本文關(guān)鍵詞：多手段InSAR技術(shù)研究及其在同震、震間形變監(jiān)測中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,我國地震災(zāi)害頻發(fā),且強(qiáng)度大,分布廣。2008年汶川地震、2010年玉樹地震和2013年雅安地震等給當(dāng)?shù)鼐用駧砹司薮蟮臑?zāi)害損失。在地震孕育期間,孕震體介質(zhì)必然產(chǎn)生形變。而地震的孕育發(fā)生與地殼形變有著非常密切的關(guān)系,地震的孕育和發(fā)生是地殼應(yīng)力場異常活動(dòng)導(dǎo)致地殼介質(zhì)形變的結(jié)果。目前InSAR技術(shù)可很好地應(yīng)用到地震的同震及震問形變當(dāng)中,本文將相對完善的D-InSAR、PS-InSAR、CR-InSAR、以及CR/PS-InSAR技術(shù)應(yīng)用到了同震、震間形變觀測當(dāng)中。在同震形變場研究方面,選取位于青藏高原東北緣的柴達(dá)木盆地,采用D-InSAR技術(shù)對發(fā)生在柴達(dá)木盆地的2008、2009年地震群進(jìn)行了分析,同時(shí)開展了滑動(dòng)反演及地震觸發(fā)庫倫應(yīng)力分析。而對于斷裂帶的震間微小形變采用了較為前沿的CR-InSAR和PS-InSAR技術(shù),以及兩者結(jié)合的CR/PS-InSAR技術(shù)來分析研究,研究區(qū)同樣選在了位于青藏高原東北緣的海原斷裂帶、天景山斷裂及西秦嶺北緣斷裂這三條斷裂上。本文的主要研究內(nèi)容如下：1.研究了2008年和2009年大柴旦地震的形變特征、滑動(dòng)分布及相互觸發(fā)關(guān)系。利用常規(guī)D-InSAR技術(shù)對發(fā)生在青藏高原東北緣-柴達(dá)木盆地北緣的四個(gè)中等震級地震分別進(jìn)行了研究,其中一個(gè)地震發(fā)生在2008年,另外三個(gè)發(fā)生在2009年。采用Envisat ASAR降軌數(shù)據(jù)獲得了這四個(gè)地震的同震形變場。結(jié)果顯示2008年地震形變場只有一個(gè)形變中心,而2009年地震有三個(gè)形變中心。2008、2009年地震引起的衛(wèi)星視線向最大形變分別為0.097m和0.4m�；趶椥园肟臻g模型和InSAR獲得的地表形變場,反演了斷層面滑動(dòng)分布。對于2008年地震,采用了一分段斷層模型,反演結(jié)果得出最大滑動(dòng)為0.47m發(fā)生在地下19km處。對于2009年發(fā)生的三個(gè)地震,分析InSAR同震形變場形態(tài)后分別采用了一分段斷層、兩分段斷層和三分段斷層模型反演,結(jié)果得出三斷層模型模擬的形變場最符合觀測到的InSAR地表形變場且殘差最小。同時(shí)通過計(jì)算庫倫應(yīng)力分析了2008、2009年地震之間的觸發(fā)關(guān)系,結(jié)果表明發(fā)生在斷層深部的2008年地震觸發(fā)了2009年地震,而2009年地震發(fā)生在了斷層淺部。同時(shí)基于三分段斷層模型基礎(chǔ)上分析研究了2009年主震對兩個(gè)余震斷層面上加載的庫倫應(yīng)力,將庫倫應(yīng)力與反演得到的滑動(dòng)分布具有較好的一致性。所以認(rèn)為庫倫應(yīng)力的加載在一定的程度上引發(fā)了地震。2.分析了角反射器在高分辨率SAR影像和中低分辨率SAR影像上的特征差異性,并分析了其產(chǎn)生的原因。分別在高分辨率TerraSAR影像上和中低分辨率的Envisat ASAR影像上詳細(xì)分析了角反射器(CR點(diǎn))的強(qiáng)度特征,得出1.5m三角錐形角反射器在高分辨TerraSAR影像上表現(xiàn)為十字絲形狀,并且在十字絲中心有一塊亮斑,該亮斑強(qiáng)度最大,在低分辨率的Envisat ASAR影像上表現(xiàn)占據(jù)4-6像素大小的塊狀亮斑。同時(shí)在高分辨TerraSAR影像上提取、分析了角反射器(CR點(diǎn))的相位信息,得出1.5m三角錐形角反射器在該影像上同樣也表現(xiàn)為十字絲形狀,并且在十字絲中心有一塊亮斑,與其強(qiáng)度特征一致,該影像特征與CR點(diǎn)的三角錐形狀相關(guān),三角錐形角反射器在其錐底回波反射強(qiáng)度最大,所以出現(xiàn)了中間強(qiáng)度、相位最大的情況。3.同時(shí)將CR-InSAR技術(shù)和PS-InSAR技術(shù)分別應(yīng)用在同一地區(qū),并對比分析了兩種方法的特點(diǎn)。基于高分辨率TerraSAR數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上分別采用了CR-InSAR、PS-InSAR技術(shù)對海原斷裂帶開展了震間形變研究。采用PS-InSAR技術(shù)對天景山斷裂開展了震問形變研究,并采用相位標(biāo)準(zhǔn)差方法對天景山斷裂震間形變PS點(diǎn)采用不同閾值回歸分析以獲取精確震間形變研究結(jié)果,得出海原斷裂帶震間CR-InSAR形變速率為21mm/yr,PS-InSAR技術(shù)形變研究得出海原斷裂震間南北兩盤形變速率差異處于2～3mm/yr之間,都表現(xiàn)為左旋走滑。且海原斷裂帶分別采用CR-InSAR技術(shù)、PS-InSAR技術(shù)監(jiān)測研究結(jié)果較為一致,彼此相互驗(yàn)證了精度問題。同時(shí)分析總結(jié)了CR-InSAR技術(shù)、PS-InSAR技術(shù)單獨(dú)解算的差異、適用性問題及精度。對于天景山斷裂帶PS-InSAR技術(shù)形變研究得出該斷裂震間形變速率為39mm/yr,同樣為左旋走滑。4.改進(jìn)了利用CR和PS點(diǎn)構(gòu)建形變監(jiān)測控制網(wǎng)絡(luò)的方法。結(jié)合CR-InSAR、 PS-InSAR技術(shù)(CR/PS-InSAR技術(shù)),提出利用CR點(diǎn)建立高等級監(jiān)測控制網(wǎng)絡(luò),利用PS點(diǎn)建立二級網(wǎng)絡(luò)的方法,首先將CR點(diǎn)構(gòu)建一個(gè)高精度控制網(wǎng),然后將PS點(diǎn)與CR點(diǎn)構(gòu)建的高精度控制網(wǎng)聯(lián)合構(gòu)網(wǎng)解算,采用LAMBDA方法進(jìn)行相位解纏,研究西秦嶺北緣斷裂帶中斷的微小形變,得出斷裂帶表現(xiàn)出左旋走滑運(yùn)動(dòng)特征,斷裂帶南盤平均形變速率為2.3mm/yr,北盤平均形變速率為-1.5mm/yr,南北兩盤平均形變速率差異為3.8mm/yr,與其他學(xué)者GPS、地質(zhì)測年研究成果相近。并對研究區(qū)內(nèi)的角反射器(CR點(diǎn))安裝、影像特征分析及形變解算進(jìn)行了較為詳細(xì)的論述,并對比分析了CR、PS點(diǎn)聯(lián)合構(gòu)網(wǎng)和PS點(diǎn)單獨(dú)構(gòu)網(wǎng)解算結(jié)果,得出對地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜的斷裂帶做永久散射體形變研究時(shí),CR、PS點(diǎn)聯(lián)合構(gòu)網(wǎng)解算結(jié)果較好、研究結(jié)果更為可靠。說明CR、PS點(diǎn)聯(lián)合構(gòu)網(wǎng)中,CR點(diǎn)由于其自身的高穩(wěn)定特性,對整個(gè)解算網(wǎng)絡(luò)起到了很好的整體控制作用,保證了解算結(jié)果正確。
【關(guān)鍵詞】：多手段InSAR技術(shù) 同震形變場 震間形變 斷層滑動(dòng)速率 斷層滑動(dòng)反演
【學(xué)位授予單位】：中國地震局地質(zhì)研究所
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P315.725
【目錄】：

• 摘要5-8
• Abstract8-14
• 第一章 緒論14-32
• 1.1 研究背景及意義14-16
• 1.2 D-InSAR技術(shù)應(yīng)用概述16-19
• 1.3 PS-InSAR、CR-InSAR技術(shù)應(yīng)用研究現(xiàn)狀19-22
• 1.4 高分辨SAR衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)展22-28
• 1.5 研究內(nèi)容28-29
• 1.6 論文組織結(jié)構(gòu)29-32
• 第二章 同震及震間InSAR關(guān)鍵技術(shù)原理與方法32-57
• 2.1 D-InSAR技術(shù)原理與相位組成32-34
• 2.2 D-InSAR技術(shù)的局限性34-35
• 2.3 CR、PS-InSAR原理及相位組成35-37
• 2.4 CR、PS-InSAR技術(shù)處理流程37-44
• 2.5 PS-InSAR殘差相位解譯44-45
• 2.6 基于LAMBDA相位解纏的CR/PS-InSAR聯(lián)合解算方法45-48
• 2.7 CR/PS-InSAR聯(lián)合構(gòu)網(wǎng)解算方法48-51
• 2.8 基于Okada位錯(cuò)模型的同震滑動(dòng)反演方法51-57
• 第三章 2008、2009年柴達(dá)木盆地地震群D-InSAR分析及同震形變場反演57-74
• 3.1 大柴旦區(qū)域構(gòu)造背景57-60
• 3.2 D-InSAR形變場分析60-61
• 3.3 斷層滑動(dòng)反演61-67
• 3.4 地震觸發(fā)庫倫應(yīng)力分析67-71
• 3.5 震中定位71-72
• 3.6 本章小結(jié)72-74
• 第四章 基于高分辨率SAR數(shù)據(jù)的CR-InSAR與PS-InSAR斷裂帶震間形變研究74-95
• 4.1 研究區(qū)概述74-76
• 4.2 海原斷裂震間CR-InSAR形變分析76-83
• 4.3 海原斷裂震間PS-InSAR形變分析83-86
• 4.4 海原斷裂震間CR-InSAR和PS-InSAR研究結(jié)果對比分析86-87
• 4.5 天景山斷裂震間PS-InSAR形變研究87-94
• 4.6 本章小結(jié)94-95
• 第五章 CR/PS-InSAR聯(lián)合解算在西秦嶺斷裂緩慢變形研究中的應(yīng)用95-105
• 5.1 西秦嶺斷裂概述95-96
• 5.2 研究區(qū)及數(shù)據(jù)概述96-97
• 5.3 西秦嶺斷裂震間CR/PS-InSAR聯(lián)合解算處理97-100
• 5.4 形變結(jié)果分析100-104
• 5.5 本章小結(jié)104-105
• 第六章 結(jié)論與展望105-108
• 6.1 研究內(nèi)容總結(jié)與創(chuàng)新點(diǎn)105-106
• 6.2 工作不足與展望106-108
• 參考文獻(xiàn)108-116
• 致謝116-118
• 作者簡介及博士期間發(fā)表論文118-119

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本文編號：298499