加权信息量支持下融合InSAR形变特征的滑坡易发性评价

使用SBAS-InSAR处理六盘水市水城区2018-07~2019-08共69景Sentinel-1A卫星影像,获取地表形变作为动态评价因子,用于完善传统滑坡易发性评价研究缺乏动态特征数据应用的问题。结果表明,使用10种静态评价因子融合InSAR形变特征数据作为动态评价因子,在耦合层次分析法与信息量法的加权信息量模型下对比仅使用静态特征数据,ROC曲线下面积分别为0.756 02和0.888 68,模型性能提升约13.3%;再将历史灾害点叠加于2种分区图下检验分区精度,相比于未融入形变特征,融入形变特征可纠正约12.44%的误分类区域,能较好地提升分区的可靠性。

反倾层状岩质边坡倾倒变形模式与宏观形变特征关系研究

随着中国建设工程不断向西南地区发展,一系列地质灾害问题日益凸显,许多学者利用InSAR遥感技术在该地区开展早期识别研究卓有成效,但研究却仅限于地表宏观形变的识别与判定,无法明确斜坡内部破裂与表层宏观形变间的对应关系。加之西南地区复杂地质构造作用,产生了许多高隐蔽、难预测的反倾层状岩质边坡,使得InSAR遥感早期识别遇到了又一难题。因此,本文通过开展大型土工离心试验,分析斜坡弯曲-倾倒变形阶段,结合图像分析技术,建立起斜坡倾倒变形模式与表层宏观形变特征之间的耦合关系,并利用原型边坡的InSAR解译和实地调查结果,反向推断边坡所处阶段,将斜坡变形阶段可视化,为此类斜坡变形的识别和防控提供技术支撑。研究表明:1)反倾层状岩质边坡弯曲倾倒破坏主要分为初始蠕变、坡脚倾倒-弯曲、变形累进以及折断带贯通4个阶段。倾倒破坏往往始于坡脚,而后向斜坡中上部发展,伴随阶梯状破裂面的发育贯通,斜坡被整体破坏;2)对试验图像识别分析,获取深部与表层的速率变化,建立二者的对应耦合关系。发现在倾倒变形不同阶段,大变形区域(表层关键裂缝)遵循从下至上的发展规律,依次是坡脚附近—坡前中部—陡缓交界处;且陡缓交界处岩板的变形速率曲线在倾倒变形启动、内部折断带贯通阶段存在两次明显的峰值现象;3)选用扎永变形体的In-SAR解译结果与试验结果进行对照,并通过现场复核,初步判断该变形体正处于变形累进阶段。

基于时序InSAR技术的西山黄土滑坡形变特征分析

黄土滑坡具有范围广、易受降雨影响、危害性强等特点,黄土滑坡监测具有重要意义。传统地表形变监测技术耗时费力,难以满足大范围监测需求。本研究以青海省同仁市西山黄土滑坡为研究对象,选取2017年3月20日-2021年12月24日哨兵1A (Sentinel-1A)卫星48景升轨数据为研究数据,利用短基线集合成孔径雷达干涉测量技术(Small Baseline Subsets Interferometric Synthetic Aperture Radar,SBAS-InSAR)对研究区进行配准、差分干涉、滤波、相位解缠、重去平、形变建模与解算等处理,获取了该区域的时序形变特征。结果表明,西山黄土滑坡群共有2处明显的形变区。第一处形变区位于研究区东北部,其雷达视线向年平均形变速率介于-34.27~2.73mm/a;第二处形变区位于研究区中部,其雷达视线向年平均形变速率介于-30.27~4.20 mm/a。本文结合同仁市该时段的月降雨总量进行分析,结果表明降雨对滑坡形变速率具有正反馈作用。结果分析和野外调查表明,SBASInSAR技术在滑坡形变监测方面具有有效性,为该区域滑坡灾害防治提供了有效的技术支持。

阿尔金地区地质灾害隐患识别及形变特征分析——SBAS-InSAR结合光学遥感的综合遥感技术研究

以阿尔金地区为研究区,应用SBAS-InSAR结合高精度光学遥感的综合遥感技术开展地质灾害隐患识别及形变分析。在Sentinel-1A InSAR数据、“AW3D30”DEM辅助数据基础上,通过SBAS-InSAR方法获取区内隐患点地表形变,辅以GF-1、GF-2高分辨率光学遥感,对研究区地质灾害隐患识别及形变分析。取得认识如下:(1)采用Sentinel-1A数据进行InSAR形变反演,结合综合遥感识别及野外核查验证,确认地质灾害隐患146处,识别准确率75%。InSAR结合光学遥感的综合遥感方法为该地区地质灾害防治、监测等方面的新技术手段;(2)识别出地质灾害隐患中80%以上存在切坡修路情况,人类工程活动易引发斜坡失稳或诱发泥石流灾害,需加强对此类地质灾害隐患的持续监测;(3)一般滑坡在影像上具有明显形变和形态特征,与实地验证有较好对应关系。部分InSAR形变点在实地形变特征不明显,隐患点位于人员难以到达的斜坡高位隐蔽区,可利用无人机、LiDAR及地面设备等综合监测调查手段开展精细调查验证;(4)InSAR技术主要用于监测缓慢微小形变,对地面塌陷、滑坡等灾害效果较好,对监测突发性灾害有一定局限性。收集利用高分辨率的SAR数据,对小中型灾害监测效果更好。

InSAR揭示的青藏高原近期正断型地震形变特征与指示意义

正断层在青藏高原的隆升扩展演化中发挥了重要作用.本文使用InSAR技术处理Sentinel-1 SAR影像数据获得了2020至2021年发生在青藏高原内部3次正断型地震的同震形变场.基于Okada弹性位错模型和形变场信息反演了断层几何参数和断层面滑动分布,精确地确定了发震断层位置.研究结果显示高原内部的这些正断型地震均以正断层活动方式为主,但还兼有一定的走滑运动;发震断层主要为倾角<60°的次级隐伏断层,且均为浅源地震,滑动分布主要集中在12 km以上.结合地球物理资料,我们分析认为正断型地震广泛分布在青藏高原中部和南部弥散型地块内,不局限于半地堑构造相关地区,并且正断型地震的发生更依赖于伸展环境中的重力势能.伴随正断层活动的走滑运动也反映了青藏高原内部物质向东运移的运动学和动力学特征.

丽江7.0级地震地表破裂与形变特征

丽江７０级地震序列发生在该地区属次级构造的断裂上，而且这次地震的烈度分布，地表破坏分布和强余震分布都表现了异常不均匀性。根据大震震害损失评估调查和大震现场地面破坏调查取得的资料，对上述异常现象的原因进行了初步分析，认为主震发震构造为玉龙山山前近南北向断裂，但其破裂过程可能存在“跳跃”

基于重力和GPS的山西地区形变特征分析

利用山西地区多年来积累的流动重力和区域GPS资料,从段、线、面对山西地区(34°~41°N,110°~115°E)2009—2015年重力场动态变化特征进行精细处理和详细分析,同时将水平总梯度分析方法用于重力场动态变化的异常提取中,最后对比相同时间尺度的重力场和应力应变场获得近年来山西地区地壳形变精细变化特征。结果表明:重力水平总梯度具有比重力异常更高的灵敏度,两者的动态变化特征都显示出,在山西北部恒山断裂、六棱山断裂和口泉断裂附近的阳原—大同一带、南部中条山断裂的临汾—夏县一带和中东部太行山山前断裂的邯郸—安阳附近都存在着较为显著的异常变化;通过对比分析认为相同时间尺度的重力场和应变场有较好的对应关系,联合分析重力和应变场有助于对地壳形变和深部物质变化产生的孕震机理获得更深刻的认识。

汶川M_S8.0地震断层映秀—南坝段的活动方式、形变特征及其形成机制

通过对2008年5月12日发生的汶川8.0级地震的发震构造——中央断裂映秀—南坝段地震地表破裂、地表形变及断裂上余震迁移等特征的详细调查和分析,结果表明:(1)自映秀至南坝,断层活动方式表现为由逆冲逐渐过渡为逆冲-右旋走滑、再到走滑分量与逆冲分量大致相当,同时断层两盘滑动伴有相对弱旋转活动;(2)在断层总体走向NE向、逆冲为主兼右旋走滑活动方式下,局部表现为走向NW向、逆冲为主兼左旋走滑活动方式;(3)地震裂缝与单侧破裂面关系,以及地表重叠缩短形变特征表明,断层活动、应变能释放是在近EW向区域构造应力及NE向局部构造应力综合作用下的结果.依据断层沿线地表裂缝产状的变化,粗略推出映秀至南坝段主应力方向由SEE向NEE方向变化,与前人使用CAP(Cut and Pasate)方法求出的主余震源机制方向基本一致.

用超长基线解算分析汶川地震动态形变特征

以远距离的IGS武汉GPS站为参考站,用超长基线双差瞬时精密定位技术,获取汶川Ms8.0地震震时震区连续GPS站1 Hz动态形变序列。同时以较近距离的雅安站为参考站解算动态形变序列,结果显示,两者的形变结果具有很好的一致性。距离断层较近的郫县、成都、绵阳、中江等站形变较大(形变最大的郫县站最大振幅达1.034 m);位于震中南侧的邛崃、雅安等站形变较小。利用动态时序的地震波到时和震中距离估计地震波地壳平均速度为3.1 km/s。

1902年新疆阿图什8(1/4)级地震形变特征与发震模式初探

在收集、分析前人资料及野外考察的基础上 ,重点研究了 190 2年阿图什 8 级地震形变特征与区域地震构造环境的关系 ,并结合震中区的地球物理探测成果 ,对该地震的发震模式进行了探讨。认为 ,阿图什大震的发生是塔里木与南天山两大块体相向对冲挤压的结果。较大的震源深度 ,使得震中区变形以较大规模和范围的崩塌、滑坡、地裂缝等重力地质现象为主 。

陕甘宁青地区的地形变特征与强震活动

分析了陕甘宁青地区的地壳形变特征及其与强震的关系 ,结果表明 :(1)地壳形变特征存在时空差异性 ,不同地区地形变活动强弱与其至主要边界断裂带的距离存在相关性 ,主要边界断裂带附近地区相对活动强烈 ,远处则减弱。 (2 )不同时期各断层地形变活动强弱不同 ,既和构造应力场的变化有关 ,又与地震活动关系密切 ;断层垂直形变的逆继承性构造运动的活动时期远小于继承性构造运动的活动时期 ,且不同区域地壳构造运动发生转折的时间不尽相同 ,同时断层形变前兆异常亦存在时空差异性。 (3)多场地、大范围的断层活动异常可能与强震活动相呼应。

钛/钢爆炸焊接界面区形变特征研究

详细观察了钛／钢爆炸焊接界面区内的变形组织特征，研究了复合板的钢侧塑性变形层和钛侧绝热剪切线与焊接工艺参数的关系。结果表明，过大或过小的变形层都将导致界面区内产生有害缺陷。合理的变形层宽度应控制在５０μｍ～２００μｍ之间。

腾冲火山区的形变特征

利用现有的腾冲火山区水平及垂直形变资料进行分析研究 ,结果表明 ,水平形变网覆盖的 2 0 0 0km2 区域内 ,大部表现为面收缩的趋势。马鞍山、来凤山、腾冲县城一带 ,地表基本保持平稳 ,并以此为界 ,其北面大部上升 ,而南部下降。由此说明火山区内地下岩浆仍在运动。

张渤地震带现今形变特征研究

张家口-渤海地震构造带是华北地震构造区中具有相当规模的北西(NW)向活动构造带。通过对断层两侧基线-时间序列、区域速度场、应变场等进行分析,发现张渤带断层两侧速度场具有较大的差异,为典型的左旋走滑断层。区域应变场主应变自西向东依次为拉张-挤压-拉张-挤压,主应变由西向东逐步增大,在天津宝坻到河北唐山一带,主应变最大,为20 nanostr/yr(nanostr/yr是应变率的单位,表示单位距离每年的变化率),天津蓟县-宝坻一带为拉张变形,在唐山一带为挤压变形。根据Zoback判断震源机制应力类型的方法对张渤地震带及邻区研究时段内19个近震震级(ML)4.0以上地震的震源机制进行分类,震源错动方式以正断和走滑为主;区域应变显示的应力状态与震源机制解的错动类型基本吻合,天津宝坻-河北唐山的主应变变化比较剧烈,同时震源机制的类型也发生变化,表明该地区的深部与浅部的变形一致。

基于多种形变观测资料分析福建地区形变特征

利用福建区域GPS连续观测资料计算出应变场,由跨断层垂直形变资料计算出形变速率强度累积率,并根据跨断层、体应变等多种形变资料得到各测点压张特性的空间分布。在此基础上,研究了福建区域2005—2006年、2007—2008年、2009—2010年各时期的形变特征。研究结果表明:龙岩-厦门-东山、政海带与沙县南日岛断裂带交界处这两个区域是能量累积区域,构造活动性较强,形变速率强度较高,以压性测点为主,发生中强地震的可能性比较大。

江苏省近期形变特征分析

利用江苏省内GPS连续站基线时间序列分析江苏省整体形变状态,由GPS流动站观测资料计算应变率场,并根据跨断层流动水准资料得到郯庐断裂带江苏段和茅山断裂垂直形变速率,根据以上结果研究江苏省主要断裂2011~2015年的形变特征。结果表明,江苏省受控于挤压应力场作用,大部分区域应变方向为东西向;郯庐断裂带江苏段处于南北向拉张挤压梯度带,垂直形变速率处于正常活动水平;茅山断裂的水平和垂直观测结果均反映出该区域为拉张性质。

准噶尔盆地周缘褶皱带形变特征

准噶尔盆地作为大型复合叠加压扭型盆地,边界被南缘、西北缘和东北缘大型褶皱带所控制,整体研究程度相对较低。通过区域地震大剖面的构造解释,进一步明确了准噶尔盆地不同边界褶皱带的发育演化时期与形变特征的差异,其主形变期具有顺时针方向旋转特征。利用编制构造发育剖面的方法近似定量估算了盆地周缘褶皱带在不同地质时期的挤压收缩量以及盆地中生代以来总的挤压收缩量,并分析了盆地周缘褶皱带形变与构造幕的关系;在此基础上探讨了褶皱带形变的地质作用对盆地构造特征、沉积旋回和油气分布的影响。

基于精密水准数据的苏鲁皖地区垂直形变特征

利用苏鲁皖地区1985年、1995年和2016年3期水准复测资料,进行带有GPS点约束的动态平差,计算垂直运动速率。根据垂直运动速率、计算的梯度值以及主要活动断裂剖面,分析苏鲁皖地区近30年的垂直形变演化特征。结果显示:苏鲁皖地区以继承性运动为主,山东地区整体隆升,江苏地区以下沉为主,并且变化比较明显;结合历史地震和梯度图,得出该区域高梯度区对4~5级地震具有一定的反映。

基于GNSS观测的阳江地区形变特征分析

地壳形变监测与分析是研究区域构造活动性的重要手段。利用阳江地区GNSS观测资料,系统分析了各GNSS站点速度场、站点间基线时间序列及区域应变率场的数据;根据获取的阳江地区现今地壳水平运动状态,综合研究了阳江地区地壳形变特征。结果表明:阳江地区各GNSS站点水平运动方向都为东南向,与华南块体运动方向一致;东北部站点运动速率大于西南部站点,显示北西向断层右旋剪切运动特征;不同方向GNSS基线都以缩短为主,量值较小,无明显突变,说明该区域目前处于应力积累状态;面应变总体不大,从东向西减小,剪切应变在西南部和东部地区较高,而其它地区较低,高值与低值的陡变带则可能是地震孕育区。