發(fā)布時間：2018-10-13 11:54

【摘要】：合成孔徑雷達干涉測量(Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR)作為一種新興的空間大地測量技術,能同時對大面積區(qū)域的形變進行高精度的監(jiān)測且費用較低,彌補了傳統(tǒng)大地測量手段在空間分辨上不足以及費用昂貴的缺點,但其本身也存在著許多局限性,例如對干涉條件有著一定的要求,同時存在大量的誤差源(如儀器噪聲、衛(wèi)星軌道誤差、大氣延遲、時間空間去相干、外部DEM誤差等因素)的影響,這些因素大大限制了該技術的應用。自20世紀90年代中后期起,一些研究學者開始嘗試利用新的模型及方法來克服傳統(tǒng)InSAR技術應用中的不足,主要通過長時間序列的SAR數(shù)據(jù)進行分析,以去除干涉相位中的軌道、大氣、DEM誤差以及低相干性等因素的影響—即時序InSAR技術。經過近十余年的發(fā)展,時序InSAR技術獲得巨大的發(fā)展,并產生了眾多分支：相位疊加(Stacking)技術、永久散射點(Persistent Scatterers or Permanent Scatterers, PS) InSAR (PSInSAR)、最小二乘方法(Least square, LS)小基線集方法(Small BAseline Subset algorithm, SBAS)、相干目標方法(Coherence Target/Coherence Point Target, CT)和臨時性相干點(Temporal Coherence Point, TCP) InSAR。雖然時序InSAR技術根據(jù)不同分支建立了相應的函數(shù)模型進行參數(shù)的估計,降低了各類誤差對觀測結果的影響,但是由于誤差影響因素的復雜性和不確定性,對于時序InSAR技術的隨機模型發(fā)展一直較為緩慢,另外由于時序InSAR技術的應用研究起步晚,在許多研究中僅利用時序InSAR技術進行形變量提取,未結合地球物理模型反演和動力學機制解釋,應用研究深度方面仍顯不足,有待大力發(fā)展�；谝陨蠁栴},本文分別對時序InSAR技術的誤差模型構建及精度評定和利用時序InSAR監(jiān)測結果與動力學模型結合進行反演及解釋兩個主要問題進行了探索。 本文對近10多年時序InSAR的發(fā)展進行了系統(tǒng)性的論述,并對時序InSAR的各個分支進行了比較分析,總結各時序InSAR分支的應用特點,給出在時序InSAR應用時應該根據(jù)研究的目的、數(shù)據(jù)數(shù)量、研究區(qū)的地質地貌情況等選取合理的方法,為學者進行相關研究時的方法選擇提供參考。 本文在對傳統(tǒng)InSAR的誤差因素分析的基礎上,結合已有研究資料中的時序InSAR函數(shù)模型,分析時序InSAR的誤差源,建立時序InSAR的一般數(shù)學模型,完善時序InSAR的數(shù)學理論體系。最后利用模擬數(shù)據(jù),分別對單主影像和多主影像時序InSAR的定權和等權參數(shù)解算精度進行了試驗,結果表明利用隨機模型進行參數(shù)估計,其精度較等權條件下的參數(shù)估計無明顯改善,當前利用等權方法進行參數(shù)估計相比較而言操作更為簡單,能夠提高計算效率,因此現(xiàn)今在時序InSAR處理過程中利用等權進行參數(shù)估計是合理的。 本文利用歐空局Envisat衛(wèi)星2007.4～2010.9兩個Track的ASAR數(shù)據(jù),基于多時相InSAR技術研究了現(xiàn)今河北廊坊市城區(qū)的地表沉降和地下水抽取體積估計。廊坊市的地表沉降自60年代以來,沉降速率逐漸增大,雖然近年來政府對這些沉降在控制,但是城市化的加快不可避免要進行大規(guī)模的地下水抽取。本文利用多時相InSAR技術,獲取研究區(qū)2007～2010年間的高精度沉降速率場,其最大地面沉降速率為76.0mm/yr,同時分別利用兩個Track的公共覆蓋區(qū)的形變結果進行內符合精度評價和利用部分外部水準點數(shù)據(jù)進行結果的外符合精度評價,獲取的沉降速率場的內符合精度中誤差為2mm/yr,外符合精度為3mm/yr。在此基礎上,利用自由應力下的體積應變模型進行地下水體積變化反演,顯示該地區(qū)的體積變化最大達到-1.15×104/yr,整個研究區(qū)的地下水年抽取體積達554萬立方米。 本文利用日本宇航局ALOS衛(wèi)星2006.10～2011.03期間共24景的PALSAR數(shù)據(jù),對長白山天池火山區(qū)的近年形變進行了研究,基于PSInSAR方法進行了數(shù)據(jù)處理,獲取了長白山近年火山的時序形變場和形變速率結果。結果表明長白山火山近年火山活動較弱,僅在火山口附近存在10mm/yr的形變速率。同時利用Mogi模型,對火山區(qū)的巖漿變化體積速率進行了反演,顯示該區(qū)域的巖漿以～1×106m3/yr的速率補充。本文研究結果表明長白山天池火山近年隆升活動逐漸減弱,預示著下一活躍期的到來。 本文利用歐空局Envisat衛(wèi)星2004～2010年共40景的ASAR數(shù)據(jù),對喀什坳陷區(qū)的構造活動進行了研究�；贗nSAR TS+AEM時序分析模型,獲取該研究區(qū)2004～2010年間的形變速率為-2mm/yr～2mm/yr,其中研究區(qū)內以阿圖什南翼為分界線分為天山造山帶lmm/yr的隆升活動和喀什坳陷1.5mm/yr的沉降活動,研究區(qū)內的匯聚變形具有非線性特征,其中天山與塔里木盆地結合帶的變形明顯大于天山山體內部。利用傾滑斷層模型,對研究區(qū)的觀測結果進行了模型反演,獲得阿圖什南翼斷層的平均傾角為35°,斷層滑動速率為2.3～2.5mm/yr,閉鎖平均深度10.5km,研究結果支持了阿圖什南翼斷層為淺源傾滑斷層的地質考察結果。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：武漢大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：P225.1

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 黨亞民,陳俊勇,張燕平,宋眩,蔣志浩;利用GPS資料分析南天山地區(qū)的地殼形變特征[J];測繪科學;2002年04期

2 寧津生;現(xiàn)代大地測量的發(fā)展[J];測繪軟科學研究;1997年02期

3 胡亞軒,王慶良,崔篤信,李克,鄭傳芳;長白山火山區(qū)幾何形變的聯(lián)合反演[J];大地測量與地球動力學;2004年04期

4 何平;許才軍;;衛(wèi)星軌道誤差對SAR干涉處理的影響研究[J];大地測量與地球動力學;2009年05期

5 雷顯權;陳運平;趙俊猛;趙炯洋;;天山造山帶深部探測及地球動力學研究進展[J];地球物理學進展;2012年02期

6 劉若新,李繼泰,魏海泉,許東滿,鄭祥身;長白山天池火山——一座具潛在噴發(fā)危險的近代火山[J];地球物理學報;1992年05期

7 傅容珊,黃建華,徐耀民,常筱華;青藏高原—天山地區(qū)巖石層構造運動的地幔動力學機制[J];地球物理學報;1998年05期

8 張成科,張先康,趙金仁,劉寶峰,張建獅,楊卓欣,海燕,孫國偉;長白山天池火山區(qū)及鄰近地區(qū)殼幔結構探測研究[J];地球物理學報;2002年06期

9 楊卓欣,張先康,趙金仁,楊健,段玉玲,王帥軍;長白山天池火山區(qū)三維地殼結構層析成像[J];地球物理學報;2005年01期

10 朱桂芝;王慶良;石耀霖;崔篤信;;各向同性膨脹點源模擬長白山火山區(qū)巖漿囊壓力變形源[J];地球物理學報;2008年01期

，

本文編號：2268522