عنوان مقاله :
مدلسازي ميدان جابهجايي ژيودتيكي ناشي از فعاليتهاي مخزن ماگماي آتشفشان و تحليل حساسيت پارامترهاي مدل
عنوان فرعي :
Modeling of geodetic displacement field caused by the activities of the volcano’s magma reservoir and sensitivity analysis of the parameters of the model
پديد آورندگان :
علي صوفي، مينا نويسنده دانشجوي كارشناسي ارشد، دانشكده مهندسي نقشهبرداري، دانشگاه خواجه نصيرالدين طوسي، تهران Alisufi, M , وثوقي، بهزاد نويسنده دانشيار، گروه مهندسي ژيودزي، دانشكده مهندسي نقشهبرداري، دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي، تهران Voosoghi, B
اطلاعات موجودي :
فصلنامه سال 1394 شماره 0
كليدواژه :
مدلسازي ميدان جابهجايي , تغيير شكلهاي آتشفشان , مدل موگي , genetic algorithm , Volcanic deformation , Mogi model , الگوريتم ژنتيك , تحليل حساسيت , Displacement field modeling , Sensitivity analysis
چكيده فارسي :
بررسي حركات آتشفشان و تغيير شكل سطحي حاصل از آن، امري ضروري ميباشد. مدلهاي آتشفشاني در بررسي تغيير شكل پوسته، ديد باارزشي نسبت به ويژگيهاي آتشفشانها و رفتارشان در طول زمان فراهم ميكنند. يكي از مدلهاي تحليلي ميدان جابهجايي ژيودتيكي آتشفشان، مدل موگي است. اين مدل، مخزن ماگماي آتشفشان با هندسه كروي را به منزله منبع تغيير شكل فرض ميكند. مدلسازي ميدان جابهجايي با استفاده از مدلهاي تحليلي موجود مستلزم مشخص كردن پارامترهاي ريولوژي و زمينشناسي مخزن آتشفشان است. بهعبارتي، با در نظر گرفتن فرضياتي در مورد خصوصيات پوسته زمين در منطقه موردنظر، ميتوان از ميدان جابهجايي حاصل از مشاهدات ژيودتيك درحكم مسيله مقدار مرزي مدلهاي تحليلي استفاده كرد و با حل معكوس اين معادلهها به پارامترهاي مخزن دست يافت. در اين تحقيق پس از استخراج پارامترهاي مدل با استفاده از الگوريتم ژنتيك، مدلسازي ميدان جابهجايي ناشي از آتشفشان با مدل تحليلي موگي صورت گرفت. در ادامه پس از مدلسازي ميدان جابهجايي، تحليل حساسيت ميدان جابهجايي نسبت به پارامترهاي ورودي مدل عملي شد. در اين تحليل ميدان جابهجايي به تغييرات كميتهاي مختصاتي مركز منبع بيشترين حساسيت را نشان داد. اما تغييرات كميت اختلاف حجم منبع، تاثير قابلتوجهي بر ميدان جابهجايي ايجاد نكرد. يكي از نتايجي كه اين تحليل بهدست ميدهد اين است كه مدل در تعيين پارامترهاي موقعيت منبع قويتري است ولي براي تعيين پارامتر تغيير حجم منبع ضعيف عمل ميكند. بهمنظور استخراج پارامترهاي موقعيت منبع، ميتوان با تغيير اين پارامترها و عكسالعمل خروجي مدل و مقايسه آن با مشاهدات به مقدار بهينه آنها دست يافت.
چكيده لاتين :
Volcanoes and their eruption indicate dynamic process of the inside of ground, which are often located along the boundaries of tectonic plates. Study of movements and surface deformation of the volcano is essential because surface deformation reflects changes in the subsurface. In the studies of crustal deformation, volcanic models provide valuable insights of the features of volcanoes and their behavior throughout time. These models have been adjusted based on geodetic and seismic geological data. According to the geometry of deformation source, various models have been proposed for volcanoes. One of the analytical geodetic displacement models is Mogi model, which assumes the volcanoʹs magma reservoir with spherical geometry as a source of surface deformation. in the Mogi model, the Earthʹs crust has been described as a half-bound elastic body which is called an elastic half-space. Half-space is a planar surface, which is taken as surrounding an environment and extended indefinitely in all direction. Displacement field of the Mogi model is caused by hydrostatic pressure change in a finite spherical source with a radius smaller than its depth in an elastic half-space. Modeling of displacement field using the analytical models requires determination of rheological and geological parameters of the volcanic magma reservoir. Hence, by taking into account the assumptions about the properties of the crust in the desired area, one can obtaine displacement field from geodetic observations as the boundary value problem of the elastic models. Then geophysical and geological parameters can be obtained by solving the inverse problem. On the other hand, solving the inverse problem has many answers. Hence, optimization algorithms are used to solve this problem. Optimization algorithms gain the most likely answers.
In this study, parameter extraction was performed by genetic optimization algorithm. In this algorithm mating probability 50% and mutation probability 5% was assumed for a population of 1,000 subjects. RMSE (Root Mean Square Error) of inversion was 0.006 mm. After determining the required parameters, the displacement field modeling was done by the Mogi model. Finally, The sensitivity analysis of the displacement field to changes of the model input parameters was evaluated. The purpose of sensitivity analysis is to discover changes in which the input parameters, most affected the model output. An important result that can be extracted from the sensitivity analysis is that a more sensitive parameter is a more one reliable in the parameter extraction process. By performing this analysis, the displacement field showed most sensitivity to the coordinate quantities of the source center and least sensitivity to the volume change of the quantity of magma reservoir. This analysis indicates that the Mogi model is more robust in determining the location parameters of the source, but is poor in determining the source volume change parameters. In order to extract the parameter, it can be possible to obtain the optimal value by changing the sensitive parameters and comparing the output with the observations. It is notable that the Mogi model is very sensitive to the shallow sources.
عنوان نشريه :
فيزيك زمين و فضا
عنوان نشريه :
فيزيك زمين و فضا
اطلاعات موجودي :
فصلنامه با شماره پیاپی 0 سال 1394
كلمات كليدي :
#تست#آزمون###امتحان