上地幔粘滞系数。文献［27］联合 GNSS和 InSAR
［2］
但是，由于联合反演的观测数据不只限于地 观测反演确定了 2008 年 Mw 7.9 中国四川汶川地
球物理观测，也包括大地测量、摄影测量与遥感 震的同震滑动分布模型。文献［28］根据地面形
观测等数据，因此地球物理联合反演这个名称并 变观测研究了 1966 年中国河北邢台地震的震源
不能确切地表达其内涵。随着高精度、高分辨率 过程，属于中国最早利用大地测量观测资料进行
的 空 间 大 地 测 量 观 测（包 括 全 球 导 航 卫 星 系 统 大地测量地球物理联合反演的研究。大地测量

（global navigation satellite system， GNSS）、合 成 观测作为大地测量地球物理联合反演的核心数
孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aper‑ 据，其优势在于其能准确监测地表的长期动态形
ture radar， InSAR）、激光测卫、甚长基线干涉测 变信息和地表重力变化信息，这些变化是地下形
量、影像大地测量和卫星重力测量等）的出现，大 变源（构造或非构造运动）或地球内部的密度分
地测量地球物理联合反演问题（理论）应运而生。 布不均匀在地表的响应。
文献［3］首次提出了大地测量地球物理联合 在文献［3］之前，大地测量地球物理联合反
反演，它指的是以大地测量观测为基础，结合地 演概念尚未有明确的命名，文献［3］首次使用了
球物理观测，利用地球物理学建立的模型联合反 大地测量地球物理联合反演。此后，大地测量地
演其参数 ［4-9］ 。大地测量地球物理联合反演为地 球物理联合反演被广泛应用于解决地球物理建

球科学提供地球动力学（数学物理）模型，推动了 模问题，这些问题具有一个相同的特征，即从不
地球内部运动机制的深入研究。在资源勘探和 同观测数据中确定一致的模型参数。在联合反
管理中通过对地下结构和性质的研究，该反演方 演框架中结合具有敏感性和分辨率互补特性的
法可以有效地指导勘探活动，寻找潜在的资源储 数据集，可以克服单一数据集反演过程中存在的
量，同时在地震 ［10-15］ 、火山喷发 ［16］ 和滑坡 ［17-18］ 等地 问题，如分辨率有限和解非唯一性等。
质灾害的预测方面有重要作用。
2 大地测量地球物理联合反演研究
1 大地测量地球物理联合反演发展 现状
历史
大地测量地球物理联合反演涉及 3 个关键研
国际上最早利用大地测量观测来解决的地 究内容：函数模型、随机模型（相对权比）和反演
球物理问题是地震震源机制反演 ［19］ ，文献［19］利 算法（图 1），下文分别从这 3 个方面阐述大地测量

用三角网观测到的地表水平位移反演确定地震 地球物理联合反演的研究现状。
断层物理参数。文献［20］利用三角网观测数据 2.1 联合反演函数模型
构建二维螺旋位错模型，以此反演确定了美国加 目前常见的大地测量地球物理联合反演模
利福尼亚中部的相对板块运动。文献［21］根据 型包括：地震震源机制联合反演模型（大地测量
三角观测数据计算得到了美国加利福尼亚南部 和地震波数据联合）、地震破裂过程联合反演模
地区应变结果。随着 GNSS 的出现，利用 GNSS 型（大地测量和地震波数据联合）、地壳运动速度
获得的大地测量数据开始广泛应用于地壳形变 场和应变率场联合反演模型（大地测量和地震矩
研究 ［22］ 。文献［23］利用地表水准和 GNSS 观测 张 量 数 据 联 合）等（见 表 1）。 其 中 ， Okada ［29-30］ 、
的地表位移反演计算了青藏高原应变场和应力 Okubo ［31］ 等基于位错理论推导了断层错动引起的

场 。 文 献［24］利 用 2018 年 Mw 8.2 斐 济 地 震 的 地表位移和重力变化等经典表达式，成为了地震
GNSS震后形变观测研究地幔粘度结构。文献［25］ 同震变形反演断层参数和滑动分布研究、震后形
首次利用 InSAR 技术恢复了 1992 年美国兰德斯 变反演震后余滑或下地壳和上地幔粘滞性系数
地震的同震形变场，此后 InSAR 成为地壳形变研 研究、震间形变反演断层面滑动亏损研究中广泛