汶川地震震后GNSS形变分析

采用国际通用高精度数据处理软件对1999—2015年汶川地震震后龙门山断裂两侧分布的109个GNSS连续站和区域站资料进行数据处理与分析,得到各测站点水平向坐标时间序列。考虑2013年芦山地震同震位移影响,通过时间序列分析,获取震后该区域109个测站在2010—2015年间累计震后形变场,断裂带上盘靠近震中的近场区域,水平向最大震后位移达到5~7 cm。基于震后黏弹性松弛模型,通过格网搜索,根据3种不同破裂模型分别反演龙门山断裂上盘中上地壳最佳弹性层厚度估值与下地壳/上地幔黏弹性层最佳黏滞系数,获取3种不同破裂模型在2010—2015年间震后形变观测值与模拟值分布。根据模型二反演得到的模型参数,推估汶川地震在未来几十年内对周边区域地壳形变影响,其中仅2018—2058年40年尺度累计震后位移最大能达到19 cm。     

利用InSAR数据的汶川地震形变场提取及分析

以2008年5月12日发生在中国四川的Mw 7.9级汶川地震为研究对象,由于汶川地震发生在植被覆盖茂密、地形起伏大的龙门山山区,常规的C波段雷达在这些区域几乎得不到任何有意义的信号,采用日本JAXA的L波段ALOS/PALSAR覆盖震区的震前和震后6个条带的卫星数据,以SRTM-DEM数据作为外部DEM,利用GAMMA软件进行二通差分干涉测量处理,获取了覆盖震区的同震形变场;并使用国家重大科学工程“中国地壳运动观测网络”项目组公布的震区GPS同震观测结果,与InSAR观测结果进行了比较分析,表明两者之间具有很好的一致性,通过传统差分干涉获取到的形变量精度可以达到cm级。     

汶川地震重灾区堰塞湖次生灾害危险性遥感评价

地震堰塞湖的破坏性不亚于地震灾害的直接破坏,开展堰塞湖的危险性评估,对灾后重建具有重要的参考意义.利用高分辨率遥感数据,结合辅助数据,确定了汶川灾区52处主要堰塞湖的名称、空间位置,识别出其鲜明的线状空间分布特征.堰塞湖的危险性评价,分为极度危险(1个)、高度危险(5个)和危险(46个)3个等级.遵循溃坝威胁区确定原则和方法,对堰塞湖溃坝威胁区进行了分析和划分,结果表明,重灾区受堰塞湖溃坝威胁的总面积为963.27km2,涉及18个县市(区)的134个乡镇.最后,对汶川地震重灾区的重建规划和堰塞湖风险规避提出了初步的建议.     

利用GNSS基线分析芦山Ms7.0级地震前后应变演变特征

利用中国地壳运动观测网络6个GNSS基准站2011~2014年的观测数据,解算了芦山Ms7.0级地震近场区域的GNSS基线长度变化时间序列。从投影后的平面基线出发,给出了由基线长度变化求解面应变的方法。利用基线线应变、基线所得的最大剪应变、最大面应变和第一、第二剪应变等5个物理量分析了地震前后地壳运动的动态演变过程。线应变序列结果显示,整体地壳形变表现为NW-SE向挤压,S-N向拉张状态,震前线应变异常并不明显,震后经过调整又恢复为原线性变化趋势,总的线应变仍在持续积累。面应变序列结果显示,震前出现了不同程度的非正常偏离,尤其出现了明显的闭锁状态和反向加速过程,整个变化曲线类似抛物线的弧形,与岩石力学形变理论相吻合。由第一剪应变的显著异常变化,推断发震断层南缘在这次地震活动中产生了强大的左旋剪切构造力。     

国内部分IGS站点汶川地震前后的时变特征

在介绍各种GPS静态方法和动态定位方法的基础上,对我国武汉及昆明IGS站点在汶川地震时的时变特征进行了分析,通过数据处理可以发现,IGS跟踪站点在地震前后的动态结果无论是采用双差结果还是精密单点定位结果,都显示其有明显的变化,而采用动态定位更能显示这种变化。同时,IGS跟踪站点长期变化还无法反映地震的前兆影响。     

川滇区域活动块体运动与应变特征地震影响分析

本文利用川滇1999—2007、2009—2015年GNSS实测速度场,通过引入平移-旋转-应变模型,构建该区域地震前后的活动块体运动和应变模型,有效对块体运动和块体的应变特征进行了分离,并据此分析了该区域地震前后块体运动和应变特征。结果表明,巴颜喀拉和羌塘块体东向运动有明显增大趋势;汶川地震后川滇块体与羌塘块体边界带相对挤压运动明显增大,巴颜喀拉-华南块体边界带南段形成了较大的挤压应变,川滇块体与华南块体相对运动没有明显变化。     

汶川地震GPS形变约束的破裂分段特征及滑移

为了解2008年汶川地震破裂分段特征及滑移,采用弹性位错模型和模拟退火算法,数值模拟汶川震区密集的GPS同震形变。结果表明,GPS同震形变场至少需要用铲状的映秀-北川五断裂加上灌县－江油断裂来模拟,该模型对GPS数据的符合程度与汶川地震滑动分布模型相当,基本反映了汶川地震破裂特征。映秀－北川断裂总长255~294km。南段以逆冲为主,分上下两层,最深达30km。中段右旋走滑和逆冲都很大,而北段以右旋走滑为主。映秀段地震周期最短为3000年。破裂上层深度14km可能是龙门山中央断裂的闭锁深度。汶川地震可能源于相邻块体的相对运动和挤压、深部滑脱或浅部闭锁,在薄弱构造处首先爆发地震。     

汶川地震应急监测评估方法研究

以汶川地震灾害应急遥感监测评估过程为例,介绍了利用遥感技术等手段对巨灾灾情进行应急监测评估的技术方法,并重点对四川、陕西和甘肃3省受灾较重的152个县(市、区)进行了应急评估.结果表明,汶川地震房屋倒损严重,受灾人口分布点多面广,受灾程度总体上与断裂带分布呈明显对应关系,山区受灾重于平原,农村重于城镇.四川省汶川、北川、青川、绵竹等12个县(市、区)受灾极为严重,甘肃省文县和陕西省勉县等受灾相对较重,利用地面调查数据验证,证明了评估结果具有较高的准确性.提出了基于遥感数据研判、空间分析外推技术的自下向上、逐级汇总的应急评估技术路线,能够发挥遥感数据的优势,也能保证应急评估的时效性,同时有利于组织大规模协同运行与综合结果生成,具有良好的科学性和可操作性,特别适合于巨灾灾情遥感应急评估工作.     

三维激光扫描技术在汶川什邡地震遗址虚拟重建中的应用研究

利用三维激光扫描快速、高精度、非接触、直接获取研究对象表面空间三维数据的技术优势,对汶川地震遗址三维虚拟重建进行应用研究。对震后不规则建筑物点云数据的分块拼接、处理,以及三维模型的真实再现进行技术探讨和实践,为震后灾害遗址全貌重现,地震工业遗址纪念展示园区规划提供重要依据。     

汶川Mw7.9与日本Mw9.0地震同震电离层扰动研究

通过分析研究2008年的汶川Mw7.9地震、2011年的日本Mw9.0地震,发现伴随强震的发生,存在明显的同震电离层扰动现象。这种现象持续时间较短,一般在震前30～40min出现,并在震后大约10min达到极值,然后逐渐消失。持续时间及强度和震级存在着密切的关系,具体来说,震级越大其异常值也越大,持续时间也越长。另外一个值得注意的现象是,在震中附近出现较为明显的正异常的同时,距离震中较远的地区出现了负异常。     

汶川地震震后形变的GPS反演

通过对汶川地震后震区附近的GPS连续站资料的高精度数据处理,获得各测站的时间序列。利用时间序列分析,求得震后松弛时间约为38d,并获得各测站的震后位移。基于粘弹性松弛模型,对震后位移进行了模拟,反演出龙门山地区地壳的弹性层厚度的最佳估值为45km,粘弹性层的粘滞系数的最佳估值为1.8×10¹⁹ Pa.s,该结果与地震学以及地球物理学等给出的结果基本一致。     

2008年汶川地震前的形变异常及机理解释

2008年5月12日发生了汶川8.0级大地震,震前的定点形变观测值曲线异常很少。震后通过对定点形变观测台站的震前数据进行了深入分析和处理,发现在汶川8.0级地震前存在形变异常,且距震中较近的台站,出现的异常信息的频率较高;距震中稍远的台站,出现的异常信息的频率较低。对这些现象进行了初步的解释。     

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。     

基于GPS观测数据的汶川地震断层形变反演分析

通过高精度数据处理方法获取了2008年5月12日汶川地震(Mw=8.O)可靠的同震形变位移,较大形变主要在汶川、青川和北川县,其中最大同震形变不在震源处,而在北川县,水平方向达到2.3 m,垂向为0.7 m.并进一步采用分布滑动模型,利用弹性半空间均匀位错理论反演得到同震断层滑动分布.研究结果表明,不约束断层滑动特性的反演结果显示汶川地震断层不仅仅是右旋、逆断层,还伴随着少许左旋走滑及正断层变化.其地震矩张量为2.38X1021N·M,基于反演的断层滑动分布正演的区域同震形变场主要变形区域分别在都江堰-汶川县,北川县,青川县等一带,地表最大变形达到东方向4.5m,北方向0.8m,具有极强的右旋走势,均与野外地质调查结果相符合.     

地形变观测揭示的汶川Ms8.0级地震同震响应与影响

利用GPS、跨断层长水准、跨断层短水准与基线等多手段、不同时空尺度地形变观测资料,研究了2008年5月12日四川汶川县Ms8.0级地震同震响应及对周围地区的影响。分析表明了汶川地震发震区呈相当显著的逆冲兼右旋走滑同震变化,大震对其附近的甘川交界东段——甘川陕交界区、鲜水河断裂南段及与龙门山断裂、安宁河断裂的Y字型交汇区及其附近影响相对明显,对其应变积累可能以一定程度增强作用为主。     

长距离动态GPS数据处理方法与汶川地震引起的动态地壳形变特征分析

利用长距离GPS动态数据处理方法,根据四川GPS网地震前后的观测数据,计算出了四川GPS网各站点地震前后的位移量。以相对稳定的雅安站为参考站,计算出了绵阳站和郫县站的动态变形序列。汶川地震动态地壳变形分析结果表明,地震期间,绵阳站和郫县站的主运动朝向西北方向,同时伴随有小幅摆动。在高程方向,绵阳站出现先上升后下降的运动特征,郫县站出现上下波动特征。     

空间信息技术用于汶川地震救灾

近年来重大自然灾害频发,给世界各国造成了重大经济损失和人员伤亡,空间信息技术在自然灾害救助中发挥越来越重要的作用."5·12"汶川地震灾害发生后.全国相关涉灾部门充分利用空间信息技术为汶川地震救灾提供科学有效的决策支持,在灾害应急响应中发挥了巨大的作用.从地震灾害快速响应的空间信息需求以及汶川地震救灾的空间信息技术支持2个角度,从高时空分辨率遥感数据获取、遥感数据快速处理、灾害信息变化检测与次生灾害监测等3个方面,分析了空间信息技术在救灾中具体发挥的作用.总结了空间信息技术辅助汶川地震救灾中的经验和教训,为今后空间信息如何更好地服务于自然灾害救助,提出了中国空间信息技术发展的思路与建议.