地震灾害以其突发性和不可准确预测性对人类生活影响较大,其中2008年的汶川地震对中国人民造成巨大生命和财产损失。20世纪地震学的最大进展之一是发现地震发生在断层上,随着空间技术的发展,GPS技术能够精确的获取地壳的形变信息,结合地质和地球物理资料,探求强震的孕育、发生以及发展规律,从而最大限度的降低地震的破坏程度。龙门山断裂地质构造复杂,活动不稳定。本文以龙门山断裂带为研究区域,采用GRACE数据计算其周围的重力变化,研究同震形变的的分布规律,并构建速度场模型,分别采用三角形法和四边形法计算其应变变化分布。结合GPS、水准数据对龙门山断裂的断层模型进行了反演计算,论文的主要工作与成果如下:(1)研究了关于地壳形变的位错理论及卫星重力,基于矩形半空间弹性位错理论模型数值模拟计算地表水平位移、垂直变化、以及重力变化的分布。当利用GRACE数据计算地表重力变化时高斯滤波对去条带误差的效果,其结论为当平滑半径为600km时,效果良好。(2)龙门山断裂的同震位移分布特征为在以映秀-北川断裂为中心的震中区范围内,离开断裂便很快衰减,在龙门山断裂带的形成强烈的地壳水平方向的缩短,再加上龙门山断裂带西侧附近区域的GPS站的运动方向南部偏向南,而北部偏向北的有序偏转。(3)计算龙门山断裂带及周边2004~2015年的平均GRACE重力场变化相对于2003年的重力场的变化,并通过应力场变化计算,进一步证明了汶川地震的发生与GRACE重力变化相关;其中成都附近地区的GRACE重力异常变化在汶川地震前后变化较为显著。(4)当用多面函数法建立龙门山断裂的速度场模型时,若选择过多的结点出现过拟合现象,研究了光滑因子对模型精度的影响,结论为光滑因子在[0.001-0.05]范围内取值,对模型的精度影响甚微。(5)利用GPS观测数据分别基于三角形法和四边形法计算分析了该龙门山地区的水平主应变、垂直主应变以及XY面、XZ面和YZ面的剪应变。通过分析对比,最后结果显示水平应变在处于断层附近的应变为正负应变的积累,与地质结果对比正好对应于公认的青藏高原板块向东运动碰到刚性的华南地块后应变在两个板块边缘高度积累,进而导致地震发生的事实一致。垂直应变结果显示在主断裂带以东南应变为负值,以西北应变为正,说明东南部地表略有下沉,西北部地表出现抬升情况,恰与龙门山断裂带东侧以下降为主地质结果相吻合。(6)采用粒子群算法反演龙门山断裂地震断层滑动参数时,将复杂断层看成是22个子断层单元组合,来逼近真实的模型。当采用单一数据反演时,GPS的反演结果与水准数据的反演结果具有一致性。均显示为垂直断层方向的断层滑动最为突出,其次为走滑方向,表现出该断层滑动以右旋、逆冲运动为主,断层运动性质与构造地质结果基本一致。当采用多种数据联合反演时,把gps?作为未知数,与断层参数一起同时反演的反演结果优于采取常规的等权分配的反演结果。