短基线集InSAR技术用于大同盆地地面沉降、地裂缝及断裂活动监测

大同盆地是我国地面沉降、地裂缝等地质灾害集中发育区之一。采用短基线InSAR方法对覆盖该地区的40景EnvisatSAR数据进行了处理,获取了大同盆地的地面沉降分布特征,分析了典型沉降区的时间序列形变特征,研究了盆地地面沉降、地裂缝及断裂活动之间的相互影响。研究表明,大同市地面沉降受地下水开采影响明显,同时其走向受断裂带控制。此外,还分析了大同机车厂地裂缝的水平及垂直活动特征,及其与降水量的关系。     

基于PSInSAR技术的常州地表形变监测研究

地面沉降已成为我国主要地质灾害之一,本文利用27景Envisat ASAR数据,采用点目标干涉测量(IPTA)技术,以常州市为实验地区,得到常州地区2007 ～ 2011年间地表形变沉降速率图,结果表明,常州市区存在多处严重沉降,最大沉降速率达-31 mm/a,表明IPTA技术在城市地面沉降监测中有广泛的应用前景.     

利用小基线集技术(SBAS)监测泉州地区地表形变

差分干涉测量(DInSAR)技术可用于监测厘米级甚至毫米级的地表形变。文中选用2007—2011年期间19景日本ALOS1/PALSAR数据,采用短基线集技术(SBAS)获取了该地区的形变时间序列和平均沉降速率。研究结果表明:泉州东南部地区整体上呈抬升态势,上升速率为5mm/a左右,主要是受到亚欧板块和西太平洋板块互相挤压作用的结果;泉州东南部有多处出现地表沉降,沉降的结果与泉州市统计的地区地下水开采数据相当吻合,因此沉降主要与地下水过度开采相关。     

利用DInSAR技术检测地裂缝分布及走向

地裂缝是一种独特的城市地质灾害,在我国分布越来越广,但人类无法阻止其活动,这严重阻碍我国经济建设的发展和危及人民的生命财产。本文利用差分干涉测量（DInSAR）技术,以河北省廊坊市大城县为例,选用2016年6月至2016年11月期间3景RADARSAT-2数据,获取了该地区的地表形变信息。参考2009年该地区的地裂缝信息,对该地的地裂缝分布及走向进行了分析及预测,为生产单位和当地政府部门对地裂缝地震灾害的治理和预防提供了决策依据。     

利用ALOS数据获取汶川MS8.0地震的震前形变

利用合成孔径雷达干涉测量的短基线技术对汶川震前的地表形变进行面状监测。获取的是日本卫星L波段的ALOS PALSAR传感器拍摄的卫星数据。在Gamma软件处理下,将2007年6月至2008年5月的时隔320 d的6景数据,利用stacking技术得到汶川震中地区在震前一年内的变形速率。变形特征表明,沿着汶茂断裂带呈“凸”字形分布特征,断裂带处最大隆升值达24 cm,断层两侧出现下降的趋势,在绵虒镇附近达到最大沉降值22 cm。与前人用D-InSAR所做出的研究结果相比,二者具有很好的一致性。     

时序InSAR技术的潍北平原地面沉降分析

针对潍北平原地区较为严重的地面沉降灾害,该文通过长序列地面沉降监测资料全面掌握了该地区地面沉降现状,为该地区地面沉降的预防治理提供科学依据.该文利用SBAS-InSAR技术对潍北平原地区2017年8月-2019年10月期间的Sentinel-1A数据进行了处理.基于水准测量数据对监测结果进行验证,获取了该区域的地面沉降时空分布特征,对沉降典型特征点的时序形变特征进行了分析,研究了地面沉降与地下水之间的相关性.结果表明:2017-2019年间最大沉降速率超过50(mm·a-1)的区域主要包括寿光市羊口镇、营里镇、侯镇,寒亭区大家洼镇、央子镇以及昌邑市龙池镇;地面沉降受地下水超采的影响较为显著,地面沉降漏斗与深层地下水降落漏斗分布特征基本一致.     

用多时相InSAR技术研究廊坊地区地下水体积变化

利用多时相InSAR(multi-temporal InSAR,MTI)技术,以河北廊坊市城区为试验区,利用两个Track覆盖的SAR数据获取了该地区2007～2010年间的高精度地面沉降速率场。结果表明,廊坊市中心城区存在一个非常明显的沉降漏斗,其最大地面沉降速率为76.0mm/a。在此基础上,利用自由应力下的体积应变模型进行地下水体积变化反演,显示该地区的体积变化最大达到-1.15×10-4/a,整个研究区的地下水年抽取体积达554万m3。     

基于PS-InSAR的聊城东部地表沉降监测与分析

国家新型城镇化发展规划对优化城镇化布局及形态、健全防灾减灾救灾体制提出了要求,近几年随着工业化发展,地表沉降现象从大中型城市向城镇发展,城镇地区的地表情况越来越引人重视。聊城位于鲁西平原地区,地质构造疏松,由于矿产、地下水开采等原因,出现地表沉降现象。为加强该地区防灾减灾能力建设,本文采用PS-InSAR技术,利用2016年3月至2018年3月的52景Sentinel-1数据对聊城东部地区地表沉降情况进行了监测与分析,结果表明沉降主要发生于茌平及聊城市区东南部,沉降面积达900 km2,最大年平均沉降量达-135.3 mm/a,测区范围内沉降具发展空间大、发展趋势强等特点。本文根据该区域沉降特征结合历史影像资料,推断出地表沉降主要原因为过度开采地下水,并根据该区域水源分布特征提出几点建议。     

小江断裂带地壳运动特征及地震危险性研究

利用1999~2013年间川滇地区的GPS速度场观测数据和块体模型研究小江断裂带地壳运动特征及地震危险性。结果表明:小江断裂带闭锁程度较高,应变量积累较大,在地表以下6km的闭锁程度约为0.94,滑动亏损速率约为(9.2±0.4)mm/a,整条断裂带左旋走滑速率约为(10.8~12.1)mm/a。结合小江断裂带上的历史地震数据估算,小江断裂带未来地震最大震级为7.3级,与近年来断裂带活动较为活跃相吻合。     

小基线集技术在地面沉降监测中的应用

小基线集技术(SBAS-InSAR)是近年提出的一种新的InSAR时间序列分析方法,它能有效地克服时空时间和空间失相干现象等限制性因素,且具有可增加时间采样率,对影像数量要求不高等优点.本文详细介绍了SBAS技术形变监测原理,并利用22期ALOS卫星的PALSAR数据进行了试验,获取了西安市2007～2011年的时间序列形变值,成功地反演了该地区在2007年1月至2011年2月的地表形变时空演变过程.获取的西安市地表形变成果,对进一步认识地裂缝的演变发展、预报灾害以及城市的可持续发展具有深刻的指导意义.     

基于水准与重力资料的首都圈地区形变分析

针对近年来首都圈地区形变分析手段的单一性,该文利用该地区2001、2007、2014年3期精密水准复测资料和2009、2014年两期流动重力数据,处理获得该地区2001—2007和2007—2014两个时间段的垂直形变特征和2009—2014年重力场累积动态变化特征,同时利用水准资料对同期重力变化结果进行垂直形变效应改正,获取校正后的重力场变化特征。实验结果表明:首都圈平原地区受华北地下水开采影响较为严重,垂直形变呈现明显的下沉现象,而在山区可以较为客观地反映构造运动信息。重力变化的垂直形变效应改正量基本在10×10-8(m·s-2)以内,对异常形态没有影响,研究区的重力场变化主要是对地壳深部介质密度变化和物质迁移过程的主要反映。     

采用TerraSAR-X数据监测西安地裂缝形变

基于3m分辨率的TerraSAR-X数据对覆盖西安地区的活动地裂缝进行了定位与监测研究。数据为2009-12-03～2010-03-23共6景Strip模式数据。实验结果显示,高分辨率TerraSAR数据是监测地裂缝很好的数据源,但为了获取高精度的监测成果还需要特别考虑时间和基线去相干因素。二轨法监测结果显示,活动地裂缝往往出现在稳定区域与形变区域的转折部位,而采用人工角反射器技术可以监测出mm量级的地裂缝相对形变信息。     

C和L波段SAR数据在填海新区的应用及特性分析

收集了35景C波段ENVISAR ASAR和20景L波段ALOS PALSAR数据,采用时间序列合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar,InSAR）分析技术获取了典型的填海新区-上海临港新区2007年~2010年间的沉降速率场。从空间、时间密度以及监测精度方面,对C和L波段的数据的形变估计结果进行对比,并进而讨论C波段和L波段数据在填海新区地表形变探测差异的原因以及数据在填海新区监测的特性。     

利用多源重力观测数据反演渤海湾地区构造应力场

以最小二乘配置为基础,推导了基于观测信号的自适应融合算法。对渤海湾地区航空重力、陆地重力和卫星测高3类实测数据进行了基于观测信号的自适应融合处理,提高了融合区域重力观测数据精度。采用融合后的重力异常数据反演了渤海湾地区构造应力场,并结合地震历史资料进行初步分析,总结了该地区构造应力场的总体特征。反演结果表明,渤海湾地区构造应力场方向整体上呈现朝北方向,构造应力场清晰显现出郯庐断裂带和张家口-蓬莱断裂带分布,并且在郯庐和张家口-蓬莱断裂带唐山至张家口段构造应力聚集程度高、构造应力值也较大,表明该地区构造运动活跃,与该地区地震活动历史资料相符。     

基于ALOS1/PALSAR的漳州沿海区域地表沉降监测

近十年来,漳州市沿海地区频繁发生地面沉降、塌陷等灾害,造成了巨大的经济损失和安全隐患,同时还会引发海水入侵以及土地盐碱化等环境问题。因此,快速及时监测沿海地区地表沉降信息对于保护沿海地区的安全具有重要意义。合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)具有大范围、高精度以及高空间分辨率等优势,逐渐成为地表沉降监测的有效手段。为此本文利用2007年7月至2011年3月的34景ALOS1SBAS-InSAR技术获取了漳州沿海地区的平均沉降速率和累积形变量,并结合地质信息对研究区域的形变特征进行解译。结果表明,古雷半岛的古雷石化基地、漳江三角洲地区以及杜浔镇和沙西镇的南部地区在该时间段/a;此外,该地区地表形变机制主要与石化产业园地下水开采、液化储气设施建设以及地区软土层分布有关。本文的研究结果对漳州以及沿海地区的地质灾害防治与预测具有重要的参考价值。     

SBAS技术在南京河西地表沉降监测中的应用

由于地质条件的影响及城市化进展的不断加快,南京河西地区地面沉降日趋明显。本文以2007-2011年16景日本ALOS PALSAR卫星升轨数据为例,采用SBAS技术分析了河西地区的沉降趋势,反演了研究区的地表形变场,并与水准测量数据进行了对比,验证了SBAS用于沉降监测的准确性和时效性。     

基于GPS观测数据的云南地区地壳形变特征研究

利用1999~2013年间多期GPS观测数据,将云南地区分为5个活动块体,研究区域现今水平运动特征、应变特征以及各块体的运动特征,反演主要活动断裂带的走滑速率。结果表明,区域水平运动具有北强南弱的特征,小江断裂带、红河断裂带对云南地区构造活动具有明显控制作用,改变了断裂带两侧的运动特征;区域应变具有明显的差异,西部以拉张应变为主,东部小江断裂带周边地区拉张和挤压应变均衡且为强应变区,滇东地区应变较小;各块体运动方向与速率存在差异,滇东块体为逆时针旋转,其余块体顺时针旋转;基于块体模型反演的主要断裂带的走滑速率与地质方法获取的走滑速率具有较好的一致性。     

PS-InSAR在沛县矿区地表沉降监测中的应用

以徐州北部重要煤矿产地沛县为例,采用永久散射体时序分析技术(PS-In SAR)对2007~2011年间的18景ALOS PALSAR影像进行时序分析,反演了该地区这4 a间由于煤矿开采造成的地表形变过程。实验结果表明,(1)实验区域存在两处较大矿区形变,分别为沛城煤矿和孔庄煤矿,其沉降中心区沉降速率分别达到-38 mm/y和-18 mm/y,且与实际矿区的空间分布位置一致;(2)受孔庄煤矿开采的影响,沛县北部的省道321以及县内道路沉降也较为明显,沉降速率为-8 mm/y;(3)其他形变区域中心形变速率为-6^-16 mm/y。     

利用机载LiDAR数据提取与分析地裂缝

机载激光扫描可获取植被茂密地区的数字地形模型(DTM),但将其用于茂密植被覆盖区地裂缝提取方法的研究还不多见。以湖南冷水江市浪石滩为试验区,基于机载Li DAR的激光点云数据,研究了植被覆盖区地裂缝的提取方法,分析了地裂缝的微地貌特征。首先对离散的三维激光点云数据依次进行基于不规则三角网滤波、高程滤波及回波信息强度滤波提取地面点,以保留完整的微地貌微特征;然后构建不规则三角网,反距离加权内插生成数字高程模型(DEM),提取地裂缝识别参数,同时基于最小曲率对地裂缝进行线性探测,提取地裂缝的长度信息,且利用地裂缝剖面信息分析其微特征,结合识别参数分析地裂缝的稳定性。研究结果表明:利用机载Li DAR点云数据提取的地裂缝识别参数,能够确定地裂缝的位置、坡度坡向、长度和深度信息,有助于判定地裂缝的稳定性;在植被较为茂密、地面点密度稀疏的区域,保留一定的低矮植被所提取到的DEM能更好地保留地裂缝的微地貌特征。     

环渤海及营口-潍坊断裂带位移场演化特征

针对渤海周边地区及营口-潍坊断裂带,收集并统一处理该地区1999年以来的GPS数据,依据最新的观测成果跟踪该区域地壳运动的动态变化;采用块体运动方程计算营口-潍坊断裂带的活动速率,并分析该断裂带的活动性质。结果表明,1999-2010年营口-潍坊断裂带为右旋,2011-2013年为左旋,日本3·11地震使北北东向营口-潍坊断裂带改变了走滑活动性质,反映了3·11地震使华北东部区域应力场有明显地变化,也表明华北地区的构造活动受印度-欧亚碰撞带和太平洋-欧亚板块俯冲带的活动程度制约。日本3·11大地震使本区拉张显著,应变能有一定卸载性变化。本文的研究结果对于理解营潍断裂带地震活动性与规律及区域动力学状况具有一定的参考价值。