مدل سازی تغییر مختصات های مسطحاتی ایستگاهی در یک شبکه ژئودزی کلاسیک در چارچوب های مرجع itrf

آشنایی با نحوه حرکت و تغییر مختصات نقاط سطح زمین در طول زمان، برای انواع کاربردهای ژئودتیک امری بسیار مهم و ضروری است هدف از تحقیق حاضر ارائه مدلی جهت پیش بینی تغییر مختصات نقاط سطحی زمین در اثر حرکت دائمی صفحه های زمین ساختی و زمین لرزه ها در محدوده رشته کوه های البرز است. مدل ارائه شده در این پایان نامه یک مدل پویاست چون ما را قادر می سازد تا با استفاده از آن روی زمین پویا تعیین موقعیت وابسته به زمان انجام دهیم. در این پایان نامه از مشاهدات میدان سرعت gps جمور و همکاران در سال 2010 به عنوان قید در مدلسازی استفاده شده است. در این پایان نامه به منظور مدلسازی جابجایی های ناشی از لغزش در گسل ها، از مدل تحلیلی اکادا استفاده شده است که بر پایه تئوری نابرجایی فرموله شده است. مدل ارائه شده از دو قسمت اصلی تشکیل شده است. در قسمت اول مولفه های افقی سرعت ناشی از حرکت های دائم و بین لرزه ای محاسبه می شوند. بدین منظور با استفاده از مشاهدات gps و بر اساس نظریه نابرجایی، مدل قادر به پیش بینی مولفه های افقی سرعت در هر موقعیت از محدوده مورد مطالعه است. بهبود پارامترهای گسل ناشی از زمین لرزه ها با بهره گیری از تکنیک های مختلف حل مسئله معکوس و بر اساس روش های مشاهداتی نظیر gps و insar جهت بالا بردن دقت خروجی های مدل است. هدف نهایی از انجام مشاهدات ژئوفیزیکی، تعیین ساختارهای زمین-شناختی از داده های ژئوفیزیکی است که به دلیل ساختار درونی پیچیده زمین کار مشکلی است. به دست آوردن اطلاعات مربوط به پارامترهای یک گسل با استفاده از مجموعه مشاهدات تغییرشکل آن، مسئله معکوس است. اغلب مسائل معکوس در گروه مسائل فرو معین واقع می شوند و جواب منحصربه فردی ندارند. از آنجایی که مسئله معکوس به طور مستقیم قابل حل نیست، از روشهای بهینه سازی برای حل آن استفاده می شود. در واقع روش های بهینه سازی به دنبال پارامترهایی از گسل هستند که با استفاده از این پارامترها اختلاف بین جابجایی های سطحی مشاهده شده و جابجایی های سطحی به دست آمده از مدل کمینه گردد. در این تحقیق برای به دست آوردن پارامترهای گسلی و برای انطباق بهتر مدل و مشاهدات gps، از بهینه سازی به روش الگوریتم ژنتیک استفاده شده است که خطای مربعی متوسط (rmse) به دست آمده از بردار سرعت مدل سازی شده با استفاده از مدل تحلیلی اکادا و مشاهدات gps ، به عنوان تابع هدف تعریف شده است، که ما در این تحقیق برای rmse به بهترین مقدار عددی mm/yr 0.97 رسیدیم. برای تست صحت در پایان 3 ایستگاه مشاهداتی را از مدل سازی کنار گذاشتیم و با باقی مشاهدات مدلسازی را انجام دادیم. سپس با مدل بدست آمده بردار سرعت را در نقاط مشاهداتی محاسبه کردیم، انطباق این دو بردار سرعت مهر تأییدی بر صحت مدلسازی انجام شده است. در قسمت دوم مولفه های افقی سرعت، ناشی از حرکت هم لرزه توسط مدل بر اساس نظریه نابرجایی محاسبه می شوند. جهت محاسبه تغییر مختصات مابین دو مقطع زمانی، سرعت پیش بینی شده توسط مدل در قسمت اول به اختلاف زمانی ضرب شده و با جابه جایی مرتبط با زمین لرزه های رخ داده در پریود زمانی مشخص شده که در قسمت دوم مدل محاسبه شده جمع برداری می شود. با استفاده از این مدل سازی، جابجایی در نقاطی از یک شبکه ژئودزی کلاسیک که 25 سال از تاریخ برداشت آن ها می گذرد تخمین زده شد و در چارچوب itrf تغییراتی حداکثری 95 سانتیمتری ناشی از حرکات بین لرزه ای در برخی نقاط محاسبه گردید که قابل چشم پوشی نیستند.