本文關(guān)鍵詞：基于雷達(dá)差分干涉測量與斷層自動(dòng)剖分方法的地震震源參數(shù)反演

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【摘要】：合成孔徑雷達(dá)差分干涉測量(Differential Interferometry Synthetic Aperture Radar, DInSAR)是一種有效獲取地表形變的空間測量技術(shù)。近年來,DInSAR技術(shù)以其分辨率高、覆蓋范圍廣、測量精度高等多方面的優(yōu)勢,在地震同震形變測量中發(fā)揮著不可替代的作用。利用DInSAR技術(shù)獲取的地震同震形變場,可為受災(zāi)范圍估計(jì)、地震發(fā)震機(jī)制理解等方面提供重要的信息,特別是以同震形變數(shù)據(jù)為約束條件,基于彈性位錯(cuò)模型反演估計(jì)震源的位置、發(fā)震斷層的幾何、運(yùn)動(dòng)等參數(shù),對于了解震區(qū)斷層活動(dòng)特征和評估潛在災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)具有重要的意義。 斷層幾何參數(shù)是斷層精細(xì)滑動(dòng)分布反演的基礎(chǔ),一般由非線性算法迭代獲得。針對常規(guī)斷層均勻剖分方法在滑動(dòng)參數(shù)反演中出現(xiàn)的“偽滑動(dòng)”和滑動(dòng)分布過于平滑問題,本研究引入斷層自動(dòng)剖分方法,基于尺寸可變的三角位錯(cuò)單元,以反演模型分辨率最優(yōu)為原則迭代得到最佳斷層單元尺寸,保證滑動(dòng)值能夠合理地分布到所有位錯(cuò)元上,論文的主要內(nèi)容可歸納為以下三個(gè)方面： (1)以巴姆地震為應(yīng)用實(shí)例,基于Okada彈性半空間位錯(cuò)模型,運(yùn)用Levenberg-Marquardt最小二乘算法,在解空間范圍內(nèi)迭代搜索得到了發(fā)震斷層幾何參數(shù)解。 (2)利用模擬數(shù)據(jù)測試了斷層自動(dòng)剖分方法的敏感性和適用性,分別以均勻采樣和混合采樣(均勻采樣與四叉樹采樣結(jié)合)后的模擬形變數(shù)據(jù)為約束,采用斷層自動(dòng)剖分方法反演得到了較一致的滑動(dòng)分布結(jié)果,但由于混合采樣具有較少采樣點(diǎn),在不損失反演精度的情況下,解算效率較高；分別用走滑斷層和逆沖斷層得到的模擬形變數(shù)據(jù)為約束,進(jìn)行滑動(dòng)分布反演,反演得到的結(jié)果與輸入的滑動(dòng)特征一致,表明該方法適用于這兩種斷層的反演。 (3)以巴姆地震的雷達(dá)視線向形變數(shù)據(jù)為約束,分別基于斷層的矩形單元均勻剖分和三角單元自動(dòng)剖分,反演獲得了斷層面上的滑動(dòng)分布,根據(jù)兩種方法反演得到的滑動(dòng)結(jié)果,正演模擬了雷達(dá)視線向形變場并將其與InSAR觀測值之間的殘差作為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),驗(yàn)證了斷層自動(dòng)剖分方法能夠獲得更優(yōu)的滑動(dòng)分布解。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,巴姆地震震區(qū)形變范圍在-16.82cm~30.33cm之間,地表形變最劇烈的地方發(fā)生在巴姆城區(qū)的東北側(cè)及東南側(cè),發(fā)震斷層的運(yùn)動(dòng)引起東北側(cè)區(qū)域發(fā)生沉降,東南側(cè)區(qū)域發(fā)生地面抬升。非線性反演過程揭示了斷層的幾何參數(shù)：長20km,寬15km,走向和傾角分別為175°和85°。巴姆地震的自動(dòng)剖分反演結(jié)果顯示,斷層總體滑動(dòng)值在0.20m～2.60m之間,滑動(dòng)分布主要集中于地下0.50km～11km范圍內(nèi),平均滑動(dòng)大小為1.80m,最大滑動(dòng)量為2.35m,出現(xiàn)在地下4.80km處。
【關(guān)鍵詞】：斷層自動(dòng)剖分 合成孔徑雷達(dá)差分干涉測量 滑動(dòng)參數(shù)反演 混合采樣
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：P225.1;P315.6
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 論文研究目的與研究意義12-15
• 1.2 InSAR發(fā)展概況15-17
• 1.3 DInSAR應(yīng)用于地震反演發(fā)展概況17-19
• 1.3.1 基于DInSAR技術(shù)的地震同震形變測量17-18
• 1.3.2 DInSAR反演地震震源參數(shù)的發(fā)展18-19
• 1.4 本文研究目標(biāo)與主要內(nèi)容19-20
• 1.5 論文組織結(jié)構(gòu)安排20-22
• 第2章 InSAR測量同震形變原理22-29
• 2.1 InSAR原理及數(shù)據(jù)處理22-27
• 2.1.1 InSAR獲取地形信息原理22-23
• 2.1.2 InSAR探測地表三維形變原理23-24
• 2.1.3 InSAR數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵技術(shù)24-27
• 2.2 DInSAR技術(shù)原理簡介27-28
• 2.3 本章小結(jié)28-29
• 第3章 地震震源參數(shù)反演理論基礎(chǔ)29-45
• 3.1 地震震源參數(shù)反演的目標(biāo)29-30
• 3.2 斷層幾何參數(shù)反演理論基礎(chǔ)30-35
• 3.2.1 Okada彈性半空間位錯(cuò)理論30-33
• 3.2.2 Levenberg-Marquardt最小二乘優(yōu)化算法原理33-35
• 3.3 斷層滑動(dòng)分布反演理論基礎(chǔ)35-44
• 3.3.1 均勻彈性半空間三角位錯(cuò)模型37-39
• 3.3.2 滑動(dòng)參數(shù)的正則化優(yōu)化求解39-41
• 3.3.3 斷層自動(dòng)剖分方法的原理41-43
• 3.3.4 斷層自動(dòng)剖分方法的實(shí)現(xiàn)43-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 第4章 DInSAR測量巴姆地震同震形變場及數(shù)據(jù)預(yù)處理45-54
• 4.1 巴姆地震及現(xiàn)有研究概述45-47
• 4.2 巴姆地震同震形變場測量47-50
• 4.3 地表形變數(shù)據(jù)的降采樣50-53
• 4.3.1 形變場的四叉樹降采樣51-52
• 4.3.2 形變場的混合采樣52-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第5章 基于斷層自動(dòng)剖分的巴姆地震震源參數(shù)反演實(shí)驗(yàn)54-68
• 5.1 斷層幾何參數(shù)反演實(shí)驗(yàn)54-55
• 5.2 斷層自動(dòng)剖分方法應(yīng)用于模擬數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)55-61
• 5.2.1 降采樣方法對反演結(jié)果的影響測試實(shí)驗(yàn)56-58
• 5.2.2 不同斷層類型的滑動(dòng)分布反演測試實(shí)驗(yàn)58-61
• 5.3 巴姆地震的滑動(dòng)分布反演61-67
• 5.3.1 基于斷層均勻剖分反演斷層滑動(dòng)分布61-62
• 5.3.2 基于斷層自動(dòng)剖分反演斷層滑動(dòng)分布62-64
• 5.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與評價(jià)64-67
• 5.4 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論與展望68-70
• 致謝70-71
• 參考文獻(xiàn)71-77

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：561324