监测城市基础设施健康的星载MT-InSAR方法介绍

星载合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术是近年来迅猛发展的一种空间对地观测技术,在InSAR基础上提出的多时相InSAR(MT-InSAR)方法,利用同一地区的多景SAR影像对时序稳定点(PS)进行精确分析,极大地降低了大气延迟等带来的测量误差,使得形变监测精度达到了厘米级到毫米级,可对城市基础设施进行大范围高精度的连续监测。本文通过对MT-InSAR技术发展的综述,总结了目前MT-InSAR技术在基础设施健康监测方面的关键问题和应用领域,并对未来MT-InSAR在城市应用方面的发展提出了展望。     

论地震数值预报——关于我国地震预报研究发展战略的思考

随着中国工业化和社会现代化进程的加快 ,中国城市化进程必将进一步加速。如何减轻地震灾害的问题正变得日益严峻。尽管地震预测是一个举世公认的国际性科学难题 ,但在强化各种减轻地震灾害措施的同时 ,仍须大力推进地震预测研究。为此 ,需要打破长期徘徊在以地震前兆异常监测为基础的经验性预测局面 ,把注意力尽快转向研究以动力学为基础的数值预报。以GPS为代表的空间对地观测技术 ,岩石圈巨型高分辨率宽频带流动地震台阵观测技术以及数值模拟技术已经为地震数值预报研究提供了前所未有的技术基础。以地震数值预报为目标的GPS阵列地壳形变连续观测 ,高分辨率地壳上地幔结构探测 ,地壳动力学 ,地震孕育和破裂过程的理论、模拟试验和实际观测 ,数据同化和计算软件的开发应成为今后研究的重点。现在的问题是 ,需要积极借助数值天气预报的经验 ,强化多学科 ,多部门的组织协调 ,尽早在有条件的地区开展地震动力学数值预报的科学试验。地震数值预报研究必将极大地促进中国地震科学基础研究和地震预报的进一步发展。     

蔚县矿区地面沉陷InSAR多维形变监测

河北蔚县是我国华北地区最大的地下采煤区之一,该地区长期存在采矿塌陷灾害,不仅威胁采矿安全,而且严重破坏当地生态环境。本文基于合成孔径雷达干涉（InSAR）这一新型空间对地观测技术,采用61景Sentinel-1A/B干涉宽幅（Interferometric Wide swath,IW）模式数据进行矿区形变观测,获取整个矿区在2017—2018年间的地表形变空间分布特征,并对矿区地表的沉降量级及面积进行详细的统计分析。此外,采用融合多轨道SAR数据的多维形变时序估计方法,对西细庄矿数据进行东西向和垂向的二维形变分解,获取该矿的二维形变时间序列。结果表明:除南留庄井田外,其余三大井田在监测期间均存在不同程度的地面沉陷灾害;整个矿区年沉陷速率超过-10 cm/a的区域达到了2.16 km2;受成像几何影响,不同轨道数据获取的形变结果存在一定差异;西细庄矿以垂向形变为主,伴随明显的东西向水平形变。研究结果为蔚县矿区地面沉陷监测与煤矿安全开采提供数据参考。      

鲜水河断裂带炉霍段的震后滑动与形变

1973年2月在鲜水河断裂带炉霍段发生了M7.6地震破裂.自那以来,先后在炉霍县虾拉沱布设了若干横跨该地震断层(1973年破裂带)的地壳形变观测系统,包括断层近场的短基线、短水准、蠕变仪、人工构筑物等,以及断层近-远场的GPS观测站.利用这些观测系统的长期观测资料,本文分析了鲜水河断裂带炉霍段的震后滑动/变形及其时、空变化特征,并建立起解释这些特征的动力学模式.研究表明:(1)1973年地震后的头5年,地震断层在虾拉沱场地表现为开放性质,近场的断层震后滑动以无震左旋蠕滑为主,速率达到10.27 mm/a,且伴有微量的拉张性蠕动作用;1979年以来,左旋蠕滑速率由5.3 mm/a逐渐减小到2.27 mm/a,减小的过程呈对数函数型,反映此阶段断层面已逐渐重新耦合、正朝闭锁的方向发展,并伴有部分应变积累.(2)1999年以来,地震断层两侧远场的相对左旋位移/变形速率为10 mm/a,远大于同时期断层近场(跨距40~144 m)的左旋蠕滑速率0.66~2.52 mm/a;远-近场位移/形变速率的显著变化发生在地震断层两侧各宽约30 km的范围,显示出这是与大地震应力应变积累-释放相关的断裂带宽度.(3)结合动力学背景与深部构造信息,本文对这里断层的震后位移/变形及其时、空变化的机理进行初步解释,要点是:震后约5年之后,由于逐渐增大的断层滑动/摩擦阻抗,上地壳脆性层中的断层面由震后初期的开放性质逐渐转向重新耦合、并朝闭锁的方向发展,但其两侧地块深部持续的延性相对运动拖拽着浅部脆性层发生相应的弹性位移/变形.(4)可估计再经历15~25年,研究断裂段将完全"闭锁",即进入积累下一次大地震应力应变的震间闭锁阶段.     

鲜水河断裂带在虾拉沱附近的现今活动特征

本文利用虾拉沱跨断层测量资料,通过必要的数学处理,分析了鲜水河断裂带在该处的总体活动趋势和年周期变化,研究了断层活动在主破裂带及其两侧的分布情况,提出了一个该处断层活动模型     

MD数字化断层形变测量仪资料的应用分析

分析了“九五”期间安装在“山东数字化地震前兆台网”的MD跨断层形变测量仪资料的干扰因素、变化特点及其与水准、基线观测的一致性，探讨了其映震能力及断层运动的表现方式。     

邯郸遥测地震台网可能提供的华北震情信息

根据邯郸遥测地震台网所属８个子台记录的小震月频度曲线演变的起伏特点,研究了它与华北中强震活动的时程关系后,认为本台网在整个华北的中期、短期的趋势动态跟踪监视工作中可提供较为可靠的震情信息。文中对使用资料取择的物理意义和提取信息标志的具体办法等作出了具体叙述,本台网之所以具有反映华北震情信息的功能,可能与它所处的部位是在北东和北西两组构造的交汇部位有关。这样的部位无论来自何方的地震应力场强、弱演变的     

基于大地形变监测的大震预测问题思考

本文以中国西部大地形变监测与地震预测实践为基础, 简要总结回顾了利用大地形变进行强震预测研究的工作思路、方法和一些进展; 进而结合2001年昆仑山口西8.1级、 2008年四川汶川8.0级特大地震前区域地壳运动变形背景和已有的研究结果, 分析和探讨了基于大地形变监测、 并考虑地震构造的差异性来进一步提高大震预测的有效性...     

环境干扰事件引起的“形变异常变化”

通过对山东泰安台形变观测受抽水、灌溉影响及烟台台形变观测受载荷影响的分析,认为同一台站的多套形变固体潮仪器"同步异常"的出现应成为判定异常发生的重要准则;对同一应变过程不同形变仪器的响应量级会有所不同,分量式应变仪对异常反映最有效,其次是伸缩仪。对几次"干扰异常"所揭示的问题进行了初步讨论,并在形变异常判定科学思路方面提出了一些建议。     

煤矿微震监测台网优化布设研究

煤矿冲击矿压现象日益严峻,作为矿山动力灾害的主要监测手段,微震监测系统已在许多矿井广泛使用,为保证矿震定位和能量计算的准确,提高预测预报煤矿冲击矿压的可行性,应建立一套台网布设优化及评价系统.应用微震定位和D值优化设计理论,结合煤矿实际条件研究了影响矿震定位精度的主要因素和不利条件,并提出了采用综合指数法确定煤矿高微震活动区域和区域内矿震发生的概率,制定了台站候选点和监测区域确定的一般原则.通过理论分析震中和震源标准差反映台网定位能力的不足,建立基于数值仿真实验方法的震中与震源误差期望值模型,最终形成台网布设优化及评价系统.实验和现场应用结果表明,该系统能够快速确定台网最优布设方案,准确评价台网定位能力,满足煤矿微震监测的需要.