【摘要】：我國地處世界地震多發(fā)地帶,西部川藏地區(qū)位于印度板塊與歐亞板塊之間,兩大板塊之間不斷地碰撞、擠壓,造成我國西部地區(qū)及周邊國家發(fā)生了多次大地震,給當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、自然以及社會環(huán)境帶來巨大的影響。因此,加強(qiáng)西部地區(qū)形變監(jiān)測并開展相應(yīng)的地球動力學(xué)研究,對研究高原地殼運(yùn)動、地震孕育發(fā)生機(jī)理具有重要意義。然而,我國西部地區(qū)地廣人稀、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、GPS測站覆蓋范圍和分布數(shù)量較東部地區(qū)明顯偏少,造成相關(guān)震源機(jī)制與形變機(jī)理研究較少。本文充分利用InSAR數(shù)據(jù)來源廣泛、覆蓋范圍大等優(yōu)點(diǎn),研究我國西部及周邊地區(qū)近年發(fā)生的三場大型地震,同時檢驗(yàn)InSAR技術(shù)在不同構(gòu)造背景地震中的應(yīng)用效果。2015年4月25日,尼泊爾發(fā)生Mw7.9級強(qiáng)震,我國西藏日喀則地區(qū)震感強(qiáng)烈,同年5月12日在主震東北方向Kodari地區(qū)又發(fā)生Mw7.3地震。2017年8月8日和2017年8月9日,在我國四川省九寨溝縣和新疆博爾塔拉州精河縣分別發(fā)生了Mw 6.5級和Mw 6.3級地震。這四場地震均位于偏遠(yuǎn)的高海拔地區(qū),缺乏充足的地面形變觀測數(shù)據(jù)。此外,尼泊爾大地震后需要對該地區(qū)地表形變進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測。因此,使用InSAR技術(shù)進(jìn)行同震形變監(jiān)測,并利用SBAS-InSAR技術(shù)分析研究尼泊爾震后形變,都具有很高的實(shí)用性,對研究高原偏遠(yuǎn)地區(qū)的地震發(fā)震構(gòu)造與地殼運(yùn)動具有重要意義。本文使用歐空局(ESA)提供的Sentinel-1A/B影像數(shù)據(jù)和日本宇航局(JAXA)ALOS-2衛(wèi)星影像數(shù)據(jù),使用兩軌法差分干涉測量處理。獲取九寨溝、精河和尼泊爾地震的同震形變場,并通過彈性位錯模型反演分析九寨溝地震和精河地震破裂滑動分布。同時采用直接解算模型方法獲取尼泊爾Mw7.9級地震三維同震形變場。最后使用SBAS-InSAR技術(shù)獲取2015年5月至2016年6月尼泊爾地區(qū)震后LOS向地表形變時間序列。本文研究內(nèi)容為以下三個方面:(1)基于Sentine-lA數(shù)據(jù)的九寨溝地震同震形變分析及斷層滑動分布反演由同震形變結(jié)果可知,九寨溝地震同震形變場位于岷江斷裂、塔藏斷裂、虎牙斷裂匯合區(qū)域,形變區(qū)呈現(xiàn)蝴蝶狀四象限分布特征。雷達(dá)視線向最大隆升形變量為12cm,最大沉降量為21cm。九寨溝地震反演結(jié)果表明,斷層的長度和寬度分別約為68 km和40 km,斷層的最大滑動量約0.87m,平均滑動量約0.21m,地震矩約為7.82×10~(18)N·m,對應(yīng)的矩震級為Mw 6.5,地震破裂主要集中在地下5-15km深度范圍內(nèi)。整體上斷層以走滑為主,地表破裂很小,且發(fā)震斷層性質(zhì)與虎牙斷裂北段的性質(zhì)一致,說明九寨溝地震發(fā)震斷層是虎牙斷裂北段的一部分。(2)基于Sentine-lA/B數(shù)據(jù)的精河地震同震形變分析及斷層滑動分布反演由同震形變結(jié)果可知,精河地震形變區(qū)呈橢圓形,長軸走向近東西方向。升軌和降軌數(shù)據(jù)LOS向形變結(jié)果均為隆升變化,最大隆升量約為8cm,精河地震反演結(jié)果表明,同震滑動分布主要集中在沿走向8-21 km和沿傾向向下1-13km的區(qū)域內(nèi),斷層的最大滑動量約0.92m,平均滑動量約0.66m,地震矩約為7.17×10~(18)N·m,對應(yīng)的矩震級為Mw 6.3,該地震以逆沖運(yùn)動為主。精河地震的發(fā)震斷層為庫松木楔克山前斷裂,本次地震是新疆北天山地區(qū)逆沖斷裂帶深部發(fā)生錯動的結(jié)果。(3)尼泊爾地震InSAR形變綜合分析由尼泊爾地震同震形變結(jié)果可知,尼泊爾Mw7.9級地震形變區(qū)呈雙橢圓狀,震中南側(cè)形變中心為隆升特征,最大隆升量約1.2m,震中北側(cè)形變中心為沉降特征,最大沉降量約0.7m,同震結(jié)果顯示南北兩個形變中心均位于發(fā)震斷層上盤,具有典型的低角度逆沖型地震特征。比較尼泊爾Mw7.9級地震同震形變場與Mw7.3級余震同震形變場,發(fā)現(xiàn)主震同震形變場靠近中心部位存在一個指向?yàn)楸狈较虻耐钩?并楔入震中北側(cè)形變中心附近,而凸出的東面區(qū)域就是余震震中位置。該結(jié)果顯示尼泊爾主震與余震可能存在觸發(fā)關(guān)系。為了解尼泊爾發(fā)震斷層三維運(yùn)動情況,我們使用Sentinel-1A升軌和降軌數(shù)據(jù),采用直接解算模型的方法獲取尼泊爾Mw7.9級地震同震三維形變場。三維形變場既具有隆升特征又有沉降特征,尼泊爾Mw7.9級地震發(fā)震斷層具有逆沖特征。本文使用12景Sentinel-1A衛(wèi)星影像,基于SBAS-InSAR技術(shù)獲取尼泊爾地震震區(qū)從2015年5月至2016年6月,時間跨度為一年的震后LOS向時間序列結(jié)果,結(jié)果顯示震區(qū)范圍內(nèi)LOS向震后形變場北側(cè)體現(xiàn)出沉降特征,南側(cè)有明顯的隆升特征。本文研究了InSAR技術(shù)在不同種類雷達(dá)數(shù)據(jù)源、不同類型地震的形變分析中的應(yīng)用,獲取了九寨溝地震、精河地震、尼泊爾地震同震形變場,并將尼泊爾地震視線向同震變形分解為三維形變場,了解發(fā)震斷層的三維運(yùn)動情況,用SBAS-InSAR技術(shù)獲取了尼泊爾地震震后形變場,對震后危險性評估具有一定參考意義。研究表明,InSAR技術(shù)在監(jiān)測西部高海拔、GPS站稀少、外業(yè)觀測困難地區(qū)的地震形變中具有很大的優(yōu)勢,獲得很好的效果。本文對地震孕育發(fā)生機(jī)理和高原地殼地球動力學(xué)研究具有重要科學(xué)意義。
【圖文】：

據(jù)處理得到該區(qū)域的地表變化量。D-InSAR 技術(shù)最開改良后被廣泛應(yīng)用于監(jiān)測地震、火山等災(zāi)害所造成的nSAR 技術(shù)是經(jīng)過革新的 D-InSAR 技術(shù)，SBAS-InS長時間序列內(nèi)的高精度形變信息。本章從數(shù)學(xué)和物理方法的基本原理、工作流程，并分析各種誤差因素對響，最后介紹了 SBAS-InSAR 技術(shù)的主要原理和工術(shù)原理基本原理發(fā)射電磁波至地面點(diǎn)，同時天線接收目標(biāo)反射的信點(diǎn)的相位信息和強(qiáng)度信息。通過合成孔徑雷達(dá)距地面之間的幾何關(guān)系得到干涉相位，在去除外部 DEM、差、時空相干性誤差等干擾因素影響，可以確定目標(biāo)區(qū)域的地表變化信息。

中國地震局地震研究所碩士學(xué)位論文質(zhì)量好壞。它的實(shí)質(zhì)就是通過計算得到雷達(dá)影像數(shù)據(jù)干涉相位所包含的整度，，并提取主輔雷達(dá)影像數(shù)據(jù)的真實(shí)相位差，目前主要手段有區(qū)域增長法費(fèi)用流法和 Delaunay MCF 方法。8、 地理編碼在 InSAR 雷達(dá)影像數(shù)據(jù)計算中用到的是斜距坐標(biāo)系，而最后的結(jié)果為更廣泛的應(yīng)用需要投影變換到地理坐標(biāo)系下。
【學(xué)位授予單位】：中國地震局地震研究所
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P315.7

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2648417