InSAR数据处理中的误差分析

针对星载雷达 ,从InSAR的基本原理出发 ,综合推导并讨论了相位观测误差、卫星轨道误差、地形误差等各类误差源对不同工作模式 (包括重复飞行InSAR生成DEM ,Two passDInSAR监测地表形变 ,以及Three passDInSAR监测地表形变 )的影响     

2015年尼泊尔Mw7.8地震震源机制InSAR反演及强地面运动模拟

2015年4月25日,在尼泊尔中部发生了M_w7.8地震.本文利用ALOS-2和SENTINEL-1A宽幅数据获取了该地震大范围的同震形变场,并反演了该地震断层破裂的几何特征及运动机制,继而以此为约束资料反演地震强地面运动.InSAR结果显示本次地震造成了巨大的地表形变,LOS向最大抬升量达到1.3 m,最大下沉量达到0.7 m.震源机制反演得到的最优的滑动分布模型表明,断层的走向为291°,倾角为7.6°,倾滑主要分布在深度为12~18 km范围,主倾滑分布范围在长度上达到了140 km,该范围内的平均倾滑角为95°.本次地震最大倾滑量达到5.3 m,位于深度15 km处.累计释放地震矩达 6.5×10²⁰N·m,约合矩震级M_w7.8.该地震发生在印度与欧亚板块俯冲逆冲界面之间,发震构造推断为主喜马拉雅逆冲断裂,属于典型的喜马拉雅型——低角度逆断层型强震.以该滑动分布模型参数为基础利用随机振动的有限断层模型进行尼泊尔地震的强地面运动模拟,结果显示最大地震烈度为Ⅸ度,烈度分布的范围及烈度等级与USGS模型结果对比具有很高的符合度.     

2022年汤加火山喷发的综合遥感快速解译分析

2022年1月14日—15日南太平洋汤加Hunga Tonga-Hunga Ha'apai(HTHH)海底火山发生剧烈喷发并造成海啸,引起了国际广泛关注.对此次"千年一遇"的汤加HTHH火山喷发事件进行应急响应,首先综合利用国内外多时相卫星光学影像、雷达影像、全球导航卫星系统(global navigation sat...     

多源地表温度估算近地表气温的精度对比

气象站点稀疏会导致观测到的近地表气温空间不连续,基于地表温度数据结合辅助变量估算气温成为获取气温空间分布的有效方式。目前,已有多种地表温度产品,但鲜有研究评估多源地表温度数据在估算气温时的精度及其适用性。针对该问题,首先,利用Google Earth Engine平台和随机森林算法,基于Landsat、中分辨率成像光谱仪(moderateresolution imaging spectroradiometer,MODIS)、全球陆面数据同化系统（global land data assimilation system,GLDAS）3种地表温度数据源估算了黄河流域近地表气温的最大值、最小值和平均值;然后,结合站点观测分析了多源地表温度估算气温的精度及适用性。结果表明,3种地表温度数据源估算夏季气温平均值时精度差异较小;对于气温极值估算,GLDAS数据显著优于MODIS和Landsat数据;每种数据源估算气温极值的精度低于其估算气温均值;此外,地表温度的时间分辨率会显著影响近地表气温的估算精度。该成果可以为长时序气温产品估算提供科学参考。     

利用InSAR资料反演2008年西藏改则MW6.4和MW5.9地震的断层参数

2008年1月9日在我国西藏改则发生了一次M_W6.4地震,随后有40次3.5级以上余震发生,其中最大的一次为1月16日的M_W5.9余震.本文处理了ENVISAT ASAR两轨（升轨和降轨）同震资料,精确确定了同震地表位移的空间分布;随后利用弹性半空间的位错模拟确定了上述事件的断层面参数;最后,基于非均匀滑动模型反演确定了两次地震断面上的滑动分布.结果表明,M_W6.4主震断层为走向218°、倾角52°的西倾断层,最大滑动量约1.9 m,出现在地表以下约7.6 km处;而M_W5.9余震发生在主震断层西3.2 km的地方,发震断层为走向200°、倾角59°的西倾断层,最大滑动量约1.0 m,出现在地表以下约3.9 km处.     

InSAR资料约束下震源参数的PSO混合算法反演策略

本文分析了InSAR资料用于震源参数反演中的参数特点,提炼了适合震源反演问题的POS技术路线.InSAR资料约束下的有限断层参数反演问题中,不同参数对目标函数的敏感度存在明显差异,而且断层的面积与滑动量间存在一定的折中关系.为此,使用局部PSO算法机制进行全局搜索,利用一维参数迭代过程中分布函数描述局部极小,并将自动识别出局部极值作为Simplex算法的初始模型作更高精度搜索.新的震源参数反演策略在均一滑动矩形断层参数反演中,较少参数约束下即可确保获得较高的成功率的效果.本文将该算法成功应用于三种不同类型的地震类型:(1)2003年伊朗Bam地震(走滑型),(2)1998年张北-尚义地震(倾滑型),和(3)模拟的正断层兼右旋走滑事件.所得结果均表明该策略的实用性和可靠性.     

利用InSAR确定2009年4月6日MW6.3拉奎拉(Italy)地震最优震源模型

2009年4月6日意大利拉奎拉城附近发生了MW6.3地震,造成了巨大人员伤亡和经济损失.本文利用欧洲空间局共享的ENVISAT ASAR卫星资料,生成了3幅独立的同震位移图像.采用当前流行的均匀网格、四叉树以及基于数据分辨率3种采样算法分别提取了4个独立的数据集(其中均匀网格算法采用2个不同的采样间隔),比较分析了这些不同数据资料约束下的单一断层反演参数的异同.通过变倾角迭代的方式,分析了最优单一断层与全局最优模型之间的几何参数的关系,确定了全局最佳拟合的滑动模型.该模型显示,这是一次正断层地震,断层几何中心位于(13.451°E,42.358°N),走向141°,倾角50°,倾向西南.最大滑动位于地表以下6.1 km深度位置,约为1.2 m;断层滑动未出露地表,上边界埋深约为3.1 km;释放地震矩约合3.65×1018N·m.     

利用短基线集干涉测量时序分析方法监测北京市地面沉降

利用差分干涉测量短基线集时序分析方法,基于ENVISAT SAR数据,研究了2003~2010年期间的北京地区主要地面沉降区域的空间分布特征。对两个相邻轨道的结果进行对比验证,相关性达到了0.87,RMS为4.9mm/a,显示了结果的可靠性。InSAR时序分析结果发现,2003~2010年期间,北京的主要沉降区域在快速沉降,而且呈加速趋势。朝阳区和通州的部分沉降中心在2007~2010年期间年平均沉降速率达到了100mm/a。     

川藏交通廊道林波段冰川泥石流发育动态演化分析及监测预警方案

川藏交通廊道沿线山高谷深,地层岩性多变,新构造运动活跃,气候恶劣复杂,导致滑坡、崩塌、泥石流、冰湖溃决洪水等灾害极其发育,对铁路施工及运营带来严重影响.林芝-波密段就是典型地质灾害高发区域,常年受到冰川泥石流的影响,是川藏交通廊道重大灾害防治的难点区段.虽然目前在单沟尺度上对冰川泥石流的形成条件、影响因素、物源性质取得了一定的认识,但对于川藏交通廊道沿线不同类型的冰川泥石流诱发因素、区域发展演化规律及灾变指标的研究还较为初步,尚未构建完善的监测预警体系.借助多源长时序遥感影像、气象监测数据,结合野外实地验证和历史数据分析发现:川藏交通廊道周边区域冰川泥石流沟谷共99条,主要分布于恰青冰川-易贡乡、加拉贝垒-南迦巴瓦峰和古乡沟-嘎隆寺冰川一带;过去40年冰川经历了复杂的流动速度变化,表现为较小高海拔悬冰川活动性增强,大型沟谷冰川活动性减弱;自1973年以来,研究区冰川泥石流呈现频率增高、规模增大的特征.此外,从冰川泥石流发育沟道比降来看,发生高陡地形的滑坡、冰-岩崩诱发的泥石流频率增加.未来,冰川持续退缩,促使冰川源区冰瀑消失,发育更大规模的悬冰川,会增加这类冰川泥石流的风险;冰川泥石流形成及演化过程具有明显的灾变指标,如悬冰川裂隙密度增加、冰川速度增强、冰湖面积快速增加等.因此,基于以上认识,建议针对不同类型的冰川泥石流地建立完善的监测预警指标,并提出了融合卫星、航空遥感平台,气象、水文地面监测平台,地震动监测平台的冰川泥石流“空-天-地”立体监测框架,针对不同类型冰川泥石流进行灾变信息监测与预警判识,为川藏交通廊道安全施工运营提供技术参考.      

利用时序InSAR技术反演邯郸平原区地表形变与含水层参数

邯郸平原区承压地下水长期处于严重超采状态,导致大面积地面沉降,直接威胁到该地区重大基础设施安全.因此,查明地面沉降时空演变特征,厘清承压地下水变化与地面沉降的耦合关系,对预防和治理地面沉降地质灾害具有重要意义.本文利用Sentinel-1A数据进行时间序列分析,获取了2015—2019年邯郸平原区地表形变时空分布结果,并结合水头数据分析了含水系统对水头变化的不同响应.利用谐波函数分离了地表形变及水头变化的季节性变化,并用其估算了邯郸平原区空间差异变化的弹性骨架释水系数;基于顾及弱透水层延迟排水的一维水头变化-形变模型,反演了非弹性骨架释水系数和时间常数.结果表明：(1)邯郸平原区以沉降为主,最大沉降速率可达14 cm·a^-1;通过与水头数据对比发现该地区地面沉降主要是由承压含水层水头下降及弱透水层的延迟排水引起.(2)水头的季节性变化引起了明显的季节性形变,沉降区季节性形变幅度可达25 mm,峰值时间为1—3月.(3)邯郸平原区弹性骨架释水系数介于1.51×10^-3～4.05×10^-3之间,与抽水试验结果较为相符;非弹性...