滇东南地区垂直负荷形变特征研究

针对传统的全球水文同化模型计算陆地垂直负荷形变的不确定度问题,该文采用GPS、GRACE以及GLDAS3种数据对滇东南13个GPS连续站的垂直负荷形变进行了综合的分析。结果表明:GPS垂向形变时间序列中,陆地水负荷形变显著,高值达12 mm,其中GRACE的贡献值为32.1%,GLDAS的贡献值为26.9%;对于初相位而言,GPS、GRACE、GLDAS三者符合得很好;对于振幅而言,GPS与GRACE的振幅较为接近,GLDAS的振幅最小;通过主成分分析方法所获取的GPS共模误差与GRACE的相关性高达0.90。虽然GRACE的空间分辨率较低,但GRACE为连续监测地表垂直负荷形变提供了一种有效和可靠的手段。     

大气负荷对区域地壳形变和重力变化的影响分析

在高精度大地测量观测数据处理和相关地球物理解释中,大气负荷由于影响较大,需要考虑。利用全球大气模型和区域气象站气压数据,采用移去恢复方法和球谐分析方法,计算了三峡地区大气负荷对地壳形变和重力变化的影响。提供了一种利用局部气压数据改善该区域大气负荷影响变化计算效果的合理算法,提高局部气压数据和全球模型数据利用的合理性和准确性。研究发现,大气负荷对垂直形变的影响在空间分布上中长波占优,在三峡地区的年变化幅度大于20 mm,对地面重力变化影响的年变化幅度一般不超过10 μGal,对水平形变影响较小。     

基于水准与重力资料的首都圈地区形变分析

针对近年来首都圈地区形变分析手段的单一性,该文利用该地区2001、2007、2014年3期精密水准复测资料和2009、2014年两期流动重力数据,处理获得该地区2001—2007和2007—2014两个时间段的垂直形变特征和2009—2014年重力场累积动态变化特征,同时利用水准资料对同期重力变化结果进行垂直形变效应改正,获取校正后的重力场变化特征。实验结果表明:首都圈平原地区受华北地下水开采影响较为严重,垂直形变呈现明显的下沉现象,而在山区可以较为客观地反映构造运动信息。重力变化的垂直形变效应改正量基本在10×10-8(m·s-2)以内,对异常形态没有影响,研究区的重力场变化主要是对地壳深部介质密度变化和物质迁移过程的主要反映。     

三峡库区蓄水后地壳垂直变形场的模拟与分析

基于三峡库区DEM及现有GPS站点位置坐标数据,建立了三峡库区有限元网格模型,采用弹性有限元分析方法模拟计算水库蓄水至135 m1、56 m和175 m时库区地壳的垂直形变场;随后根据Farrell提出的质量负载原理产生的地壳形变理论计算库区蓄水至135 m时的库区垂直形变场;通过两种模拟方法对比可以看出变形等值线圈都包络河谷线,变形最大处都出现在香溪段,同时区域沉降是一个综合地质作用,水体的重力作用是主要诱因。     

基于PS-InSAR技术的珠海市地表形变监测与驱动力分析

基于63景Sentinel-1数据,采用PS-InSAR技术监测珠海市2018年10月—2020年11月地面沉降,利用GNSS地面同步观测数据进行精度评定,监测结果的均方根误差为4.58 mm,表明利用PS-InSAR监测研究区地面沉降具有较高的可靠性。分析珠海市地表形变的时空特征,结果表明,珠海市主体部分的平均形变速率在-55～15 mm/a,主要沉降区域分布在珠江水道周边的农垦区及沿海港口区域;主要交通线路为港珠澳大桥珠海连接线和广珠铁路珠海段,均存在年平均形变速率超过20 mm/a的明显形变异常区,需重点关注。结合地质条件、地下水开采情况对珠海市地表形变驱动力进行分析,结果表明,区域内地面沉降速率与软土层的厚度呈正相关,与地下水水位降深呈对数函数关系。     

融合多源重力数据构建局部高阶重力场模型

针对利用带限型径向基函数,融合航空和地面重力数据构建高阶地球重力场模型时,航空、地面重力数据的频谱信息不一致问题,该文提出残差与先验精度比较分析法,确定出了研究区域航空数据的最佳频谱范围.结果 表明:航空重力数据系统性偏差及其径向基函数展开阶次不当可分别导致±0.019m和±0.007 m的建模误差.基于此,构建了局部区域6000阶的径向基函数融合地球重力场模型CBFM2020.通过与GPS/水准数据比较,CBFM2020的精度比EGM2008、USGG2012以及仅由地面数据得到的重力场模型均有所提高.模型建立过程中航空重力数据未进行向下延拓,而是直接在原始高度与地面数据进行融合,可为局部地区高阶重力场模型的构建提供一定参考.     

重力数据粗差探测与剔除方法的研究

根据均值漂移模型,针对重力场特点,综合利用高精度DEM数据及绘图法,本文提出了三种重力数据的粗差探测与剔除方法,对重力点数据进行全面的粗差探测与剔除,为建立我国高精度、高分辨率数字大地水准面、垂线偏差模型提供可靠的基本数据;实际结果表明,该方法正确可靠,是一种行之有效的粗差探测与剔除方法。     

基于Sentinel-1A数据的地表形变监测

提取滑坡形变数据、分析形变趋势对地质灾害防治工作具有指导意义.合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)具有全天候、全天时精确获取地表形变数据的能力,是当前形变监测的重要手段.分别利用DInSAR和SBAS-InSAR技术处理了22景哨兵一号(Sentinel-1)C波段数据,得到了四川省安州区高川乡大光包滑坡2018年3月-2020年2月的形变数据特征.结果表明,大光包滑坡点共有3个相对明显的形变区域;近两年的平均形变速率最高不超过100 mm/a,其形变时间序列随降雨量变化具有周期性;总体地表形变趋于稳定,周边地区中小型地震的发生没有造成地质灾害隐患.     

三峡库水位变化过程中的地壳垂直形变与重力变化监测

监测三峡库水位变化过程中的地壳垂直形变和重力变化,对三峡水库的安全运行和区域地质灾害监测防治等具有重要意义。本文从直接计算、实际测量和综合解算3个方面研究了三峡库水位变化过程中地壳垂直形变和重力变化。基于资源三号卫星影像提取的水体数据,结合水位数据,直接计算了三峡水库蓄放水从145~175m每隔5m的影响,地壳垂直形变最大可达30mm,对重力影响超过20μGal(1Gal=10~(-2) m/s~2)的范围距离长江中心线约2km内。库区较近的巴东CORS站(ES13)能够实际测量到库水位变化过程中的地壳垂直形变。由于目前三峡库区的CORS站和重力台站数量较少,分布不均,还不能满足紧密跟踪三峡库水位变化过程中的监测需求。利用三峡地区26座CORS站和部分重力台站数据,基于负荷形变理论和球谐分析方法,综合解算了库水位变化过程中的地壳垂直形变和重力变化,与实际CORS监测结果一致。通过对比分析发现,基于CORS站网的综合解算,能够有效提升对库水位变化过程中的地壳垂直形变和重力变化的监测能力。     

长江三峡GPS处理结果和应变背景场

采用Bernese GPS Software 4.2对长江三峡工程诱发地震监测系统GPS监测网络1998~2003年的6期观测数据进行了处理,结果表明,三峡库区与华南块体的水平相对运动在0~3mm/a(±0.1~±2.0mm/a);蓄水导致的垂直形变区域主要集中在茅坪香溪巴东库段,近岸点垂直沉降的量级在10~35mm左右,最大峰值区域香溪约35mm(±8.6mm),垂直形变沿远离库中心方向迅速衰减。采用贝塞尔双三次样条函数模型拟合该地区的应变率,推算各类水平应变场,结果表明,蓄水前各种应变背景在10^-9/a~10^-10/a量级。作为构造稳定地区,三峡库区近期因蓄水导致大规模形变,从而诱发中强地震的可能性不大。     

固体潮对三峡地区地壳垂直形变和重力变化的影响分析

利用IERS协议上的方法和DE405星历文件,基于三峡地区CORS站和重力台站位置,计算了从2011年到2015年6月固体潮每2 h对三峡地区地壳垂直形变和重力变化的影响,并计算了2012年12月14日大潮期间固体潮影响分布。研究发现,三峡地区固体潮有很强的周期性,存在半月和半年的长周期、一天和半天的短周期。三峡地区农历每月月中和月底前后有2次大潮,月中和月底的大潮潮差相差约1/4;每年冬季（月球赤纬28°36',约11、12、1月）和夏季（约5、6、7月,太阳高度角接近最大）大潮潮差大,春季和秋季大潮潮差小。大地高最大潮高0.346 m,最低潮高-0.190 m（参考历元2000.0）;固体潮对重力与对垂直形变影响异相,最大值110 μGal,最小值-200 μGal。区域固体潮呈明显的条带分布,固体潮对垂直形变与重力变化影响的增减方向相反。本文的研究成果可用于CORS站、重力台站的固体潮影响分析,为局部固体潮相关研究提供参考。     

三峡库区综合信息空间集成平台研究与实践

三峡库区建设一直是国家和地方政府高度关注的区域,空间信息的共享和综合应用是数字区域的核心。文章基于三峡库区综合信息空间集成平台项目,建立了三峡库区唯一的、权威的和通用的地理信息公共平台,以该平台为基础建立了政府宏观决策和地质灾害监测等6个应用示范系统,向政府部门及公众提供了丰富的地理信息服务,促进了三峡库区地理空间信息资源共享和充分利用,通过建设取得了丰富的成果。希望进一步探索地理信息为国家重大战略服务的新模式和新方法,对数字区域地理空间框架建设提供有益借鉴。     

Prediction of surface horizontal displacements, and gravity and tilt changes caused by filling the Three Gorges Reservoir

 Horizontal displacements, and gravity and tilt changes induced by filling the Three Gorges Reservoir are modeled using elastic loading Green functions. When the water surface reaches its highest level, the effects become maximum on the reservoir banks. The longitudinal and latitudinal components of the horizontal displacements reach −8.2 and 7.7 mm respectively, gravity is increased by up to 3.4 mGal, and the prime vertical and meridian components of the tilt changes are −7.8 and −17.5 arcseconds respectively. Accordingly, the filling of the reservoir will influence values observed from global positioning system (GPS), gravimetry and tilt measurements in the area. The results given can be used to provide important corrections for extracting earthquake-related signals from observed data. Received: 19 January 2001 / Accepted: 3 September 2001     

Changing landscape in the Three Gorges Reservoir Area of Yangtze River from 1977 to 2005: Land use/land cover,vegetation cover changes estimated using multi-source satellite data

The eco-environment in the Three Gorges Reservoir Area (TGRA) in China has received much attention due to the construction of the Three Gorges Hydropower Station. Land use/land cover changes (LUCC) are a major cause of ecological environmental changes. In this paper, the spatial landscape dynamics from 1978 to 2005 in this area are monitored and recent changes are analyzed, using the Landsat TM (MSS) images of 1978, 1988, 1995, 2000 and 2005. Vegetation cover fractions for a vegetation cover analysis are retrieved from MODIS/Terra imagery from 2000 to 2006, being the period before and after the rising water level of the reservoir. Several analytical indices have been used to analyze spatial and temporal changes. Results indicate that cropland, woodland, and grassland areas reduced continuously over the past 30 years, while river and built-up area increased by 2.79% and 4.45% from 2000 to 2005, respectively. The built-up area increased at the cost of decreased cropland, woodland and grassland. The vegetation cover fraction increased slightly. We conclude that significant changes in land use/land cover have occurred in the Three Gorges Reservoir Area. The main cause is a continuous economic and urban/rural development, followed by environmental management policies after construction of the Three Gorges Dam.