InSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar)作為一項始于上世紀(jì)70年代,崛起于90年代,隨后蓬勃發(fā)展至今的對地觀測技術(shù),已對地球科學(xué)的多個領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大的影響。在地震形變監(jiān)測方面的應(yīng)用則是InSAR技術(shù)自誕生以來應(yīng)用最為成功的領(lǐng)域之一。但InSAR存在的視線向模糊度問題即獲取的視線向形變是地表東西、南北、垂直三個形變分量在雷達視線向上的投影,限制了其表征真實地表形變的能力。一般,地表三維形變場是通過多視角InSAR的簡單幾何分解而重建。但由于衛(wèi)星平臺的極軌飛行和SAR側(cè)視成像特點,多視角InSAR簡單直接解算中存在著誤差放大現(xiàn)象,特別是放大最為嚴(yán)重的南北向解算誤差。獲取真實三維形變的關(guān)鍵在于如何獲取準(zhǔn)確的南北向形變(順軌形變),而MAI技術(shù)則是從方位向形變獲取的角度對InSAR的拓展,可以對同震水平形變場形成有效約束。本文提出利用結(jié)合先驗知識的最小二乘迭代逼近法(間接分解法)和MAI與D-InSAR融合法抑制誤差放大問題。本文選擇具有豐富數(shù)據(jù)和構(gòu)造意義的2008年改則地震作為研究對象,首先研究了其三維同震形變場獲取,又基于Okada彈性半空間位錯模型反演了斷層滑動分布,并綜合構(gòu)造背景知識分析了改則地震的構(gòu)造機制。論文主要工作可以總結(jié)為以下幾點：1.基于InSAR和MAI技術(shù)完成改則地震一維同震形變場的獲取工作。本文首先對收集的3對ENVISAT ASAR升降軌干涉資料和1對ALOS PALSAR升軌干涉資料進行差分干涉處理,得到了四種不同視線向的同震形變數(shù)據(jù)。再對基線距較短、相干性較好的ENVISAT ASAR降軌干涉像對進行MAI處理,獲取了方位向形變資料。從一維角度分析,四景LOS向形變場及其干涉條紋圖均具有明顯的“沉降雙心”和復(fù)雜的條紋切割特征；方位向觀測顯示出整個地震形變區(qū)域的西北部分(上盤)相對東南部分(下盤)呈現(xiàn)出明顯的向南運動。2.使用一維觀測資料中覆蓋區(qū)域比較完整的數(shù)據(jù),分別利用多視角D-InSAR直接分解法、結(jié)合先驗知識的最小二乘迭代逼近法(間接分解法)以及MAI與D-InSAR融合法得到改則地震三維同震形變場,并基于誤差估計公式和模擬值分析評價及比較了各三維形變場。結(jié)果顯示：間接解算法和MAI與D-InSAR融合法均能有效抑制直接分解法中的誤差放大,同時兩者均能較好的表現(xiàn)出改則地震同震形變特征。最終本文從解算精度、形變特征與發(fā)震構(gòu)造相互關(guān)系出發(fā),選擇間接分解結(jié)果作為2008年改則地震的三維同震形變場。特征如下：南北向形變場中余震斷層附近存在小量級(約為5cm)的向北運動,主震斷層上盤總體還向南運動(約為10cm)；主震斷層兩盤垂直運動差異明顯,上盤存在兩個顯著的沉降中心,西側(cè)形變中心沉降量48.9cm,東側(cè)形變中心41.4cm；主余震斷層兩側(cè)存在明顯的水平分離運動現(xiàn)象,在主震斷層上盤出現(xiàn)向兩沉降中心匯聚的現(xiàn)象；同時水平形變場呈現(xiàn)東向旋轉(zhuǎn)特征,且自西向東量級逐漸增強。整個三維地表形變場以垂向位移為主,并表現(xiàn)出東向旋轉(zhuǎn)特征。3.本文從InSAR觀測結(jié)果中選取出相干性較佳、形變區(qū)覆蓋較為完整的LOS向同震形變圖,結(jié)合改則地震的地質(zhì)構(gòu)造背景和地震學(xué)特征,基于Okada彈性半空間位錯模型反演得到改則地震Mw6.4主震和Mw5.9余震的斷層參數(shù)。改則地震主震以正斷破裂為主兼有少量的左旋走滑,主震斷層為走向219°,傾角50°的西傾斷層,震源深度約6.51km,最大滑動量近1.39m,平均滑動角為-65.66°。余震發(fā)生在主震的北西側(cè),斷層走向為212°,傾角為50°,最大滑動量約0.87m位于斷層面深4.21km處,平均滑動角-75.01°,是一次近乎純正斷的破裂。兩次地震的標(biāo)量地震矩分別為4.29×1018N·m和1.32×1018N·m。改則地震是典型的高角度正斷破裂型地震,結(jié)合其三維同震形變場中垂向形變分量遠大于水平運動分量的特征,并考慮到改則盆地位于近EW向右旋走滑的洞錯斷裂和嘎色斷裂與近NE向左旋走滑日干配錯斷裂的交匯處,且改則地震震中在盆地北邊緣,推測改則地震可能是洞錯盆地的張扭作用、洞錯斷裂和嘎色斷裂的東向拉伸以及日干配錯斷裂的南西向壓縮共同作用的結(jié)果。
【學(xué)位單位】：中國地震局地質(zhì)研究所
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：P315.7
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 InSAR研究進展
    1.2 三維形變場解算研究進展及存在的問題
    1.3 本文問題的提出與研究內(nèi)容
第二章 理論與技術(shù)基礎(chǔ)
    2.1 InSAR原理
        2.1.1 D-InSAR原理
    2.2 MAI技術(shù)
    2.3 三維形變場解算
        2.3.1 多視角InSAR法
            2.3.1.1 直接解算法
            2.3.1.2 結(jié)合先驗知識的最小二乘迭代法
        2.3.2 MAI與D-InSAR融合法
            2.3.2.1 Helmert定權(quán)法
第三章 改則地震三維同震形變場
    3.1 改則地震背景
    3.2 改則地震一維同震形變場
        3.2.1 LOS向同震形變場
        3.2.2 方位向形變場
        3.2.3 一維同震形變場特征分析
    3.3 改則地震三維形變場
        3.3.1 多視角InSAR法解算的三維形變場
            3.3.1.1 直接解算的三維形變場
            3.3.1.2 間接解算的三維形變場
        3.3.2 MAI與D-InSAR融合法獲取的三維形變場
        3.3.3 改則地震模擬三維形變場
            3.3.3.1 Okada彈性半空間模型
            3.3.3.2 模擬三維形變場
        3.3.4 結(jié)果比較與精度評價
            3.3.4.1 直接/間接解算法結(jié)果比較
            3.3.4.2 多視角InSAR法/MAI與D-InSAR融合法結(jié)果比較
第四章 改則地震主余震斷層的滑動分布反演
    4.1 InSAR同震形變場數(shù)據(jù)采樣
    4.2 反演算法與斷層模型
        4.2.1 反演算法
        4.2.2 斷層模型
    4.3 斷層滑動分布
    4.4 構(gòu)造機制分析
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 本文總結(jié)
    5.2 存在問題及展望
參考文獻
致謝
作者簡介
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本文編號：2835744