非固结储水系统形变的体积互换机理及意义

从不同假定条件下质量守恒方程的物理意义分析入手，提出了反映非固结储水系统形变量与地下水补排水量关系的体积互换机理的理论，为抽注地下流体导致的地形变量的计算及允许开采量的确定提供了理论依据，阐明了储水层形变的水动力学原因在于渗流的非稳定过程。从环境地质及水文地质角度探讨了由于体积互换机理导致的非固结储水层的形变模型与水流模型耦合的必然性以及重新定义非固结储水层随时间变化的导储水参数的必要性。研究成果加深了对地层形变尤其是人类抽注地下流体导致的地层形变灾害(如地裂缝、地面沉降、井管折损等地质灾害)产生机理的理解，为进一步完善地层形变与渗流理论指出了新的研究方向。     

储水层质量守恒方程的简化及在垂向弹性形变假定下与水流方程的耦合

给出了非固结储水层的质量守恒方程在不同假定条件下的简化形式及其物理意义，并揭示水的非稳定渗流与储水层形变之问的相互因果关系及形变量与储(释)水量之问的体积交换关系。通过垂向弹性形变假定下．储水层形变质量守恒方程与渗流方程的耦合分析发现．细粒储水层由于水头变化导致骨架对水的弹性储存或释放而引发的任一点处的垂向应变，等于其储水层的总弹性储(释)水率或骨架弹性储(释)水率与水头增量的乘积．该公式实际上为计算地面沉降的分层总和法提供了基本理论依据。     

储水层质量守恒方程的简化及在垂向弹性形变假定下与水流方程的耦合

给出了非固结储水层的质量守恒方程在不同假定条件下的简化形式及其物理意义,并揭示水的非稳定渗流与储水层形变之间的相互因果关系及形变量与储(释)水量之间的体积交换关系.通过垂向弹性形变假定下,储水层形变质量守恒方程与渗流方程的耦合分析发现,细粒储水层由于水头变化导致骨架对水的弹性储存或释放而引发的任一点处的垂向应变,等于其储水层的总弹性储(释)水率或骨架弹性储(释)水率与水头增量的乘积,该公式实际上为计算地面沉降的分层总和法提供了基本理论依据.     

2022年青海门源地震震源机制与同震滑动分布研究

采用Sentinel-1A卫星提供的升降轨雷达影像数据研究门源地震同震形变及震源机制。首先利用合成孔径雷达差分干涉(D-InSAR)技术获得门源地震的同震形变场;然后以升降轨同震形变场为源数据,利用弹性半空间位错模型进行反演,确定地震的断层几何参数和滑动分布;最后基于同震滑动模型对升降轨同震形变场进行正演。结果表明,沿雷达视线方向的升轨和降轨同震形变场最大抬升形变量分别为39 cm和58 cm,最大沉降形变量均为56 cm。此次门源地震为左旋走滑型地震事件,发震断层方向为NWW-SEE、走向为109°、倾角为86°,主要集中在地下2～6 km处,最大滑动量为4.2 m,释放的地震距为8.22×10¹⁸Nm(M_W6.6)。正演结果表明,本文滑动分布模型准确可靠。     

基于HVCE-RBFNN的矿区地表三维形变监测研究

提出一种融合赫尔默特方差分量估计和径向基函数神经网络(HVCE-RBFNN)的三维形变计算方法,结合GNSS和InSAR监测数据,解算甘肃省金昌市金川西二采矿区的地表三维形变场。结果表明,基于HVCE-RBFNN方法获取的三维形变结果精度高于传统方法,其东西向、南北向和垂直向的均方根误差(RMSE)分别为20.85 mm、7.41 mm和34.47 mm,3个方向的最大形变量分别为228 mm、300 mm和193 mm,采空区形变空间分布符合开采沉陷规律。     

基于InSAR的涩北天然气田地表形变监测与开采特征反演

利用多颗SAR卫星数据,使用时序InSAR技术恢复涩北气田自1996年正式开发以来的地表形变时间序列。结果表明,涩北1号气田地表1996～2003年保持稳定,2003～2005年出现明显隆升,2005～2018年快速沉降。此外,本研究基于均匀弹性半空间模型反演涩北1号气田在2015～2018年天然气开采与地表形变之间的关系。研究表明,随着天然气开采量的增加,涩北气田地表沉降量也随之增加,而开采深度则先增加后稳定,并于2017年后稳定在2 300 m。本研究还计算InSAR反演的地下天然气储层在标准状态下的体积,结果显示,InSAR反演结果与实际统计数据差异极小,表明InSAR监测和反演结果具有可靠性。本文结果可为涩北气田的安全生产以及周边基础设施的健康运行提供重要的地表形变数据。     

基于TLS的滑坡形变分析方法研究

以四川理县一地质滑坡为例,分析扫描点空间位置的理论精度,探讨点云数据获取以及点云过滤、点云拼接、地理参考等数据预处理的关键技术,给出一套比较直观、全面的滑坡形变分析方法,包括基于点云比较的形变分析、基于TIN比较的形变分析、基于特征点的形变分析以及基于DEM的形变分析。为了充分利用非地面点云数据,提出一种提取滑坡区域电线杆、树干的几何特征来分析滑坡水平变化的新方法。通过分析得到的滑坡形变量与GNSS远程实时监测结果基本一致。     

2012年苏门答腊MW8.6级地震震后效应模拟

基于弹性-粘弹性分层半空间中矩形位错理论和地震波反演的断层模型,结合研究区地壳-上地幔平均波速分层结构,利用PSGRN/PSCMP软件模拟计算2012年苏门答腊MW8.6地震产生的同震效应以及考虑2004年MW9.1地震效应的震后地表形变和重力变化,同时给出震后形变和重力的年变化率。结果表明,同震形变和重力变化显示发震断层左旋走滑特征,其变化主要集中于断层附近;海水质量的重新分布对同震垂直位移和重力变化影响显著;震后50 a年均变化率揭示了地表形变和重力变化的过程, 其图像明显受2004年MW9.1地震震后效应影响,呈现复杂的正负6区域分布;震后50 a近场年均形变量达10 mm/a,年均重力变化量达1.2 μGal/a,而远场年均形变量低于1 mm/a,年均重力变化量低于0.1 μGal /a;水平形变在震后400 a内变化明显,变化率逐步减小,800 a后基本稳定;垂直位移和重力变化在震后100 a内变化尤为显著,变化率快速衰减,400 a后基本稳定不变。     

时序InSAR技术在吹填人工岛礁沉降监测中的应用

采用2020-03～2022-03覆盖海南省儋州市海花岛的25景Sentinel-1A影像,分别运用SBAS-InSAR(small baseline subset InSAR)和PS-InSAR(permanent scatter InSAR)技术反演人工岛礁地面形变时空演变规律,开展重点沉降区域形变机理分析,探讨岛礁地面形变与海平面变化之间的相关性。结果表明：1)2种方法所得结果的空间分布和形变趋势表现出较高的一致性;2) SBAS-InSAR雷达视线向平均形变速率为-14.69～6.96 mm/a,最大累积沉降量为-37.18 mm; 3)岛礁靠近外海侧区域沉降速率远大于靠近陆域侧区域,其形变趋势受海洋水动力扰动和地下水位变化影响,具有此类形变特征的地面形变与海平面变化存在一定相关性。     

建筑物负荷引起的地面和大地水准面形变研究

根据地球固体潮的有关理论,从物理大地测量的角度推导了建筑物负荷引起的地面和大地水准面的形变量的计算公式,并通过模拟计算,对单幢高层建筑、城市建筑群以及环形高架桥引起的附近地面和大地水准面的形变情况进行了定量分析。计算结果表明：建筑物负荷引起的地面垂直形变量要比水平形变量和大地水准面形变量大,城市建筑群引起的附近地面和大地水准面的形变量可达几毫米,对实际测量结果有一定的影响。     

采用GPS观测值进行三维形变分析的构想

在已知地表度量张量的基础上,给出了根据测站的GPS复测值计算地表形变张量、主方向、线应变、面应变、高斯曲率与平均曲率的有关公式,并着重对地表的内蕴与外蕴形变概念作了阐述,最后指出利用地表内蕴与外蕴形变量能较好地描述地表的三维形变。     

基于SBAS-InSAR技术的阿海电站滑坡形变监测可靠性分析

利用2017-07～2019-04 Sentinel-1A数据对阿海电站区域滑坡形变速率及位移时间序列进行监测分析,并利用同期GPS数据对SBAS-InSAR监测结果的可靠性进行评价。结果表明,在InSAR观测时间内滑坡形变量从坡体后缘向前缘逐渐递增,最大形变速率可达136.7 mm/a,最大累积形变量达216 mm;在形变量较小区域,SBAS-InSAR与实测GPS值较为接近,精度较高,但在形变梯度较大区域,两者还存在一定差异。     

形变监测网的设计与优化

本文从一般大地网优化设计理论出发,讨论了形变网优化设计的有关问题。这些问题包括:1)在概括现有网设计分类的基础上,对形变网增加复测周期设计作为4阶设计;2)在分析现有网各阶设计优化目标函数的基础上,研究了4阶设计与其解;3)给出了形变网由形变量推求应变张量和转动张量臥一般公式,并讨论了形变网的准则矩阵;4)综述了形变网设计的特点和原则,给出了形变网设计优化实施的工作流程图。     

两次大柴旦Mw6.3地震间地表形变的InSAR观测及与同震破裂的联合分析

基于2008-11-10、2009-08-28两次大柴旦Mw6.3地震期间的6景Envisat SAR影像,利用小基线集技术提取相应的InSAR地表形变场。结果显示,震中周缘区域未观测到显著的震后形变空间模式,6个特征点区域的形变序列也未显示由快到慢的时变特征。基于震后形变理论对获取的地表形变进行余滑解释,分析两次地震同震破裂的主要参数,建立震时及期间地下断层滑移过程。两次地震分别在不同深度发生破裂且平均滑移量差异较大,前次地震未产生显著的浅层震后余滑。地震区域岩石圈8.2~23.7km深度内在同震阶段的滑移亏损可能以震间无震滑动的形式予以补偿。     

2021年云南漾濞地震InSAR监测及断层滑动分布反演

采用双轨D-InSAR技术获取2021-05-21云南漾濞6.1级地震的升降轨同震形变场,并以此为约束,基于Okada均匀弹性半空间位错模型反演发震断层的几何参数与同震滑动分布,最后通过正演模型预测地震的同震三维形变场,分析地震的形变特征及发震断层的几何形态和构造运动。结果显示,在InSAR形变场中,升轨LOS向最大形变量约10 cm,降轨LOS向最大形变量约13 cm;利用Okada模型反演得出,发震断层长约12.53 km,宽约6.44 km,位于地下3～9 km处,断层走向约136.34°,倾角约83.79°,滑动角约-175.46°;断层的同震滑动主要分布在沿走向9～21 km与沿倾向向下3～9 km范围内,最大滑动位移出现在地下4 km深度处,滑移量达到0.64 m;通过正演模型的地表三维形变预测发现,垂直方向最大抬升约3.22 cm,最大沉降约4.04 cm。总体而言,此次地震的发震断层类型为右旋走滑,且带有正断分量,初步判断地震发生在一条未知的NW-SE向断裂带上,该断裂可能属于维西-乔后-巍山断裂和红河断裂北段的次级或分支断裂。     

粘弹性半空间内膨胀引起的地表垂直位移和重力变化

研究了粘弹性半空间内膨胀（Ｍｏｇｉ模型）引起的地表垂直位移和重力变化，推导了Ｍａｘｗｅｌｌ半空间模型的解析计算公式。数值结果表明，地表垂直位移、重力变化以及重力变化与地表垂直位移之比受介质流变特性的影响很大。因此，在解释和模拟火山区、地壳隆起区、地热场等长期地表形变和重力观测时需考虑介质的流变特性影响。     

粤闽交界地区地震形变前兆研究

采用形变速率、静压订正及固体潮调和分析等方法从多种形变资料中提取粤闽交界地区地震形变的中期前兆信息，并据此研究了形变异常的特征。最后，从形变机理、异常信息合成及信息可信度评估等方面讨论了该区地震形变前兆的可信度。认为该区震前形变速率及地壳物性等反常变化可视作地震形变的中期前兆，震兆异常具有准同步群体性、发展阶段性和空间分布密集性等异常时空分布特征，震兆可信度达０．５以上     

太阳辐射对北京地区跨断层形变测量的影响

本文研究了太阳辐射对北京地区跨断层垂直形变测量的干扰,指出太阳辐射对该地区测点引起的最大热形变量可达0.72mm。在形变资料分析中,必须排除这种干扰的影响。     

《测绘与空间地理信空间》征稿启事

《测绘与空间地理信空间》于1978年创刊,全国省级第一个测绘期刊,历经《黑龙江测绘》、《东北测绘》更名至今,现已成为印刷精美,内容丰富,读者面广,印刷量大,装帧精美,页码厚重,超越地域限定的全国优秀测绘期刊．     

自适应辩识在地壳形变建模中的应用和意义

本文使用自适应递推算法进行地壳形变模型的辩识,并就模型特征参数的意义进行了讨论。提出以形变准方向作为地壳形变系统特征量。根据该量的变化,有时可反映地壳介质弹性参数的改变。对于研究地震孕育过程,更充分地挖掘观测中的信息,不失为一个有益的探索。