地球自转、断层形变与地震活动关系研究

对地球自转、断层形变和地震活动三者各自的活动性规律进行了比较,对三者之间的相关性进行了分析,得出了几点新的认识：1）地球自转速度变化与地壳形变相关,近30年来存在准10年周期的变化,但相关成分在总的形变信息中比重很小,呈弱相关;2）地球自转速度变慢、日长变长、华北地震活跃,据此认为目前华北处于非强震活动期;3）强震中短期前兆在形变资料中有较好的显示,但在地球自转资料中不会出现特定地震的中短期前兆异常;4）地球自转速度变化与地壳形变可能是同源关系,而不是从属关系,有互补性;5）华北最近的两个地震活动高潮期与地球自转变化的10年以上周期相关,认为地震活动与地球自转变化有关系,但不同区域会有不同的对应关系。同样是地球自转速度变慢,因不同区域地壳与地幔的耦合关系不一样,速度变化对不同区域地壳活动的影响也不同。     

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。     

大气负荷变化对CORS位置影响分析与其移除研究

利用全球大气模型和CORS位置时间序列数据,基于负荷形变理论,采用球谐系数法计算大气负荷变化对CORS位置地壳形变的影响。结果显示,对研究区CORS位置垂直方向影响为-15.9~13.2 mm,水平形变影响为0~2.7 mm。根据移除大气负荷对CORS影响前后序列的RMS值变化可知,移除大气负荷影响对CORS时间序列水平方向改善较小,垂直方向改善明显;根据最小二乘方法计算研究区大气负荷变化对地壳垂直方向的形变导纳值（回归系数）为-0.7~-0.43 mm/hPa。本文研究方法和成果对分离修正CORS中大气负荷影响具有借鉴意义。     

震前突变——水准资料反映的2013年岷县-漳县MS6.6地震孕震特征

利用兰（州）天（水）武（都）水准监测网1973～2014年水准资料,获取2013年岷县-漳县M_S6.6地震前后震中及其所在区域的垂直形变场。结果表明：1）从1999～2006年区域垂直形变场来看,本次地震位于NNW-NWW向隆起带至近EW向相对下沉带的转换位置,也是反映岷山与秦岭之间构造活动的差异带附近。2）从震中以西附近沿NNE向的陇西-岷县水准剖面演化过程来看,垂直形变具有明显的阶段性变化特征,最终表现为震前突变。由分时段结果来看,1973～1993年,在漳县至岷县之间出现最大上升幅度近40 mm的压性隆起区;1993～2008年,隆起区消失且转平,期间剖面整体呈波动状态,幅度在±10 mm之间,西秦岭断裂、临潭-宕昌断裂两侧无明显的垂直差异运动;2008～2011年,相对陇西盆地,漳县至岷县之间跨临潭-宕昌断裂两侧出现近40 km长的下沉梯度带,其中距震中16 km以内的武定80、武定78、武定77等3个水准点同步出现向下突变,接近或大于1973年以来正常变化幅度的2倍;2011～2014年,漳县、岷县间相对陇西盆地恢复以逆冲隆升为主,但震前临潭-宕昌断裂两侧出现的形变梯度带已不存在,而上述3个水准点也恢复至震前波动区间。3）在总结岷县-漳县M_S6.6地震前形变前兆的基础上,针对目前关于震前是否出现形变加速或突变特征的争议认为,只要形变资料的时空尺度足够,至少对某些构造区域的中强地震还是可以捕捉到震前的突变现象。     

郯庐断裂带安徽段及“霍山窗”断层活动特征与地震关联性研究

利用郯庐断裂带安徽段及“霍山窗”区域的跨断层水准测量资料,运用断层形变累积率及年滑动速率比方法计算各测线近20 a的观测数据,研究区域内断层活动及能量积累的整体空间演化特征,梳理各测点所跨断裂带的断层形变特征及变化过程,从空间分布和时间演化的角度探讨断层活动特征与安徽及邻近地区中强地震的关联性。结果显示：1）郯庐断裂带安徽段断层形变累积率总体高于“霍山窗”区域,震前存在高值聚集、区域分界、高密度低值梯度带等特征,显示震前的应力积累背景;2）安徽地区断层活动明显受郯庐断裂带整体活动的影响,区域性差异和阶段性变化显著;3）断层形变的年滑动速率比异常对地震活动的判断具有一定的指示作用,主要表现为震前2个月~1 a的高值异常及多个测点的群体性异常等特征,随着震级的增大,异常分布范围和变化幅度均有所增大。     

利用Sentinel-1A数据监测抚顺市地表形变

针对抚顺市大范围地表形变问题,利用短基线集InSAR技术和覆盖研究区的17景降轨Sentinel-1A影像,提取抚顺市2015~2016年地表形变信息,结合信息熵分析地表不均匀形变现状,并提取典型形变区在东西向和南北向的时序剖面结果,最后利用已有文献验证该结果的可靠性。研究表明：1）2015-06~2016-06形变中心主要分布在东露天矿、西露天矿、塔峪、南花园、新屯地区;2）抚顺市的榆林街道和站前街道形变信息熵均大于1.0,地表不均匀形变极为严重,后期需重点监测;3）西露天矿北帮最大沉降量约为78 mm,东露天矿自西至东存在4个局部沉降漏斗,最大沉降量约为250 mm,塔峪北沉降区最大沉降量约为55 mm。     

茂县滑坡形变的Sentinel-1数据分析

为了获取2017年6月24日四川省茂县特大滑坡滑前的形变信息并分析其诱发因素,该文利用覆盖滑坡区域滑前40景Sentinel-1数据,采用合成孔径雷达干涉点目标分析(IPTA)技术,解算出该滑坡滑前2014年10月9日至2017年6月19日期间形变的年速率及形变的时间序列,并与降雨数据进行了对比分析。对于滑坡区植被覆盖严重的问题,该文利用永久散射体目标(PSC)对影像配准窗口大小及过采样因子不敏感的特性来识别PS点。分析结果表明,茂县滑坡在滑动前两年多时间内具有明显的形变,最大形变速率达到4(cm·a-1),而且在滑坡发生前半个月内形变有突然增大的现象,推测该滑坡滑前持续的强降雨是导致滑坡失稳的主要诱因。     

GB-InSAR技术在边坡形变监测中的应用

高精度连续监测是边坡稳定性监测和评价的基础,与其他监测技术相比,GB-InSAR技术具有监测精度高、实时动态监测、全天候的优点,适合于露天复杂气候条件下的边坡形变监测。本文使用GBInSAR技术对某公路边坡进行了形变监测,获得边坡最大形变量为-53.2mm,且具有边坡上部形变量普遍且大于下部形变量的特征;边坡形变受降雨影响明显,边坡降雨期间形变量明显大于降雨后形变量,说明该边坡的形变主要集中于降雨期间;文章通过形变规律分析,为该边坡治理提供了重要的基础资料。     

雷达干涉测量对甘肃南峪乡滑坡灾前二维形变追溯

利用存档光学遥感影像对灾前演变情况进行分析是目前常用的方法,但往往受限于获取时间密度、云量等因素。随着雷达遥感卫星数据质量的不断提升,合成孔径雷达干涉测量（interferometric syntheticaperture radar,InSAR）技术可以为滑坡灾前形变探测提供新的技术途径。基于欧洲空间局哨兵一号（Sentinel-1）雷达卫星数据,同时结合升轨与降轨视线向形变结果提取沿坡向与垂直向二维形变,对2018年7月12日甘肃南峪乡滑坡灾前二维形变进行追溯分析。时序结果显示,该滑坡自2017年6月起便已经开始缓慢的变形,至滑坡发生前13个月时最大累积形变量达77 mm。结合降雨量数据对比分析,发现该滑坡灾前变形与降雨量变化高度吻合,说明降雨是该滑坡发生的主要诱因之一。该InSAR追溯结果展示了星载雷达干涉测量技术在滑坡探测方面的应用潜力,为滑坡诱因分析、防灾减灾乃至滑坡监测预警工作提供了新的思路与参考。