多轨PSInSAR监测华北平原地表垂直形变场

针对PSInSAR技术监测大空间尺度地表垂直形变场的不足,提出通过基准转换与数据拼接、融合不同轨道多个独立片区(Frame)获取大空间尺度地表垂直形变场方法.由于不同轨道主影像选取的参考基准不一致、不同轨道垂直基线不同、不同片区相位解缠的参考PS不同等因素影响,使得PSInSAR获得的不同轨道地表垂直形变场的空间基准存在差异,提取的地表形变信息不具有可比性.利用两个相邻片区重叠区域的PS点集,根据迭代最近点算法提取两片区公共区域内同名点,并兼顾同名点距离的权,精确计算两片区的配准参数,实现两片区的"无缝"连接,最后使各独立片区拼接成一个连续的大空间尺度地表垂直形变场.本文推导了多轨PSInSAR技术获得的不同片区形变场基准转换与数据拼接的数学模型,并以华北平原(115.32°E—118.79°E, 36.81°N—40.58°N)为实验区,解析了3个不同轨道共12个片区PS目标,获取了研究区2006—2010年地表垂直形变速度场.分析表明:(1)研究区大范围处于下沉状态,形成以北京、廊坊、天津、沧州、泊头—德州等城市为中心向外扩展的地表沉降发展态势,几个沉降中心的平均沉降速率分别达到-34.7 mm/a、-26.3 mm/a、-64.2 mm/a、-34.6 mm/a和-37.7 mm/a;(2)地表沉降的空间分布特征表明,城市工业生产和生活抽取地下水是地表沉降的主要诱因,农业灌溉和油气开采是导致华北平原大范围地表沉降的另一个重要因素;(3)研究区最大沉降带沿北北东向展布,与区内断裂分布一致,表明沉降的空间分布受到断裂带控制;(4)利用地表同期一等水准测量成果检验了本研究结果,精度达到4.72 mm,表明本文提出的数据处理策略能够满足大时空尺度地表形变监测的需求.     

各向异性Radon变换及其在多次波压制中的应用

即使采用分辨率很高的双曲Radon变换,对速度各向异性发育介质及长偏移距情况下的地震数据,其Radon域内能量仍不收敛.为了克服此难题,我们在Radon变换的积分路径中考虑了非双曲走时的影响,通过引入非双曲时差公式中的各向异性非椭圆率η参数,可以准确描述出长偏移距条件下来自同一层位的时距曲线,并推导了由偏移距、慢度、非椭圆率三参数控制的积分曲线正反变换公式,我们称之为各向异性Radon变换.离散化求解时,各向异性Radon变换是时变的,频率域快速算法已不适用,本文采用了最优相似系数加权Gauss-Seidel迭代算法,保持其计算精度的同时也有较高的计算效率.将此方法应用在模型数据以及实际长偏移距海上地震数据的多次波压制处理中,收到了较好的处理效果.     

压剪作用下裂隙扩展过程渗流与应力耦合模型研究

裂隙的剪胀特性及扩展演化规律对岩体的渗流特性具有重要影响。为揭示裂隙剪胀及扩展演化对岩体渗流的影响,基于残余强度提出了一种能较好描述岩石硬化-软化特性的全剪切本构关系;结合剪切变形与裂隙开度的关系,利用最小势能原理和立方定律,建立了压剪作用下考虑裂隙剪胀特性的渗流应力耦合模型;假定压剪作用下裂隙发生Ⅰ型扩展,提出了伴有翼型裂纹的渗流模型,该模型不仅考虑了岩石的剪胀特性,更反映了裂隙扩展过程渗流的演化规律。对不同裂隙粗糙度的剪切应力-位移曲线进行分析,全剪切本构模型表现出较高的拟合精度。在剪切应力-位移关系基础上,通过剪切渗流试验数据对压剪作用下渗流模型进行验证,结果表明,该模型能较好地描述岩体剪胀阶段渗透性演化规律。利用等效裂隙简化裂隙网络,并通过试验数据进行验证,证实了裂隙扩展过程渗流-应力耦合模型的准确性与适用性。     

川东南地区龙马溪组页岩孔隙结构全孔径表征及其对含气性的控制

页岩气主要赋存于页岩孔隙中,研究页岩孔隙结构特征是深入认识页岩气富集机理的关键。通过CO2吸附、N2吸附、CH4等温吸附和高压压汞实验,对川东南地区龙马溪组页岩的孔隙结构进行了全孔径表征,并阐明了孔隙结构对页岩含气性的控制作用。页岩的微孔(＜2.0 nm)、中孔(2.0~50.0 nm)和宏孔(＞50.0 nm)都十分发育,且分布特征变化较大。在孔体积方面,中孔提供的孔体积最多,约40.8%,其次是微孔,约34.7%,宏孔的孔体积最少,只提供24.5%。在孔隙比表面积方面,微孔占有绝对优势,约提供76.87%,其次是中孔,约23.05%,宏孔只有0.07%。中孔和微孔提供了页岩中主要的孔体积,控制了游离气的含量。微孔的比表面积与CH4最大吸附量具有很好的正相关关系,且提供了页岩中主要的比表面积,控制了吸附气的含量。宏孔提供的孔体积和比表面积在页岩中不占优势,对吸附气和游离气含量的影响较弱,但可作为页岩气渗流的主要运移通道。因此,明确页岩的微孔、中孔和宏孔的分布特征,尤其是微孔对页岩中吸附气和游离气富集的贡献,对页岩气勘探与开发具有重要指导意义。     

新疆地震台网对新疆呼图壁大容量气枪震源信号的接收能力及其影响因素分析

利用新疆地震台网资料和功率谱密度法,以台站噪声的功率谱密度中值曲线作为评估台站噪声水平的依据,对6个台站的噪声水平进行了评估。对比不同台站的功率谱密度和气枪震源信号的识别情况发现,通过2000次叠加,可以识别气枪震源信号的台站的噪声水平均低于无法识别气枪震源的台站,噪声功率谱密度最大差值为40dB,最小差值15dB。最后通过对噪声水平的评估,判断部分台站无法识别气枪震源信号的主要原因是台站噪声水平较高造成的。     

利用人工重复震源进行地下介质结构及其变化研究的探索和进展???

在自然和人为活动的作用下,地球内部的介质会产生变化。通过分析来自重复地震、背景噪音和重复性人工震源等的地震波,研究地球介质的变化是近年来地震学研究的一个热点方向,这些研究为人类认识地震、火山等灾害的物理过程提供了重要的手段。本文介绍了过去10余年中我们在利用人工震源（尤其是大容量气枪震源）探究地下介质结构及其变化方面的研究进展,以期为今后类似的研究提供参考。本文首先介绍了不同类型震源性能的探索、数据处理方法等方面的研究进展和主要认识,最后也给出了关于下一步人工震源研究方向的思考。     

适于大规模数据的三维Kirchhoff 积分法体偏移实现方案

为适应实际生产中对大规模三维工区数据处理的效果及效率的要求,提出了按三维成像体输出成像结果的3D Kirchhoff积分法偏移实现方案.将地震数据按共偏移距道集形式排放,每个共偏移距数据的偏移类似于一个3D叠后Kirchhoff积分偏移,极大地降低了对计算机内存和局部盘及I/O通讯率的要求.每个地震道的成像(输出等时面)在由炮检点连线定义的旋转坐标系中进行,更好地考虑了偏移孔径计算及反假频处理.同时兼顾了超大规模地震数据PSTM成像处理中内存需求量、I/O通讯问题、并行处理方案及效率优化的细节问题.并行计算用偏移距号和每个共偏移距数据体中的线号作为一级和二级索引进行任务分解,更适应当前计算机集群中计算节点比较多的情况.最后考虑了在基本不影响效率的前提下的断点保护处理方案.理论及实际数据测试结果说明了该方案的可行性,与商业软件的对比验证了该方案的优越性.在此较完善的实现方案基础上,可以容易地把更优越的积分类偏移方法迅速推向实用化.     

全球及中国大陆周边强震活动状态研究

本文应用中国地震台网给出的全球大震目录, 结合前人的研究, 分析了1900年以来全球M_S≥8.0巨大地震活动的时间变化与M_S≥7.8大地震的空间迁移特征, 同时还探讨了包含中国大陆西部及其周边的“大三角”地区M_S≥7.8地震的发展态势。 20世纪全球百年的大震活动表现为20世纪前半叶活动强而后半叶活动弱的前高后低的活动特点, 而进入21世纪以来有增强活动显示, 呈现百年左右起伏的长期变化。 在这百年尺度的起伏之中还含有20年左右的韵律变化, 主要显示为地中海—喜马拉雅地震带巨大地震的平静—活跃交替活动特征。 根据大震活动的起伏特征和地中海—喜马拉雅地震带幕式活动特性, 进入21世纪以来, 地中海—喜马拉雅带巨震频繁发生, 显示其地震活动显著增强的高活动态势。 通过计算中国大陆西部及周边地区的不同震级地震的变异系数C_v发现, 7.0级以上强震与7.8级以上大地震活动类型不同; 采用对数正态分布对M_S≥7.8地震活动进程进行拟合分析发现, 到2015年的累积发震概率达0.80, 到2020年的累积发震概率达0.89, 表明与中国大陆关系紧密的“大三角区”已进入大地震活跃时段。     

基于边缘检测的自适应干涉SAR降噪方法

提出了一种新的相位滤波方法,基于干涉条纹方向的检测,完全自适应地对干涉相位进行滤波。本方法计算简单,十分适用于干涉条纹密集的区域进行滤波。通过SIR—C／X—SAR的X—SAR数据的处理验证,结果令人满意。     

Evolution of massive binary stars in the LMC and its implications for radio pulsar population

The Hertzsprung-Russell diagram of the Large Magellanic Cloud compiled recently by Fitzpatrick & Garmany (1990) shows that there are a number of supergiant stars immediately redward of the main sequence although theoretical models of massive stars with normal hydrogen abundance predict that the region 4.5 ≤ logT _eff ≤ 4.3 should be un-populated (“gap”). Supergiants having surface enrichment of helium acquired for example from a previous phase of accretion from a binary companion, however, evolve in a way so that the evolved models and observed data are consistent — an observation first made by Tuchman & Wheeler (1990). We compare the available optical data on OB supergiants with computed evolutionary tracks of massive stars of metallicity relevant to the LMC with and without helium-enriched envelopes and conclude that a large fraction (≈ 60 per cent) of supergiant stars may occur in binaries. As these less evolved binaries will later evolve into massive X-ray binaries, the observed number and orbital period distribution of the latter can constrain the evolutionary scenarios of the supergiant binaries. The distributions of post main sequence binaries and closely related systems like WR + O stars are bimodal-consisting of close and wide binaries in which the latter type is numerically dominating. When the primary star explodes as a supernova leaving behind a neutron star, the system receives a kick and in some cases can lead to runaway O-stars. We calculate the expected space velocity distribution for these systems. After the second supernova explosion, the binaries in most cases, will be disrupted leading to two runaway neutron stars. In between the two explosions, the first born neutron star’s spin evolution will be affected by accretion of mass from the companion star. We determine the steady-state spin and radio luminosity distributions of single pulsars born from the massive stars under some simple assumptions. Due to their great distance, only the brightest radio pulsars may be detected in a flux-limited survey of the LMC. A small but significant number of observable single radio pulsars arising out of the disrupted massive binaries may appear in the short spin period range. Most pulsars will have a low velocity of ejection and therefore may cluster around the OB associations in the LMC.