基于InSAR技术门源地震地表形变监测与分析

地震引发的地表形变规模大、范围广,由地震引发的次生地质灾害对当地基础设施和工程建设影响明显。研究门源地震造成的地表形变,对理解地震形变运动过程、识别地质灾害隐患具有重要意义。利用合成孔径雷达差分干涉测量(differential interferometric synthetic aperture Radar,D-InSAR)技术获取门源地震同震形变场,根据升降轨几何关系,提取门源地震地表二维形变信息;利用覆盖研究区域的21景升轨Sentinel-1A影像,基于短基线集合成孔径雷达干涉测量(small baseline subset-interferometric synthetic aperture Radar,SBAS-InSAR)技术提取门源地震震后地表形变信息,得到视线向(line of sight,LOS)的时间序列和平均形变速率。结果表明,同震形变主要分布在冷龙岭断裂与托莱山断裂的交汇处,LOS向地表形变升轨隆升形变量为0.40 m,沉降量为-0.65 m,降轨隆升形变量为0.80 m,沉降量为-0.70 m;联合升降轨视线向结果分析二维形变,得到垂直方向最大形变量为-0.32 m,以沉降为主,水平方向最大形变量为0.87 m,以向东运动为主,说明此次地震水平方向形变显著,断层运动状态为左旋走滑作用。2022年1月17日—9月26日期间,整体形变较为稳定,部分区域形变明显,断裂带活动是影响地表形变的主要因素,平均形变速率最大值为53 mm/a,最大形变量达到77 mm。研究结果可为地震灾害防治、应急管理工作和社会经济可持续发展提供技术支持。

矿区地表形变监测及预测方法研究

利用2018年1月至2021年12月的47景Sentinel-1A影像,基于SBAS-InSAR技术,对窑街矿区进行沉降监测。根据矿区沉降特征,构建GM(2,1)、BP神经网络、PSO-SVR和LSTM 4种预测模型,对3个矿区2020-2021年形变中心沉降值进行预测分析。结果显示:窑街矿区大部分区域处于稳定状态,矿区中心形成明显的沉降漏斗,最大平均沉降速率为157.01 mm/a,2018-2021年最大累积沉降量达到681.82 mm,存在发生采空区大面积塌陷和次生地质灾害的危险。预测结果显示,4种模型表现出不同的预测精度,LSTM模型预测精度最高,可作为矿区地表沉降相对可靠的预测模型。

2022年青海门源M_(W)6.9地震同震形变及断层滑动分布反演

2022年1月8日,青海海北州门源县发生M_(W)6.9地震,震中位于青藏高原东北缘祁连地震带上冷龙岭断裂和托莱山断裂的交汇处.门源地震活动强烈,造成地表破裂明显,因此研究门源地震的发震机理,对评估周边区域及主要断裂的地震危险性具有重要意义.本文基于D-InSAR技术,利用升降轨Sentinel-1A SAR数据,获取门源地震的同震形变场.结果显示,同震形变主要集中在冷龙岭断裂和托莱山断裂的交汇处,形变长轴整体呈NWW-SEE,同震引发的升轨隆升形变量0.40 m,沉降量0.65 m,降轨隆升形变量0.80 m,沉降量0.70 m,升降轨视线向(LOS)形变呈现符号相反大小相近的特征,断裂运动以左旋走滑为主.以升降轨同震形变信息为约束条件,基于弹性半空间位错理论,采用两步法进行反演,获取门源地震断层的几何参数.结合该区域的地质构造得到断层面上的精细滑动分布,结果表明,断层破裂延伸至地表,破裂迹线长度达22 km.断层滑动主要集中在地下2~12 km,最大滑动量为4.2 m,位于地下7 km处.断层走向约为109°,倾角约为82°,释放的地震矩为2.67×10^(19)N·m,矩震级M_(W)6.9,反映出门源地震是一次高倾角浅源地震.最后,计算了同震位错对周边区域及主要断裂库仑应力加载的影响,结合余震分布特征,结果显示,冷龙岭断裂北侧及肃南—祁连断裂南侧库仑应力显著增加,最高达0.5 MPa.表明该区域的地震危险性相对较高,应持续关注.