多手段InSAR技术研究及其在同震、震间形变监测中的应用

正近年来,我国地震灾害频发,且强度大,分布广。2008年汶川地震、2010年玉树地震和2013年雅安地震等给当地居民带来了巨大的灾害损失。在地震孕育期间,孕震体介质必然产生形变。而地震的孕育发生与地壳形变有着非常密切的关系,地震的孕育和发生是地壳应力场异常活动导致地壳介质形变的结果。目前可将InSAR技术很好地应用到地震的同震及震     

基于InSAR技术的六盘山断裂带形变特征研究

正六盘山断裂带是青藏高原东北缘与鄂尔多斯地块西南缘的过渡部位,同时与东西向的中央造山带相交,是中国大陆东西与南北构造重要的构造转换域,六盘山隆升与青藏高原构造活动有密切的联系,被认为是青藏高原向北东方向扩展的前缘,是认识青藏高原横向扩展如何控制中国大陆西部内部弥散变形和大陆动力学的关键所在。由于GPS和水准等手段受到地域和空间分辨率的限制,无法详细的描述六盘山断裂带地区的地壳形变特征,而近年来,随着合成孔     

基于InSAR的甘孜—玉树断裂带现今地壳形变监测

<正>1研究背景甘孜—玉树断裂带为巴颜喀啦块体和羌塘块体交界处的一条主断裂,具有较高的强震发生背景。相关研究有：闻学泽等（1985）研究认为,甘孜—玉树断裂带是中生代至今的大型活动断裂,以左旋走滑运动为主;闻学泽等（2003）针对甘孜—玉树断裂中300 km段落展开调查,拟合得到断裂带水平滑动速率最佳估值为12±2 mm/a;     

阿尔金断裂带东段地表破裂分段研究

对活动断层进行正确的分段有助于我们对地震造成断层的发生、发展过程有一个正确的认识。阿尔金断裂带是青藏高原北部的巨型左旋走滑断裂带 ,将青藏高原和塔里木盆地两大构造单元截然分开。通过对阿尔金断裂带东部青崖子—宽滩山的Spot数字化卫星影像资料进行详细的分析 ,结合研究区内的断错地貌和前人的古地震研究成果 ,对阿尔金断裂带东段进行了地表破裂性分段。将阿尔金断裂带东段青崖子—宽滩山分为 3段 :青崖子—芦草湾为阿克塞破裂段 ;芦草湾—北祁连山逆断裂为疏勒河破裂段 ;北祁连山逆断裂—宽滩山为宽滩山破裂段。其中阿克塞破裂段的最后破裂时间晚于 (5 2 4± 0 4 0 )kaB .P .,疏勒河破裂段最后破裂时间早于 (6 97± 0 5 3)kaB .P .,而宽滩山段的最后破裂时间估计晚于 5kaB     

基于InSAR技术的张家口定点形变观测场地形变监测

针对张家口定点形变观测场地伸缩仪NS向观测曲线在2020年6月至12月出现加速上升的异常变化,以张家口定点形变观测场地为研究区域,基于Sentinel-1 SAR降轨数据并采用小基线集技术对场地进行形变监测,并获取了2018—2020年该区垂向年平均形变速率和形变时间序列。研究结果表明：张家口断裂两侧地表在垂向的相对运动速率小于1 mm/a,断层活动性较弱;张家口断裂在NNW-SSE向拉张应力作用下,使得断层南盘地表相对北盘出现较为明显的沉降运动,导致张家口伸缩仪NS向观测出现张性加速趋势变化异常现象。     

基于PS-InSAR的蓟运河断裂震间形变监测研究

采用2014年10月22日至2019年4月11日之间的26景Sentinel-1升轨数据,基于PS-InSAR技术对蓟运河断裂这一隐伏断裂进行形变监测试验。结果表明：(1)研究区受地面沉降干扰强烈地区在南部宁河一带,向北地面沉降逐步减弱,在蓟运河断裂北段以北一带基本无地面沉降现象。(2)研究区北部的视向线形变速率在蓟运河断裂北段一带在0 mm·a^-1左右,向北随远离断裂形变速率增大,表明研究区北部受近东西向燕山隆起控制,有向南掀斜运动的趋势。(3)蓟运河断裂北段活动方式为黏滑,其两盘的视线向相对形变速率差约为1.83 mm·a^-1,蓟运河断裂南段两盘形变速率差小于2.96 mm·a,与2005—2012年的水准测量结果相近,表明蓟运河断裂2005年以来活动速率较为稳定。(4)在受到地面沉降影响下,隐伏断裂的InSAR形变场包含更多的非构造信息,无法获取断裂的具体形变速率。但断裂活动会导致断裂两盘含水层厚度不同,地下水超采造成的地面沉降幅度也不同,相应的其InSAR形变场在断裂两盘出现突变,对隐伏断裂的位置判定有一定意义。     

高级时序InSAR地面形变监测及地震同震震后形变反演

差分干涉测量技术(differential interferometry technique,D-InSAR)是在InSAR技术基础上发展起来的,主要应用于测量地表微小形变。该技术在监测地震形变、火山活动、冰川运动、城市地面沉降以及山体滑坡等领域得到广泛应用,但实际研究中存在很多局限性,例如轨道参数误差、地形数据误差、大气延迟误差、时空去相关引起的相位解缠误差以及系统噪音误差等。这些因素成为InSAR高精度形变探测应用的主要限制。InSAR时序分析方法是目前解决常规D-InSAR处理过程中各种精度制约因素的主要方法之一。本文以InSAR时序分析中几个关键技术问题为研究目标,开展InSAR时序关键技术研究。本文取得的创新点如下:(1)在传统相干点提取方法的基础上,提出了一种新的提取方法:满秩相干点。该方法将干涉冗余网络图中节点和边结合起来构建满秩矩阵,并依此作为相干点提取指标。实验结果表明,满秩相干点提取法不仅能有效提高相干点的空间分布密度,而且能保留相干点的最优测量精度。(2)将大气延迟相位分成3种分量,即长波长大气相位、短波长大气相位以及地形相关的大气相位。在此基础上,利用网络法分别对3种类型大气延迟相位进行校正。网络法可以估算出每个时刻的大气延迟误差,再重构每一幅干涉图的大气延迟误差。实验结果分析表明,采用网络法能精确模拟出每个时刻大气延迟误差和每幅干涉图中的大气延迟相位。(3)离散点相位解缠误差是时序分析过程中主要误差源之一,直接影响后续时序分析结果的精度。本文提出一种利用网络闭合环残差方法,对离散相干点相位解缠误差进行检测和校正。该方法可以有效识别出离散相干点解缠相位中相位跳变;同时,本文也介绍了离散相干点解缠相位跳变校正的方法。(4)基于相干矩阵满秩条件,提出一种新的InSAR时序反演策略。利用干涉冗余网络图中各条边和节点之间的关系,采用最小二乘方法解算各个时刻点的形变特征,以有效解决传统InSAR时序反演过程中的秩亏问题。通过Bam地震震后时序形变场提取,在羊八井电站地热开采地下水引起地面沉降监测以及北京市地面沉降监测等几种典型应用中,验证了该方法的有效性和精确性。在关键技术突破的基础上,本文利用提出的新方法,获取了2008年10月6日西藏当雄MW6.3地震同震形变和震后地表形变时序,研究发震断层参数和震后运动过程的动力学机制。利用同震形变反演得到断层几何参数及滑动分布模型为先验知识,以InSAR时序方法获得震后形变时序资料为约束,分别利用震后余滑模型和震后黏弹性松弛模型,研究当雄地震震后断层的运动过程,同时对青藏高原南部中低地壳或者上地幔的黏性系数进行估计,并给出了最优拟合解。     

东昆仑断裂带东段强震形势分析

围绕东昆仑断裂带强震构造背景及巴颜喀拉断块动力学环境,分析了1900年以来断块边界强震活动及强震周期性特征,探讨了东昆仑断裂带东段的强震危险性。     

基于GIS的当雄同震InSAR形变场分析

InSAR技术对同震形变的量测达到了厘米级的精度,但在数据后处理和结果分析方面仍然存在明显的不足。采用可对空间信息进行存储、管理及分析等功能的GIS,对InSAR数据获取的2008年10月6日16时30分西藏自治区当雄县MW6.3地震的同震形变场进行分析。结果表明:(1)GIS可对多源数据进行有效管理;(2)可以确定当雄地震的震中位置;(3)可获取沉降区的最大形变量;(4)可确定主要的形变区间;(5)可将形变结果进行三维展示。GIS可有效地弥补InSAR数据后处理、数据分析及成果展示方面的不足。     

阿尔金北缘断裂带东段活断层的初步考查与研究

1984年,作者对阿尔金北缘断裂带东段(甘肃省境内部分)进行了以古地震为主要内容的活断层考查和研究。野外工作历时两个半月,共测量断层崖剖面33个,釆得~(14)C样品20个,并且开挖了探槽,在古地震、断层几何、断层活动方式、活动强度以及滑动速率等方面获得     

阿尔金断裂带东段距今20ka以来的滑动速率

阿尔金断裂带作为青藏高原北部边界 ,其走滑量和走滑速率一直为地学界所关注 ,对这样一条大陆内部巨型走滑断裂带的滑动速率进行研究 ,对于了解阿尔金断裂带左旋走滑和青藏高原北部隆升之间的耦合关系 ,具有重要意义。在阿尔金断裂带东段的疏勒河口以西 ,阿尔金断裂错断了几条规模相近的河流阶地和洪积扇 ,形成典型的走滑断层断错地貌。通过对这些典型断错地貌点的地貌观测和年代学研究 ,得到阿尔金断裂带东段石堡城以东疏勒河以西自 2 0kaBP以来的滑动速率约为 4～ 5mm/a。自 50kaBP以来 ,阿尔金断裂带东段断层平均滑动速率具有较高的时间、空间一致性 ,约为 4～ 6mm/a ,表明利用河流阶地和洪积扇位错作为断层走滑位移标志计算断层滑动速率 ,具有较高的可信度     

基于MSBAS InSAR技术的沧州市地表形变监测与分析

针对沧州市城市地表形变监测问题,采用SBAS InSAR技术分别处理Sentinel-1A升轨和Sentinel-1B降轨SAR影像,对比分析升、降轨SAR影像监测的沧州市2020年7月至2021年4月地表形变特征;利用MSBAS InSAR技术联合处理升、降轨SAR影像,将沧州市地表形变进行垂向和东西向的二维形变分解,获取沧州市二维形变信息.结果表明,升、降轨SAR影像监测的地表形变位置和分布基本一致,但由于LOS向模糊问题,单独利用升轨或降轨SAR影像监测到的形变区域有所偏移,且无法分离出地表的东西向形变,影响监测结果的精度,MSBAS InSAR技术可以有效解决这一问题,获取更准确的二维形变信息.     

阿尔金断裂带中东段地震活动特征及危险性讨论

讨论了阿尔金断裂带1900年以来的5级以上地震活动,结果显示空间上地震活动具有分段性,其中在青海段出现5级地震填空性空段,并形成5级地震的平静区,时间上具有平静和活跃交替的特征。进一步分析阿尔金断裂带青海段(茫崖北—肃北)现代小震活动,结果显示:茫崖以西震源深度约40 km以内,青海段(茫崖北—肃北)震源深度约10 km范围内,超过10 km较少,肃北—黑崖子以东约100 km处震源深度由浅逐渐变深,从10 km左右逐渐变化到40 km左右。与此同时,依据上述资料探讨了阿尔金断裂带青海段的强震危险性。     

利用InSAR研究乌恰地震同震形变

2008年10月5日在新疆乌恰地区39.50°N、73.64°E处发生MW6.7地震,用ROI_PAC软件处理4景日本ALOS卫星数据得到乌恰地震的三维同震形变场。距离向,断层北侧最大位移达39 cm,南侧最大位移达36 cm;方位向,北侧和南侧的最大位移分别为1.5 m和2 m。采用Okada弹性位错模型分析该地震的滑动分布,模拟得出的断层走滑角为48°,倾滑角为53°,深度为10.5 km,最大形变量2.5 m,分析得出该地震为向北逆冲兼左旋走滑。     

阿尔金断裂带东段第四纪以来的水系位错与滑动速率

从阿克塞西红崖子向东经肃北至红柳峡口长约 150km的范围内 ,通过沟、脊位错的分级与相关阶地年龄测试分析 ,将第四纪以来的水系位错量分为 8级 ,并分别给出其形成年龄 ,得到各时段的断裂滑动速率介于 4 .7～ 6.7mm/a ,平均值 6.0mm /a,局部段落某个时段内最高滑动速率值7.7mm/a。位错量与滑动速率的空间分布有中间大、两头小的特点 ,这可能表明破裂从中间向两端发展的过程 ;在时间上 ,上新世以来的滑动速率比其它各个时段都大 ,这可能与青藏地块在距今 5Ma以来的快速隆升及大规模挤出运动相关。资料表明 ,断裂破裂有从主体断裂某一段落扩展到邻近地带 ,最后又回到主体断裂其它段落的时空演化过程