利用渐进式SBAS-InSAR监测分析北京平原地区地表形变

以SBAS-InSAR解算结果为基础,采用融合序贯平差思想的渐进式SBAS-InSAR处理新增影像。在绝大部分已有数据形变参数和已有数据参数矩阵不变的情况下,仅将新增影像与较新的少部分已有影像进行增量解算,以获取所有影像时刻的地表形变结果,并以2019-06～2020-04北京平原地区地表形变为例进行实验。结果表明,利用渐进式SBAS-InSAR及SBAS-InSAR获取的地表形变速率之差的平均值和标准差分别为0.01 mm/a和0.1 mm/a,且渐进式SBAS-InSAR的解算时间仅为SBAS-InSAR的1/5～1/2。     

利用长期GPS观测资料分析昆仑断裂现今滑动速率与地壳活动特性

利用昆仑断裂区域的GPS观测资料,通过高精度数据处理获取区域地壳运动速度场,进而通过速度剖面线估算昆仑断裂现今形变速率。结果表明,昆仑断裂在94°E、101°E、103°E附近的现今滑动速率分别为12.8±1.9 mm/a、6.1±0.9 mm/a、0.7±2.1 mm/a。进一步分析得到如下结论：1）本文估算的昆仑断裂10 a尺度的现今滑动速率和万年尺度的地质学结果基本一致,说明现今滑动速率可以作为断裂地震风险性评估的有效输入数据;2）昆仑断裂东段具有向东逐渐减小的滑动速率,减少的速率可能主要被阿尼玛卿山的地壳增厚和断裂东段的顺时针旋转所吸收;3）昆仑断裂的西大滩-东大滩地震空区位于高应变区。     

基于SBAS-InSAR与Prophet模型的引黄济青沿线地表形变监测与预测北大核心CSCD

基于38景Sentinel-1 SAR影像,利用SBAS-InSAR技术获取2019-02-2021-10引黄济青沿线地表形变的分布、量级及时空演化特征等信息;然后,使用形变梯度分析引黄济青沿线地表的稳定性;最后,利用Prophet模型对引黄济青沿线若干特征点的地表形变进行预测。研究表明,SBAS-InSAR能够获取引黄济青沿线及其周边区域大范围、长时间序列的地表形变情况,横纵剖面线形变梯度值比较大的区域与地表形变严重区高度吻合;基于SBAS-InSAR的监测结果,利用Prophet模型能够对形变较小的特征点进行较好的模拟和预测。     

跨关中地区现今地壳垂直形变剖面

本文收集跨关中地区2006~2018年13期一等精密水准观测资料,利用线性动态平差方法,通过整体平差获得跨区域长时间尺度的地壳垂直运动速率场图像,基于获得的垂直运动速率结果,对跨关中地区垂直形变趋势特征进行定量定性分析。结果表明,除西安地区以外的渭河盆地地区下沉速率不足1 mm/a,鄂尔多斯地块南部隆升速率为3~5 mm/a,秦岭构造带北麓隆升速率为3 mm/a,而秦岭腹地的隆升速率不足1 mm/a。利用矩形位错模型对区域内断层的滑动速率和断层闭锁进行反演,结果显示,口镇-关山断裂的倾滑速率为6.55 mm/a,闭锁深度为4.6 km;渭河断裂的倾滑速率为3.21 mm/a,闭锁深度为3.4 km;秦岭北缘断裂的倾滑速率为5.34 mm/a,断裂闭锁深度较大,为9.8 km。基于以上结论,结合前人对关中地区的研究成果,探讨分析研究区现今地壳垂直形变特征与动力机制之间的关系,为区域地震危险性判定及动力学研究提供一定的帮助。     

陕西中南部现今地壳垂直形变研究

收集陕西中南部1970年以来的多期精密水准测量数据,用基于GPS垂直运动速率约束的动态平差方法获得区域垂直运动速度场。分析表明,地壳垂直运动总体表现为山地、高原相对隆升,盆地相对下沉。相对于关中盆地,西部秦岭、陇山上升速率为4~5 mm/a,北秦岭造山带为2~3 mm/a,盆地北部的鄂尔多斯南缘为3~4 mm/a;相对于北秦岭,汉中盆地下沉速率为1.0 mm/a左右,安康等北大巴山裂谷下沉速率接近20 mm/a;秦岭北缘断裂垂直滑动速率为1.3~1.8 mm/a,华山山前断裂为2.0~2.8 mm/a,渭河断裂小于1.0 mm/a,渭河盆地北缘断裂为1.0~2.5 mm/a,南部断裂为0.7~1.1 mm/a。     

渭河盆地现今三维地壳运动及断裂活动性研究

渭河盆地GPS(1990~2015年)水平运动速率为4.3~11.6 mm/a,方向在107.8°E和110.5°E依次由西部的SEE转为中部的SE及东部的近E向。1980~2014年水准资料揭示,该地区垂向以继承性运动为主,速率-4.6~6.2 mm/a。鄂尔多斯地块以3 mm/a抬升,内部差异运动小于1 mm/a;盆地相对其以5 mm/a下沉,相对秦岭以4 mm/a下沉。垂向运动在凹陷和凸起区表现为四象限特征,断块/断裂交接处差异运动大、地震多发,西、南部断裂活动大于东、北部。岐山-马召等断裂以差异运动为主,渭河断裂中段达5 mm/a,其他断裂在3 mm/a以内。     

升降轨融合的施工区域InSAR地表形变监测

以天津某施工区域为研究对象,开展InSAR地表形变监测研究。利用PS-InSAR技术与SBAS-InSAR技术对2017～2021年54景Sentinel-1B数据和65景Sentinel-1A数据进行处理,针对研究区地表形变时间序列,分析建筑物施工对区域地表时序变化及周边建筑物的影响。研究结果表明,沉降主要集中在研究区域两侧建筑物在建区域,抬升主要发生在研究区中间建筑物改造区域;夏季降雨期间,区域地表会出现不同程度的抬升现象。     

GPS揭示的贝加尔湖地区现今地壳形变特征

利用贝加尔湖地区GPS监测网测站坐标,根据边长尽量相等的原则,形成了11个Delaunay三角形,计算了各三角形的形状因子,结果表明有9个三角形的形状因子大于0.1。利用3期GPS观测结果,通过对位移速率和应变分量的分析,初步得到以下基本认识贝加尔湖地区目前整体上处于拉张状态,拉张速度约为4.5±1.2mm/a,拉张方向为NW-SE方向;地壳应变是不均匀的,应变分量存在区域上的差异性。东部和西部主张应变均为NW向,但主压应变方向表现不一致,监测网东西两端的应变大于中部地区,最大应变为5.4×10-8,最小应变为-2.6×10-8。贝加尔湖东南部地壳处于压缩状态,压缩方向为NNW向和NNE向;东西部剪切应变比中部大,东西部剪切应变方向基本一致,表现为近南北向;7个三角形的面应变计算结果显示地壳为膨胀状态,2个三角形显示为压缩状态。大地转动结果表明,东北部表现为顺时针的旋转,而西部地区和中部显示为逆时针的旋转。GPS揭示的应变结果与地质和地震学结果基本一致。     

曲江断裂及其周边地区现今地壳垂直形变特征

曲江断裂及其周边地区 195 5～ 1973年的水准测量资料的处理分析结果显示 :1970年 1月 5日通海 7.7级大地震 (震中 :2 4°0 1′N ,10 2°4 3′E)前 ,沿曲江断裂形成半径达 4 5km的大面积下沉区 ,下沉中心的下降速率每年近 2 0mm。与檀原毅 196 6年提出震级与地壳形变半径的经验关系式M =1.96lgr+ 4 .4 5有较好的符合关系 ,表明这种大面积下沉是通海大地震的一种典型的垂直形变异常现象。 1986年以来昆明市的水准观测资料显示 :官渡 呈贡一带存在一个半径约 5km的下沉区 ,近几年来下沉中心下降有加速现象 (下降速率每年达 30mm) ,该下沉区也正好位于黑龙潭 官渡断裂与富民 呈贡断裂隐伏段的交汇部位 ,按震级与地壳形变半径经验关系式推算 ,该下沉区附近未来最大地震震级应为 6级左右     

柴达木盆地北缘全吉地块构造演化特征

以柴达木盆地北缘全吉地块内的布依坦乌拉山为研究对象,探讨了布依坦乌拉山地区发育的多条不整合接触界线与区域构造地质事件的匹配,以及柴北缘发育的挤压、走滑和伸展3种构造样式。通过对布依坦乌拉山地区自元古代到新生代以来地质体构造环境演化的分析,结合区域地质事件、构造样式,认为全吉地块构造特征总体可划分为基底、盖层和断陷沉积3层构造模式。     

基于GPS和水准资料的西秦岭北缘断裂现今闭锁程度分析

利用2009~2015年GPS速度场和1975~2011年垂直速度场数据,采用TDEFNODE负位错模型对西秦岭北缘断裂各段的闭锁程度、滑动亏损速率进行反演,结合GPS跨断层速度剖面和现今小震分布特征,对西秦岭北缘断裂各段的断裂活动性及地震危险性进行分析。结果表明,西秦岭北缘断裂以左旋走滑运动为主,兼有部分逆冲挤压,断裂各段的滑动速率都低于第四纪以来的滑动速率。其中天水-宝鸡段滑动速率较低,小震分布少,断裂正处于高应变积累阶段,具有高闭锁系数和滑动亏损速率,易于应变能的快速积累,具有发生中强地震的背景条件;锅麻滩段虽然滑动速率较大,但闭锁程度和滑动亏损速率高,小震分布较少,也存在较高的地震危险性;漳县段和鸳凤段滑动速率较大,断裂应力积累相对较弱,闭锁程度和滑动亏损速率均较低,小震分布多,地震危险性较低。     

利用InSAR和GPS形变数据反演断层深部滑动的敏感性分析

为探究InSAR和GPS形变数据对断层深部滑动的敏感性,分别模拟走滑断层、正断层和逆冲断层在不同深度的滑动分布模型,并基于不同精度的InSAR和GPS形变数据反演了3类断层在不同深度位置的滑移分布。对3类断层的结果进行对比分析发现,实验得到的结论具有较好的一致性。结果表明,在相同深度时,基于高精度InSAR和GPS形变数据反演的深部滑动残差较小,而基于常规精度InSAR数据反演结果的残差较大;随着深度的增加,反演深部滑动的探测性呈逐步下降的趋势,其中基于高精度InSAR和GPS数据的滑动探测性高于基于常规精度InSAR的滑动探测性。当InSAR和GPS数据精度相同时,维度对断层深部滑动的探测性有一定影响。     

基于Sentinel-1数据的鲜水河断裂带震间形变监测

基于Sentinel-1卫星数据,利用InSAR技术获取鲜水河断裂带2015~2018年的震间形变速率场。研究表明,InSAR结果的可靠性较高,且与GPS监测结果具有很好的一致性。形变速率场显示,鲜水河断裂具有明显的左旋走滑运动特性,断层滑动速率约为7~11 mm/a,自北向南存在递减趋势,且在2014-11 M6.3康定地震附近,由于受到震后余滑影响,滑动速率达到15 mm/a。     

鄂尔多斯块体南缘InSAR地表形变探测分析

采用InSAR技术获取鄂尔多斯块体南缘地表形变速率场,为精细分析研究区域内不同类型的形变特征提供依据。结果表明,研究区中部存在多处形变漏斗,南部盆地内城区存在大范围沉降与隆升;岐山-马召段断裂为左旋走滑运动,口镇-关山断裂两侧存在差异运动。结合遥感影像与野外调查数据,确定研究区中部的形变漏斗为矿区开采所致,盆地内三原县发生沉降的原因主要为地下抽水,扶风县与蒲城县的地表隆升主要与地下水位回升有关。     

基于GPS和水准资料的拉脊山断裂带西段地壳形变研究

利用拉脊山地区1983~1995年水准资料,结合1999~2007年、2009~2014年GPS数据对拉脊山断裂带西段进行三维地壳形变分析。拉脊山断裂带西段垂直运动速率约为1±0.5 mm/a,表明该段处于隆升状态;与GPS数据显示出的水平挤压一致,拉脊山地区仍处于地壳水平挤压缩短状态,2008年之后断层两侧差异运动更加明显,地壳缩短速率增加并表现出明显的左旋走滑分量,与卫星影像解译和野外地质地貌调查结果一致。拉脊山断裂西段受挤压环境控制下的构造变形现今仍在持续进行,同时受全新世活动的日月山断裂右旋挤压应力影响。该地段是地震孕育的敏感部位,应该引起关注。     

基于Sentinel-1数据的银川盆地现今地壳形变研究

基于InSAR技术,利用Sentinel-1数据获取银川盆地及周边地区2015~2019年高空间分辨率地壳形变速率场。结果显示,银川盆地整体呈下沉趋势,贺兰山东麓断裂及黄河断裂两条主控断裂两侧存在较明显的差异性运动,芦花台隐伏断裂和银川隐伏断裂活动不明显。对一般倾角断层的震间地表形变曲线拟合公式进行改进,实现了基于单一轨道InSAR观测值同时反演断层倾角、走滑速率、倾滑速率以及闭锁深度。将算法应用于灵武断裂的活动状态及闭锁深度反演,得到断裂走滑速率约为303 mm/a,正断倾滑速率约为027 mm/a,闭锁深度约为6.8 km,倾角约为54.7°。此外,InSAR监测发现,石嘴山市和银川市东部存在局部巨幅形变,通过InSAR时序分析及现场调查认为,形变可能由人类活动引起。     

基于Sentinel-1数据监测临汾盆地地表形

基于以往研究,使用12景影像形成67个干涉图,并利用stacking技术获取临汾盆地2015~2016年形变速率。结果显示,沉降区域主要分布在罗云山断裂带和峨眉-紫金山断裂带之间,中心区域沉降速率超过40 mm/a,与地下水的等高线分布较为相似,地表形变是地下水抽取和断裂带的联合作用。     

基于差分干涉与GPS测量的夏威夷基拉韦厄火山形变监测

利用欧空局ENVISAT-ASAR影像数据,提取夏威夷基拉韦厄火山区域由2007-06-17～19小规模火山喷发引起的地表形变场,并结合GPS时间序列分析喷发前后形变特征。结果表明,此次小规模喷发造成Makaopuhi火山口附近发生明显地表形变,LOS向形变值最大超过30 cm。将研究区内同期GPS观测值投影至LOS方向,其结果与差分干涉所得形变量具有较高的一致性,均方根误差为1.8 cm。