基于光学卫星影像的同震形变提取技术及形变梯度的地学意义

介绍光学同震形变提取的关键技术、优化流程和主流软件包的差异性,并基于光学同震形变场推导具有地学意义的位移梯度、旋度、膨胀量、剪切应变等算子;以2021年青海玛多M W7.4地震为例,检验基于Sentinel-2光学影像的同震形变场提取优化流程以及算子的地学意义。结果表明,对亚像素相关性匹配结果的后处理可有效消除轨道误差、条带误差、场地和传感器因素导致的白噪声和加性噪声,突出形变细节,更加客观地描述同震形变的空间分布特征。

同震地表破裂带空间分布形态的自动无损测量

设计并实现了同震地表破裂空间分布形态的无损测量方法和基于Python平台的自动测量工具,可获得与原数据同等精细程度的地表破裂带空间分布形态及宽度的测量值。以2021年青海玛多M_(W)7.4地震和1983年Idaho Lost River M_(W)6.9地震数据进行性能测试,结果表明,该方法可自动、精细、灵活地测量并绘制地表破裂的空间分布形态。

2021年青海玛多M_(W)7.4地震分布式同震地表裂缝特征

地震地表破裂是理解大陆地壳变形模式和地震破裂行为的关键,也是活动断层避让带设置的直接依据。2021年5月22日青海玛多M_(W)7.4地震沿昆仑山口-江错断裂江错段形成了长达158km的同震地表破裂,造成沿线野马滩大桥、昌马河大桥坍塌。文中基于震后2次大范围现场调查资料和震区3~7cm分辨率的无人机航片,获得了本次地震详细的地表破裂,在精细填图的基础上,阐述了玛多地震地表破裂、地表裂缝、砂土液化带和带状塌陷等多种类型裂缝的分布特征及其意义。除在断裂相交处存在多条次级破裂外,局部存在大量延伸长、走向稳定、具有雁列特征的裂缝带,最远处与主破裂带的距离>5km;在震中附近及震中以西、以东多个段落跨断层数千米范围内存在分支破裂、斜列式地表裂缝、砂土液化带、带状塌陷和地裂缝等与同震变形相关的地表特征。玛多地震分布式同震地表裂缝的揭示,主要得益于大范围、密集的现场调查和厘米级高分辨率航片的精细解译,使小位移量破裂或微弱裂缝得到充分识别。由于缺乏明确的位错标志,难以甄别未在主破裂断层上的同震地表裂缝是构造成因还是震动成因,分析其空间分布形态、余震分布及其震源机制、区域构造背景等,经初步推测,不排除有些裂缝代表区域先存断层的继承性活动与次级断层触发活动的可能性。对分布式同震地表裂缝的精细刻画有助于全面理解地震破裂过程的机理,对于重要工程抗震减灾的有效设防具有现实意义。

基于Sentinel-1A的2021年双湖M_(W)5.7地震同震破裂模型

利用Sentinel-1A SAR数据提取2021年西藏双湖县M_(W)5.7地震同震形变场及2.5D形变场,反演断层滑动分布模型。计算不同节面解为接收断层产生的库仑应力变化差异确定发震构造,并结合余震分布信息评估未来地震风险性。结果表明,地震震中为34.37°N、87.71°E,震源深度6.51 km,发震断层倾向东、走向33°、倾角50°、平均滑动角-74°,以倾滑为主兼有少量左旋走滑分量,最大滑动量0.26 m。短时间内,震区南部地震风险较小,北部则需要结合更多资料进一步分析。本次地震是在羌塘块体持续向东扩张的背景下,受EW向拉伸作用使得黄水湖正断层发生的一次弥散型变形活动,SN向地堑得到进一步扩张。