Tectonically-driven mud volcanism since the late Pliocene on the Calabrian accretionary prism,central Mediterranean Sea

Mud volcanoes recently discovered on the offshore Calabrian Arc are investigated at two sites 60 km apart, in water depths of 1650--2300 m, using swath bathymetry, 2D&3D multichannel seismic and cores. The seabed and subsurface data provide information on their formation and functioning in relation to tectonic activity during the rapid Plio-Quaternary advance of the accretionary prism. Fore-arc extension and thrust-belt compression are seen to have involved two main phases of activity, separated by a regional unconformity recording a mid-Pliocene (3.5–3.0 Ma) tectonic reorganization. The two sites of mud volcanism lie in contrasting tectonic settings (inner fore-arc basin vs central fold-and-thrust belt) and record differing forms of seabed extrusive activity (twin mud cones and a caldera vs a broad mud pie). At both sites, subsurface data show that mud volcanism took place throughout the second tectonic phase, since the late Pliocene; differing forms of mud extrusion were accompanied by subsidence to form depressions beneath and within extrusive edifices up to 1.5 km thick. The basal subsidence depressions point to sources within the succession of thrusts underlying the inner to central Arc, consistent with microfossils within cored mud breccias from both sites that are derived from strata as old as Late Cretaceous.     

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利用高分辨率TerraSAR-X影像监测唐山矿地面沉降

利用2012-12~2014-02获取的13景高分辨率TerraSAR-X影像,采用PSI时序分析技术监测唐山矿地面沉降。该技术以短时空基线为准则生成47幅差分干涉图,选择强度稳定性和频谱相干性较高的相干目标进行时间序列分析,基于最小二乘法获取唐山矿区域相干目标的地面下沉速率和沉降时间序列。结果表明,唐山矿有两个地面沉降中心,分别位于矿区东北和西部方向,最大沉降速率达58.2 mm/a;2013-06~09矿区出现回弹现象,而在其他时间段内地面呈近似线性下沉。通过对比高程误差改正前后的直方图可以发现,本文采用的两次回归分析方法对降低地形残余误差有很好的应用效果。     

西安市地面沉降探讨

本文在讨论西安市地面沉降特征的基础上,论述了西安市地下水开采量、承压水位变化与地面沉降三者之间在时间和空间上的对应关系,初步认定大量开采地下水是地面沉降主要原因。典型水准点沉降量与邻近自备井承压水位变化相关分析表明,两者间相关性极强。经综合分析市区地貌、第四系地质、工程地质和水文地质特征并进行工程地质分层后,可确定出市区地面沉降的第一和第二主要压缩层。据地面沉降与承压水位下降值回归方程所预测的地面沉降发展趋势表明,西安地面沉降今后还会继续发展,将对西安城市建设产生严重影响,故应采取相应治理措施。     

近场动力学理论在区域地面沉降建模中的应用研究

地面沉降是由自然和人类活动共同作用导致的缓变性地质灾害,是区域可持续发展的重要影响因素。以往地面沉降在建模时需要地裂缝等不连续结构的位置、走向、深度等信息,在构建微分方程模拟时需假设模型连续,这对开展地面沉降-地裂缝-地面塌陷一体化模拟带来一定的局限性。于2000年出现的近场动力学理论提出以积分形式描述材料受力过程,方法具有无需先验知识与连续性假设的优点,在材料的疲劳、损伤、断裂等模拟研究中展现出良好的应用前景。本文综述了其在岩石水力压裂、滑坡、饱水岩土材料等领域的研究进展;提出了应用近场动力学进行区域地面沉降建模求解的一般方法;结合InSAR技术获取的沉降信息、三维地震频谱谐振勘探技术获取的地下结构与密度信息等,提出了模型的反演调参与优化方法。以北京东部梨园-台湖镇-张家湾镇区域为实验区,建立了其4 km×6 km范围、0.2 km深度的近场动力学地面沉降模型,以实验区地下水位月均下降速率为边界条件,对2007—2010年地面沉降过程进行模拟。模拟结果与实测值的平均绝对误差为18 mm,表明近场动力学在地面沉降建模中有较好的适用性。     

平原地区高潜水位采煤塌陷综合治理研究——以兖州煤田为例

煤炭资源的开采引发了采煤塌陷、农田损毁、生态破坏、农民失地等后果,给矿区带来了一系列经济、社会、环境问题。该文以兖州煤田为例,对平原地区高潜水位条件下煤炭开采引起的地表塌陷现状进行调查,充分掌握了塌陷区土地利用现状、塌陷区稳沉状况及破坏现状。分析了兖州煤田采煤塌陷区的土地损毁特点,研究了塌陷区综合治理的手段和方法,针对性地提出了高潜水位地区采煤塌陷综合治理的途径,为采煤塌陷区的规划治理提供了参考。     

山东省地面沉降监测与防治工作进展

近年来,山东省地面沉降监测与防治工作取得了重要进展,初步建立了以二等水准路线、全球定位系统(GPS)、基岩标分层标和地下水监测为基础的"四网合一"地面沉降监测体系,INSAR监测实现了山东全省覆盖。监测成果显示,山东省地面沉降主要位于东营市广饶县、滨州市博兴县、聊城市茌平县,沉降速率呈加快趋势,造成建筑物地基下沉、房屋开裂、地下管道破损等一系列地质环境问题。     

基于SAR干涉点目标分析技术的城市地表形变监测

通过深入研究干涉点目标的相位模型,提出基于空间搜索的邻近点目标干涉相位差解缠方法,用以计算点目标的地形残差和线性形变,以及分离点目标大气延迟相位和非线性形变相位的时空域滤波方法,解决干涉点目标分析中的关键问题.最后,以苏州地区地表沉降监测为应用试验,利用形成的SAR干涉点目标形变信息提取技术,获取苏州市区1992-2002年间的地表沉降信息.研究结果与已有文献记录保持比较好的一致性,证明SAR干涉点目标技术完全可以发展成为应用于城市地表形变监测的实用化技术.

Abstract：

Interferometric point target analysis (IPTA) is one of the latest developments in radar interferometric processing. It is achieved by analysis of the interferometric phases of some individual point targets, which are discrete and present temporarily stable backscattering characteristics, in long temporal series of interferometric SAR images. This paper analyzes the interferometric phase model of point targets, and then addresses two key issues within IPTA process. Firstly, a spatial searching method is proposed to unwrap the interferometric phase difference between two neighboring point targets. The height residual error and linear deformation rate of each point target can then be calculated, when a global reference point with known height correction and deformation history is chosen. Secondly, a spatial-temporal filtering scheme is proposed to further separate the atmosphere phase and nonlinear deformation phase from the residual interferometric phase. Finally, an experiment of the developed IPTA methodology is conducted over Suzhou urban area. Totally 38 ERS-1/2 SAR scenes are analyzed, and the deformation information over 3 546 point targets in the time span of 1992-2002 are generated. The IPTA-derivecl deformation shows very good agreement with the published result, which demonstrates that the IPTA technique can be developed into an operational tool to map the ground subsidence over urban area.     

基于AR（p）的卡尔曼滤波在GPS变形监测中的应用

由于AR（p）模型结构比较简单且计算比较方便,在变形分析中,目前常采用此模型建立变形模型。然而单纯的AR模型把模型参数作为定值,变形数据拟合误差及变形预测误差可能会比较大。介绍了将卡尔曼滤波引入AR模型,利用观测数据建立AR模型,即建立观测方程;以AR模型的参数为状态向量建立状态方程。从而形成动态系统的卡尔曼滤波函数模型,动态计算出AR模型的参数以便预测。此方法快速、实时,且占有较少内存,充分利用了AR模型和卡尔曼滤波二者的优点。     

动态矿区DEM生成方法及其在土地复垦中的应用研究

首先根据我国矿区土地复垦工作中存在的不足,通过研究提出"动态土地复垦"的概念,并确定了动态土地复垦方案制定的数据基础——动态矿区数字高程模型。动态矿区数字高程模型应该包含煤矿生产对地表的累积影响结果数据和地表的原始地形信息,开采沉陷预计结果可以提供前者,地面测量可以提供后者,经过数据处理可以按时间间隔生成描述塌陷区的一系列数字高程模型(DEM)(准动态),然后运用DEM的空间分析技术提取塌陷区在不同时间段的土地破坏类型、范围和位置数据,并根据这些数据进行动态土地复垦方案决策数据的提取,经实例验证该方法可行。