鹤岗煤矿区地面沉降时空特征InSAR时间序列监测研究

随着煤矿资源的开采,鹤岗地区地面沉降现象逐渐加剧。以鹤岗煤矿区作为研究对象,收集2019年8月31日—2021年8月20日的59景Sentinel-1B SAR影像,采用SBAS时间序列InSAR技术提取煤矿开采引起的地面沉降。对鹤岗煤矿区地面沉降在空间上的演化过程进行分析,重点研究了鹤岗南部富力煤矿、兴安煤矿和峻德煤矿地表形变的时空演化特征,结果表明:鹤岗煤矿区的地面沉降呈现出不均匀、漏斗式的运动特征,提取的19个沉降漏斗全部对应鹤岗煤田开采区,最大形变位于新陆煤矿开采区,形变速率约370mm/a。在研究期内,自相对于第一景影像的沉降漏斗形成后,后续矿井开采沉降漏斗的空间形态基本保持不变。鹤岗南部富力煤矿和兴安煤矿4号形变点所在工作面的地表形变仍然处于快速下沉状态,有必要持续跟踪。     

DInSAR与SBAS InSAR矿区地面沉降监测能力对比分析与验证

DInSAR与SBAS InSAR是目前常用于矿区地面沉降监测的两种InSAR技术.以山东济南某矿区地面沉降为研究对象,利用DInSAR、SBAS InSAR对覆盖该矿区的28景Sentinel-1A SAR影像进行处理,获取2018年07月至2019年06月期间的矿区地面沉降信息,利用矿区工作面开采信息与同时期水准监测数据,定性和定量地对比、分析和验证了这两种InSAR技术的矿区地面沉降监测精度和能力.研究发现,在沉降边缘区域,DInSAR和SBAS InSAR的监测结果与水准监测结果之间的差异较小,能较好反映矿区沉降的实际情况,而在沉降中心区域,二者的监测结果与水准监测结果有较大差异,监测能力不足.相比较而言,DInSAR技术在矿区沉降中心的快速大形变监测中更可靠,SBAS InSAR技术在矿区周边缓慢微小形变监测中精度更高.DInSAR和SBAS InSAR监测到的沉降值与水准监测结果之间的绝对差值曲线呈现出沉降漏斗边缘小、中心大的特征,这一发现可为后续研究DInSAR和SBAS InSAR监测结果的校正方法提供重要参考.     

GPS技术在上海市地面沉降研究中的应用

上海市自1998年开始开展了利用GPS技术监测地面沉降的研究,先后进行了可行性论证、GPS基准网建设、数据处理和平差方法的探索等一系列课题的研究,并布设了由34点组成的覆盖整个上海市的地面沉降监测基准网.为了进一步提高基准网的监测精度和沉降监测的时空分辨率,于2004年又布设了4个24小时连续运行的GPS固定站,对上海市地面沉降实施连续监测.为了考查GPS沉降监测的大地高可能达到的精度,研究合理的观测纲要与数据处理方案,本文在介绍并总结了上海市地面沉降GPS监测工作的同时,分析了GPS沉降监测基准网前后6期的观测数据.数据分析采用GAMIT/GLOBK软件包和GPS_NET软件,计算结果表明,在基线边长达到30～40km时,GPS在大地高方向上的中误差仍可控制在2mm左右,由此推算GPS监测地面沉降的分辨率在3mm左右,完全能够满足上海市地面沉降监测的需要.     

联合GPS和InSAR研究海原-六盘山断裂现今的地壳变形特征

海原—六盘山构造区为青藏高原东北部构造变形最为显著的区域之一,历史强震活动频繁,是研究青藏高原NE向扩展的重要窗口和地震孕育过程的理想场所。文中处理了跨海原-六盘山断裂2014—2020年期间2个轨道的时序Sentinel-1A/B SAR数据,获得了该区域InSAR视线向现今的地壳形变场。融合公开发表的近十多年时间尺度的水平GPS地壳运动速度场,获得了研究区高密度地壳水平形变场。对比GPS、水准和InSAR观测结果,以及GPS-InSAR融合的高密度水平形变场,分析讨论了该区域的地壳形变、应变场特征及其与构造之间的对应关系。主要结论如下：1)GPS和InSAR观测表明,1920年海原8.5级大地震的震后黏弹性松弛效应在海原断裂南侧至今仍较为明显;2)GPS-InSAR高分辨率水平形变场表明,狭义海原断裂左旋滑动速率的递减主要发生在中东段,而中西段递减并不显著,可能与海原断裂向六盘山断裂之间由左旋走滑向逆冲推覆构造转换有关;3)六盘山断裂中—南段的地壳垂直形变和水平形变场特征均显示,该段断裂可能处于强震孕育的中晚期,根据反演得到的断层运动参数和地震地质资料,估算六盘山断裂中—南段发生强...     

青藏亚板块强震时空演化特征研究

以中国大陆及邻区的亚板块分区为基础,研究了1900~2005年间青藏亚板块区内7级强震活动的时空演化特征。结果表明:在时间序列上,7级强震活动可划分为5个活跃期和4个平静期。活跃期持续时间平均为(12±3)年,7级强震的平均频度为8.5次,80%的活跃期最大地震震级达8级以上;平静期持续时间平均为7年,前3个平静期较短,仅4~7年。在空间演化特征上,活跃期内存在A、B两类平静区。此外,在35°N纬线附近存在东西响应迁移区,26°N纬线以南的云南地区有7级强震由南向北迁移轮回的现象。沿东西和南北方向,将研究区分为东、中、西三部分和北、中、南三段进行研究,发现主体活动区的地震活动存在由东部→西部→中部→东部,以及由北段→中段→南段→北段的迁移轮回现象。根据上述特征,对青藏亚板块下一活跃期可能的开始时间、主体活动区及强震发生的地点进行了预测。     

太原盆地地面沉降时序InSAR监测与季节性变形小波分析

太原盆地长期过量超采地下水,区域地下水位持续下降,导致了严重的地面沉降. 地面沉降的时空演变特征与地下水位的动态演化具有很强的相关性. 本文使用2015—2020年的Sentinel-1卫星数据进行时序SBAS-InSAR处理,获取了太原盆地地表形变速率和时间序列,并采用季节性形变模型分离形变时间序列中的线性趋势和季节性周期信号. 基于小波变换分析方法,定量分析了地表沉降与地下水位的周期演化特征以及两者之间的时间滞后关系. 研究发现：(1)地面沉降主要发生在太原盆地中部(小店—清徐—交城—祁县—太谷一带,速率达到-70.0 mm·a^-1)、西侧边山(清徐—交城一带,速率达到-63.4 mm·a^-1)和南部(孝义—介休一带,速率达到-72.2 mm·a^-1);(2)由于地下水压采和“引黄入晋”引水工程等一系列水资源管理措施的实施,太原市区地下水位回升,地面由沉降转变为抬升,整体抬升速率约9 mm·a^-1;(3)太原盆地中部(清徐—祁县—太谷一带)地表形变随着地下水位的季节性“开采—补给”作用而呈现出明显的“沉降—反弹”周期变化特征,年周期形变振幅达到26.2 mm;(4)盆地内季节性地表形变和地下水位变化之间的时间滞后关系不明显(仅为22天),说明该区域低渗透粘土对延缓含水层系统压实的影响有限. 本文结果可为太原盆地地面沉降防控和水资源可持续开采利用方案的制定提供科学依据.

     

新疆帕米尔东北侧地区现今地壳运动的GPS监测研究

通过加密帕米尔东北侧地区的GPS监测网并进行复测,结合周边地区的IGS站数据,计算得到了该地区40多个GPS点位运动速率,由此得到了该地区的现今地壳形变速率图及GPS基准站的时间序列。结果表明：各GPS站主要运动方向为北北西,基本上与天山褶皱带走向正交,即形成对天山的正向挤压。伽师附近及其西南区的运动形态与周邻测站有所不同,表明伽师地区的构造变形与近几年地震活动有某种关联。环塔里木盆地周边点在各区内的速率变化较小,方向也基本一致,说明塔里木盆地内部变形较小或基本不变形。     

唐山大震前后一般震群与前兆震群时空演化特征研究

通过对华北地区１９７０－１９９１年震群活动资料的研究发现;（１）在唐山大震前６－７年,华北地震群活动出现波浪式起伏增强特点,大震后区域震群活动总体关系产;（２）唐山大震前的震群逐渐形成条带分布,震后３年条带走向消失：（３）唐山大有的震群活动显示出一定的迁移性;（４）大震前５年,满足ｂ、Ｋ、ｈ、Ｕ和ｐ中的任意３个指标的前兆震群在７．８级主震周围大量出现。     

利用InSAR技术研究新疆阿什库勒火山群现今活动性

新疆于田县以南250km处的阿什库勒盆地内部,坐落着由10余座主火山和数十个子火山组成的阿什库勒火山群.该火山群海拔较高,气候恶劣,现今活动性未知.文中基于Envisat ASAR和ALOS PALSAR卫星影像资料,利用干涉图堆叠技术和短基线集合成孔径雷达干涉测量技术提取了阿什库勒火山群地区2003-2010年的地表形变场,并据此分析了火山的现今活动状态.结果表明,2008年于田地震之前(2003-2007年),阿什库勒火山群地区比较稳定,形变不明显;2008年于田地震之后(2008-2010年),阿什库勒火山群地区整体有沿雷达视线方向隆升的态势,累积最大约1cm,为震后块体应力调整的结果,并非火山活动引起的地表形变.而于田地震地表同震破裂带北端则显示出了较强的东向水平运动和垂向下沉运动的形变态势,累积最大约6cm.     

华东地区前兆场时空演化特征的模糊识别

利用模糊数学中异常从属函数方法对１９９０～１９９７年华东地区１６种前兆观测方法,近５万组数据的综合前兆场进行了时空演化特征研究。结果表明,异常从属函数ｕ对发生在华东地区的Ｍs≤５．０地震有较好的映震能力,可作为中期、中短期预报的综合指标,对地震三要素可作出较为准确的判定。