InSAR形变测量精度的精密关系式

基于InSAR形变测量基本原理,从基线沿水平向分解和基线沿视向分解两个方面出发,详细给出基线分解时的高度、斜距、基线,以及相位等量误差之间在互相独立和互相不独立两种情况下对InSAR形变测量精度影响的精密关系式.通过与已有的InSAR形变测量精度关系式比较可以看出,给出的InSAR形变测量精度的精密关系式具有较高的精密性和广泛的适用范围.     

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。     

利用InSAR研究西藏拉孜地震同震形变

采用欧空局ERS—1卫星雷达数据获取了1993年Mw 6.2级西藏拉孜地震同震形变场,并采用弹性位错模型反演了该地震的断层参数。结果显示该地震产生的最大地表位移约为12 cm,断层倾角为42°,不支持该断层为低角度正断层的论断。     

南部西藏地壳形变测量与地球动力学分析研究

以作者近10年来在南部西藏的科研为背景,在总结和分析国内外研究成果的基础上,从实验测试、内业分析、物理解释、综合反演、数字仿真、模糊误差理论等多方面对南部西藏地壳形变测量与地球动力学问题进行了系统的研究,主要内容如下:     

利用InSAR分析陕西省垂直形变

从2018—2019年欧空局Sentinel-1免费数据中获取陕西省全域垂直形变面状信息,并将其与全球导航卫星系统（global navigation satellite system,GNSS）以及水准点、线垂直形变信息进行对比分析,进一步验证合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar,InSAR）数据反映局部形变的有效性。垂直形变监测结果表明：在陕北榆林、神木地区,地下资源开采诱发的地表沉陷分布广泛、特征明显,地表沉陷速度达60 mm/a;在煤炭产区长武、彬县也出现不同程度的开采沉陷灾害,沉降速度达30 mm/a;西安市、渭南市等关中平原地区由于地下水开采出现不均匀沉降,其中,西安市的局部沉降最为严重,最大沉降速度达60 mm/a;InSAR与GNSS、水准获取的垂直运动趋势在全省范围总体上一致,但由于GNSS监测点、水准监测点一般布测在较稳定区域,其获取的沉降范围、沉降速度与InSAR沉降结果有一定差异。     

华北地区地壳形变的GPS及地震矩张量反演分析

给出了在椭球面上利用ＧＰＳ速度场计算地壳应变率张量的公式,利用华北地区ＧＰＳ监测网１９９２年、１９９５年和１９９６年观测数据所得的速度场在椭球面上进行了应变率计算,得到了其最大剪切变态为率、主应变率的图像;并利用１９６６年以来２５次大于５．０级地震的地震矩张量,由Ｋｏｓｔｒｏｖ公式计算了地震应变率,对两种数据所得的应变率地比较分析;结合地质构造背景探讨了华北地区现今形变特征及地震危险性地区的分布。     

顾及地壳粘弹性结构的地震断层震后形变反演分析

顾及地壳的粘弹性结构特征,建立了基于粘弹性地球模型的地震断层震后反演模型。利用遗传算法重点对走滑断层和逆断层两种主要地震断层进行了震后形变反演研究,并与球体均匀模型反演进行了比较。研究结果表明:遗传算法能在较大范围内搜索出发震断层的位错参数,反演的结果基本可靠;基于粘弹性地球模型特征建立的地震断层震后反演模型,可较好地反演不同类型的地震断层震源位错参数;如果出现模型参数不清楚的情况,需综合考虑衡量反演结果的准则,找寻其他方法来判断,仅以VTPV最小作为反演准则并不可靠。     

华北地区地壳形变的GPS及地震矩张量反演分析

给出了在椭球面上利用GPS速度场计算地壳应变率张量的公式,利用华北地区GPS监测网1992年、1995年和1996年观测数据所得的速度场在椭球面上进行了应变率计算,得到了其最大剪切应变率、主应变率的图像;并利用1966年以来25次大于5.0级地震的地震矩张量,由Kostrov公式计算了地震应变率,对两种数据所得的应变率进行了比较分析;结合地质构造背景探讨了华北地区现今形变特征及地震危险性地区的分布。     

地壳形变分析模型

本文讨论了地壳三维应变速率的表示与计算;建立了三维应变速率与位移的关系;简述了各应变参数对点位位移的影响;给出了网点三维应变速率的计算模型和精度估计表达式;最后给出了实际算例。     

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)关键技术研究

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术是近二十年来迅速发展起来的空间对地观测新技术。简述InSAR干涉处理过程的基础上,重点介绍并分析了其关键技术SAR图像配准和相位解缠的常用算法,并对由ERS1/2得到的两幅复杂SAR图像为实验对象,综合使用图像配准和相位解缠的经典算法对SAR图像配准生成干涉图,对干涉图相位解缠。最后简要介绍国内外InSAR技术发展方面的现状及发展趋势。     

GPS地壳形变和前兆信息与地震预测

地震预测仍然是一个世界性的难题,至今没有找到一种行之有效的地震预测方法。本文首先从地震预测的角度出发,探讨了GPS地壳形变监测在地震研究中所起的作用,并对其未来进行了展望。其次利用江苏省的前兆数据进行了地震预测尝试,尝试结果表明,地震预测效果良好。     

天津市地震大队制成激光地壳垂直形变仪

天津市地震大队制成了一种激光地壳垂直形变仪，可监视地壳两点在垂直方向上的相对位移，为预报地震提供地壳垂直应变方面的基础资料。     

中国西部现今地壳形变与地震活动特征

以1999-2004年间中国西部地区近650个GPS站点的观测资料为基础,采用二维“高张力样条”函数内插算法获得了连续地壳形变场。结果表明,相对于稳定欧亚参考框架,中国西部现今地壳运动西强东弱,北向运动从西向东逐渐减弱,东向运动逐渐增强,青藏高原东缘及附近地区是东向运动的消减区带;主应变从西向东由压缩应变转变为拉伸应变;最大剪应变主要位于喜马拉雅地块及其东部地区;中国西部地区地震活动在空间分布上似乎集中发生在印度板块北东向挤压欧亚板块的两条共扼带内,与地壳形变场有一定对应关系,地壳形变的高应变率区为中强地震多发地带。     

InSAR关键技术探讨

在简述InSAR原理的基础上,重点介绍了运用InSAR技术进行滤波和相位解缠的常用算法。并通过实例综合使用了图像滤波和相位解缠的经典算法。     

分析地壳形变的运动模型

本文按照联邦德国H.Pelzer教授提出的“点场”的概念和分类,概括评述了当前国内外利用大地测量数据分析地壳形变所建立的各种运动模型,分析了模型的估计方法和假设检验。为进一步研究提供了有益的信息。     

地壳形变数据反演

本论文旨在研究利用地壳形变数据来研究地壳形变和地震的物理机制。受到板块构造运动的驱使,全球地壳形变最大和地震发生最频繁的区域位于板块的边界处。参照地震孕育的过程,地壳形变可以划分为4个阶段：震间形变、震前形变、同震形变和震后形变。本论文主要研究震间和同震形变,提出了一种刚体运动加断层位错的板块边界断层运动模型。该模型假定板块间的相对运动长期（数千年到数百万年）不变,其大小可以通过数年的VLBI测量和全球板块运动模型来确定。板块间的相对运动在其边界的断层面上受到阻碍,从而引起周围地壳的形变,产生应变和应力累积。当累积的应力超过断层岩石的强度时,就会产生破裂和滑动,即地震。传统的边角测量方法和现代的空间大地测量方法,如GPS、VLBI等,都可以用来监测地壳形变。利用观测到的形变数据可以反演地震时地下断层面上的滑动分布,以便进一步研究地震的物理机制;也可以反演震间形变所对应的断层带上的应变和应力累积速率（通过反演负位错模型参数求得）,从而给出活动断层中长期地震预报。所涉及的形变数据反演一般都是非线性反演问题,其解不惟一。为此论文详细讨论了顾及模型参数先验信息的贝叶斯反演方法,针对大地测量数据反演提出了两种构造先验信息矩阵的方法,经验统计法和物理约束法,较好地克服了反演问题的不惟一性。运用上述刚体运动加位错模型和贝叶     

南宁市地表形变InSAR监测及时空分析

基于Sentinel1-A数据,首先利用SBAS-InSAR(sat-ellite-based augmentation system-interferometric synthetic aperture radar)技术对南宁市区2017年12月至2019年1月的地表形变进行计算,获得研究区的地表形变速率图和累积形变量;其次,从Sentinel1-A卫星影像数据中选择6景影像进行差分干涉处理,提取5个时间段内的形变信息,并叠加分析得到总形变量;最后利用D-InSAR(differential-In-SAR)获得的形变结果对SBAS监测结果进行验证分析.结果表明:2017-2019年,南宁市地表形变极不均匀,其最大沉降速率约为23.52 mm/a,最大抬升速率约为17.77 mm/a;SBAS和D-InSAR所得监测结果总体上具有一致性,但局部存在一定差异.其中,SBAS方法提取的最大形变量约为31.55 mm,D-InSAR提取的最大形变量为39.93 mm.