伊朗巴姆6.5级地震同震形变场的获取与解译

介绍了雷达差分干涉测量的原理,利用星载合成孔径雷达差分干涉测量技术和ENVISAT ASAR雷达数据,成功获取了2003年12月26日发生在伊朗巴姆的6.5级地震引起的同震形变场,通过生成地表形变的剖面图及等值线图,对形变场进行了深入的解译与分析,同时根据相干图确定了地震造成破坏最严重区域的位置、分布及面积.     

利用合成孔径雷达差分干涉测量技术监测伊朗Bam地震同震形变场

介绍了差分干涉测量的原理、差分干涉数据对的选取方法,以及三轨法差分干涉测量数据处理的流程.利用星载合成孔径雷达差分干涉(D-InSAR)测量技术和ENVISAT ASAR雷达数据对2003年12月26日伊朗Bam 6.5级地震引起的地表形变场进行了测量试验,成功地获取了Bam地震的蝴蝶状的同震形变场生成了地表形变的等值线图,并且根据相干图确定了地震造成破坏最严重的区域的位置、分布及面积.试验证明D-InSAR技术是地表形变测量和地震研究的一个强大和有效的工具.     

时序InSAR技术及其在京西北试验区微小形变的应用研究

时序InSAR技术是近些年发展起来的一种新的InSAR测量技术.其中PS-InSAR技术是通过分析高相干的永久散射体相位变化信息提取形变,受时间和空间基线的限制小,该方法需要假设形变特征为匀速,同时需要大量的SAR数据（25景）来估算大气效应贡献值;短基线技术（SBAS）可以降低几何去相干的影响,同时较短基线使DEM误差的敏感性大大降低,但该方法通过一定大小的窗体计算相干性,并据此来选择时间序列稳定点,窗体操作降低了被选像元的分辨率,但抑制了噪声相位的影响;干涉图叠加方法（interferogram stacking）是将多幅差分干涉图进行叠加,提高结果中形变信息对大气干扰的相对精度,可以获取大区域的连续形变场;CR-InSAR技术将人工角反射器作为观测对象,通过建立CR点上的形变模型,实现对重点目标如滑坡、水库和断层的形变监测.     

巴姆地震地表形变的差分雷达干涉测量

利用星载合成孔径差分雷达干涉技术和ENVISAT卫星雷达数据, 获得了2003年12月26日伊朗巴姆的里氏6.5级地震引起的同震地表形变场,并详细地介绍了信号处理的过程. 利用地震前后的相干图的差异及形变场的突变棱线, 精确确定了地面上断层裂缝的位置、形状和长度. 这对震源理论模型的参数估计提供了依据. 由雷达干涉技术测量得到的形变场与理论模型模拟的结果一致.      

GB-InSAR监测大型露天矿边坡形变

对露天矿边坡实时、精确测量可以为边坡治理和预警提供可靠的信息,直接关系到露天矿的经济效益和生产的连续性.本文提出采用地基合成孔径雷达干涉测量技术(GB-InSAR)监测露天矿边坡,和常规测量方式相比,该技术具有高的空间分辨率和测量精度,实现与地形无关的差分干涉技术,能够获得多时相形变图和形变速度图,反映边坡的整体位移趋势,为露天矿边坡的运动历程分析提供了可靠的信息,并通过实验验证了GB-InSAR技术监测边坡的可靠性.     

D-InSAR技术应用于汶川地震地表位移场的空间分析

基于星载合成孔径雷达差分干涉测量技术(D-InSAR),利用7个条带共112景日本ALOS/PALSAR raw格式雷达数据,采用两通差分干涉处理模式,获取了2008年5月12日汶川MS8.0地震发震断层周围约450km×500km区域的同震形变干涉纹图。通过对干涉纹图的定性分析,确定了非相干带的分布范围,据此对相位连续条带和相位不连续条带采用不同的相位解缠方案,实现了7个条带的成功解缠,获得了数值化的干涉形变场图像,并通过形变等值线和跨断层形变剖面线等方法对干涉形变场的空间分布和演化特征进行了分析。结果表明:汶川地震造成的地表形变场沿映秀-北川断裂带分布,形变范围很大,但主要集中在发震断层南北两侧各约100km的近场区。其中断层附近由西向东宽约3015km,长约250km的区域为非相干带,是本次地震中变形最强烈并伴有地表破裂发生的区域,其形变梯度已超出InSAR测度能力。在非相干带两侧宽度各约70km,具有清晰可辨连续完整并向发震断层收敛的包络状干涉条纹区域是次一级形变区,距离发震断层越近,形变梯度和幅度越大,其视线向位移为北盘沉降,南盘抬升。相对于数据条带南北边缘,北盘最大累积沉     

基于MERIS水汽数据的ASAR干涉图改正

水汽延迟是InSAR技术的重要误差源,已成为高精度差分干涉测量的主要限制.本文比较分析了GPS与MERIS可降水量反演结果以及水汽变化量探测结果,研究发现两者探测到的水汽含量和水汽变化量均存在较好一致性.在此基础上,以南加州地区为例验证了差分MERIS PWV用于同步ASAR干涉图水汽改正的可行性,经过水汽改正干涉图质量提高了约23%,并进一步对比了InSAR形变监测结果与GPS探测到的形变,比较结果表明,消除水汽影响后干涉图形变结果可靠性提高了19%.     

基于ASAR升降轨数据解算于田Ms7.3地震3D同震形变场

对覆盖同一地区的ASAR升降轨数据进行二通法差分干涉处理,获取2008年3月21日于田地震在两种LOS方向下干涉纹图.通过对于涉纹图的判读,结合震源机制解、地质构造和余震分布,认为于田地震断层为略有走滑分量的NE向正断层.考虑到于田地震的走滑分量微小的特定形变特点,在形变场三维解算中加人沿断层方向形变值近似为0的约束条件,结合已有的升降轨LOS方向形变约束,可以满足求解三维形变场的条件.解算的三维形变场结果表明,在雷达相干区域内,下盘抬升最高值达到15 cm,上盘沉降最大值达到22 cm,水平拉张的最大形变值出现在下盘,形变量达115 cm,这说明于田地震拉张特征明显.该结果为进一步认识于田地震的同震变形特征提供参考.     

基于PSInSAR技术的海原断裂带地壳形变初步研究

常规差分干涉测量(DInSAR)受时间、空间失相干的严重制约和和大气延迟等相位误差的影响,难以实现对长期累积微小地壳形变场的有效探测.PSInSAR技术克服了常规DInSAR的局限性,能够高精度监测微小地壳形变.本文首先介绍了PSInSAR技术的算法模型和处理方法.该方法通过二维线性相位模型,对时序干涉图象上相干点目标...     

利用GPS与InSAR研究西安现今地面沉降与地裂缝时空演化特征

西安孕育严重的地面沉降及地裂缝灾害,严重制约着城市的现代化发展,本文采用GPS精密定位和InSAR遥感差分技术对西安地面沉降和地裂缝进行变形监测与分析,获取了西安地面沉降与地裂缝整体变形现状的珍贵信息,通过对这些变形信息的研究分析,揭示了西安现今地面沉降与地裂缝时空演化特征和机理：随着停止或限采地下水,西安地面沉降量级由20世纪90年代中期的最大年沉降速率20～30 cm/a减少到不足10 cm/a,且超过60%的沉降区域的年沉降速率已由90年代中期的5~8 cm/a减少到不足2 cm/a;原有的沉降中心大部分已不存在或大大减小;地裂缝在时空活动与分布上与地面沉降存在明显的关联性;地面沉降和地裂缝随着西安高新区的建设向南、西南、东南逐步扩展.     

Earth Fissures in Su–Xi–Chang Region,Jiangsu, China

The earth fissures in the Su-Xi-Chang area are caused by differential land subsidence due to long-term excessive groundwater withdrawal and controlled by the bedrock ridge or cliff underlying. There have been more than 15 earth fissures in the area since 1989. The field investigations have lasted for more than 20 years. The earth fissures generally have a main fissure and a number of secondary ones parallel to the main one. The main fissure (crack) has a scarp, is steeply dipping, and can be more than 2000 m long. Geophysical surveys (2D or 3D seismic investigation, controlled source audio frequency magnetotelluric sounding, and electric sounding) combined with geological drilling are effective for the investigation of earth fissures. Geodetic leveling is effective to monitor the ground deformation across the earth fissure, so is the extensometer for the opening of the fissure. The activities of earth fissures are directly related to different stages of land subsidence and controlled by geological abnormalities. Most earth fissures in the area are still active.     

地裂缝环境下马蹄形地铁隧道与土体相互作用的研究

以穿越地裂缝带的西安地铁2号线为研究背景,通过数值模拟对地裂缝作用下马蹄形地铁隧道与土体相互作用的机理进行了研究。研究结果表明：随着上、下盘位错量的增加,地裂缝处受影响的土体范围逐渐增大,土体的竖向位移也逐渐变大;上盘下降过程中,下盘隧道顶部沉降变形最大,上盘隧道顶部沉降变形最小;隧道的变形区域出现在预设地裂缝两侧,并且随着竖向位错的增大而增大,当错距d=100mm时,地裂缝处的隧道结构发生破坏。隧道的最大主应力位于结构出现裂缝和受剪切破坏的区域,随着位错量的增加,隧道的最大主应力变化剧烈。地裂缝处,隧道结构上部靠下盘区域受拉,靠上盘区域受压,隧道结构下部靠下盘区域受压,靠上盘区域受拉。在实际工程中,地铁隧道穿越地裂缝时,宜采用分段式隧道结构。     

华北区地裂与地震活动周期性分析

作者在发现多处历史地裂缝的基础上,研究了华北七省历史记载的94起地裂缝。发现四千多年来,它们与历史地震一样至少出现七个完整的活动周期,平均长前者312年后者长317年。两者活跃期和隐伏期相吻合。这一规律的发现为用地裂资料推断未来地震活动趋势提供了依据。     

大同铁路分局地裂缝带的三维构造特征及其成因分析

通过实地考察、槽探和浅层地震探测等手段以及对地质构造和地下水超采环境的分析，详细地研究了大同铁路分局地裂缝带的三维构造特征，指出现今处于发展中的地裂缝带是由东向西扩展的，扩展速率为２６０～５２０ｍ／ａ，地裂缝带两侧的差异升降运动速率达２２．１～２４．４ｍｍ／ａ，主地裂缝带的水平拉张速率约１．１１～１１．６ｍｍ／ａ，垂直错动速率０．２～８．５７ｍｍ／ａ，左旋错动速率１．８７～３．５７ｍｍ／ａ。地裂缝带的活动方式为无震蠕滑型，扩展中的地裂缝是一种无震的地质灾害     

基于分形理论的地裂缝成因机制研究.

依据分形理论分析了清徐境内交城断裂带、地裂缝以及地貌的分形结构特征.同时根据分析结果讨论了地裂缝、断裂以及地貌之间的内在联系,并对清徐地裂缝的成因机制进行了研究.     

基于FLAC3D数值模拟的清徐地裂缝与交城断裂成因关系研究

基于断裂力学理论,应用FLAC3D数值模拟方法对交城断裂活动时附近土体的变形特征进行模拟计算。计算结果表明:断层活动带动上覆土层差异沉降及应力场变化,当断层错动量达到一定程度,断层附近出现拉应力区,土体在拉张应力和自身重力作用下产生垂直差异形变,从而产生地裂缝。将数值模拟结果与方山探槽揭示的地裂缝剖面特征进行对比,二者结果相互印证,说明清徐地裂缝是交城断裂活动的结果,二者具有明显的对应关系,地裂缝为构造成因裂缝。数值模拟结果为研究断裂和地裂缝成因关系提供了佐证。     

西安地裂与地裂学——地球科学的一门新分支

在对西安地裂进行了全面综合研究的基础上,本文对各种不同的地裂灾害进行了归纳分类,並对其各自的成因进行了初步分析。给出了各类地裂在中国的宏观分布及地裂灾害最严重的地区——汾渭盆地的地裂分布。提出了在地裂的研究中,理论上要认识在多因迭加下浅部地层的非均匀、软弱、多相介质中断裂的失稳、扩展及终止的规律;应用上要解决各类建筑的防裂减灾技术问题,並能服务于环境、资源保护和城市规划,同时,还可以为地震预报、开发地热等工作提供某些基础资料。地裂学就是旨在完成上述任务的一门新兴的边缘学科,它将作为地球科学的一门分支学科在“国际减灾十年”中应运而生。     

震源车地震勘探技术在西安地裂缝勘探中的试验研究

为克服巨大的城市环境干扰,采集高质量的人工地震勘探数据,将大吨位震源车引入到西安地裂缝人工地震勘探中,并在真实城市道路环境下对已知地裂缝进行多项试验,包括抗干扰效果、勘探深度、震源工作参数、垂直叠加次数、不同主频检波器接收、勘探排列长度、最佳反射波接收窗口等,最后将人工地震勘探结果与钻探结果进行验证对比。结果表明,大吨位震源车在实际道路干扰环境下可以得到理想的地震反射剖面,剖面中地裂缝异常明显,推测解释的地裂缝在地面的位置可信。     

Monitoring land subsidence and fault deformation using the small baseline subset InSAR technique: A case study in the Datong Basin,China

The Datong Basin is located to the north of the Fenwei Graben Basin, where ground fissures and subsidence are common geological hazards. The Datong Basin is also one of China's main energy bases and is known as “the hometown of coal”. In this study, the small baseline subset InSAR technique was used to process 40 scenes of Envisat ASAR images that cover this area. The magnitude and distribution of subsidence in the Datong Basin were obtained. Additionally, the relationships among the regional land subsidence, ground fissures and fault activity were addressed. The results reveal that Datong ground subsidence is affected by the groundwater exploitation and the nearby faults. The Datong ground fissures are controlled by regional fault activity (e.g., seismic activity) and its interaction with the ground subsidence. Meanwhile, the influence of surface precipitation on ground fissure activity was analyzed. The differential subsidence on both sides of the ground fissures was also studied.     

Ground fissure hazards in the USA and China

Tremendous losses were caused by ground fissure hazard both in USA and China. Six states of southwestern USA and seven provinces of central China were affected by the destructive ground fissures. The aseismic ground fissure hazards usually take place in land subsidence area. The comparison of the two countries’ ground fissures were given including ground fissure formation, evolution, mechanics of destruction and countermeasures against them. The destructive ground fissures occurred about a half century earlier in USA than in China. The mechanisms of various ground fissures were analyzed with interdisciplinary studies. It has been found that the preexisted faults are serving as the bases of forming modern ground fissure, and human activities, e.g. over pumping ground water, or oil, can accelerate the creeping of the fissures and make them destructive to many kinds of civil engineering. The countermeasures to mitigate ground fissure hazard were put forward, not only in science and technology but also in social administration. The successful practices in the two countries were introduced as examples.