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.

升降轨InSAR与GPS数据集成反演西安形变场

根据InSAR观测量对南北向形变不敏感的特点,将内插GPS数据得到的南北向形变场信息和InSAR监测数据进行集成和融合解算,提取三维形变场。该方法有效避免了因直接忽略南北向形变而带来的精度影响问题,较好地改善了垂向形变场的反演精度。以西安市作为研究区域,融合EnviSat ASAR、ALOS PALSAR及GPS数据,反演西安市2009—2010年在东西向和垂向的绝对的年平均形变速率场(形变场),并与11个水准监测结果进行比对,发现融合反演法不仅能提供三维形变场,而且反演的垂向精度明显优于忽略南北向形变后的反演形变结果,从而对西安市地表形变有更深入的认识。

基于InSAR监测采煤沉陷区形变特征

采用时序InSAR技术对某煤矿2个采煤工作面导致的地面塌陷进行了形变监测,利用干涉效果较好的开挖公路区域实现对采煤塌陷区较好的监测效果。采用2016年6月～12月期间共计8景RADARSAT-2数据,利用小基线集技术处理得出采煤沉陷区地表形变速率及时序累积形变结果,通过与采煤工作面的时间空间分布情况对比,研究得出时序InSAR对采煤塌陷具有较好的指示作用,InSAR监测采煤沉陷区变形结果与采空区的范围对应良好。

应用TLS点云数据确定边坡特征对象区域和形变分析

针对目前主要形变监测方法监测点少、整体形变资料缺乏的不足,利用三维激光扫描仪获取边坡点云数据,通过对边坡特征对象区域识别,利用重心法计算特征对象区域的形变量大小,将形变特征对象区域转变为监测点,并分析形变特征对象区域的变形情况,弥补了传统形变监测手段在边坡监测应用和形变分析中的不足。

基于多源SAR数据的InSAR地表形变监测(摘要)

合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术因其具有高分辨率、高精度等特点，已广泛用于地震、火山、地面沉降等地表形变的监测中。然而，InSAR技术仅能获取雷达视线方向的一维形变信息，仅依靠单一轨道的SAR数据不能完全、准确地反映监测区的地表形变特征，这一缺陷大大限制了InSAR技术在地表形变监测中的推广应用。〈br〉 随着Envisat ASAR、ALOS PALSAR、Radarsat-2、COSMO-SkyMed和TerraSAR-X等雷达卫星数据的不断获取，在同一地区能够获取SAR卫星不同视线方向上的形变监测结果，为更好地揭示研究区域的地表变化历史提供了丰富的数据源。因此，本文提出一种融合多传感器、多分辨率SAR影像的地表形变监测方法，采用最小二乘或奇异值分解方法反演获取地面沉降结果。该方法不仅可以提高形变监测的精度，而且能够获取比单一SAR传感器更为密集的时间序列监测结果，提高时间域的分辨率。

基于InSAR与多源数据的三维形变场获取研究与应用

合成孔径雷达干涉测量技术（Interferometry Synthetic Aperture Radar，InsAR）近几十年来得到迅猛发展，在获取地面形变信息方面具有独特的优势，使得人类可以在太空对地表进行长时问大范围的监测。但是，InSAR获取的形变不是地表的真实变形。

利用GPS数据探讨鄂尔多斯地块南缘地壳形变特征

利用2010～2012年GPS水平运动速度场数据,计算并探讨了鄂尔多斯地块南缘地区的面膨胀率、主应变率、最大剪应变率等应变场变化特征,初步获得了3点结论:(1)鄂尔多斯地块南缘的关中盆地内部显示了显著的面压缩特性,平均压应变率约-4. 0×10^(-8)/a,而在盆地北部鄂尔多斯地块内边缘及盆地以南的秦岭区域则表现为面膨胀特征;(2)关中盆地内部主应变率变化幅度较小,但盆地周边主应变强度较大;(3)当地壳断裂走向与GPS水平运动矢量方向接近时,可能会出现最大剪应变高值区。

智能化测绘时代的工程建设变形监测——以遥感数据共享背景下InSAR形变监测为例

工程变形监测具有预报工程建设事故、验证工程建设设计理论、探索工程建设规律、明确工程建设事故责任主体的功能。在遥感影像数据共享的智能化测绘背景下,InSAR在工程建设的变形监测领域具备时空位置服务的资源优势,并呈现广阔应用前景。以缺乏历史监测数据的工程建设监测项目为例,分析SAR影像和处理软件共享条件下的变形监测发展。随着越来越多高分辨率SAR免费共享数据源增加,通过大数据思维、时空观思维,跨界融合,服务社会、服务安全。利用InSAR进行变形监测,科学研究和工程建设应用将呈现几何级数增长,将促进InSAR全产业链发展和工程建设变形监测技术发展,工程建设绿色与测绘行业智能发展融合得以实现。

2022年青海门源M_(S)6.9地震前地壳形变特征初探

基于2013~2021年4个GPS周期运动场数据,计算获得各周期应变场结果,探讨2022年青海门源M_(S)6.9地震前4个周期的应变场时空演化特征。结果表明:1)主应变能够更好地反映单点主压-主拉的应变特征;2)应关注最大剪应变率场高值集中区,2016年、2022年门源地震前第一、四周期高值区空间位置的分布对地震风险区的研判具有一定指示作用;3)正-负转换高密度梯度带与等值线四象限中心是面膨胀率场需要关注的重点区域,可作为中强地震的形变前兆信息。

基于多源InSAR数据的三维地表形变解算方法研究

随着不同成像参数SAR卫星不断发射升空以及新的InSAR技术不断出现,同一地区可以获取多尺度、多源、异质的InSAR地表形变监测数据。将这些多源InSAR地表形变监测数据作为观测量,实际三维地表形变作为未知参数,建立模型并解算,实现东西、南北和垂直向地表形变监测,为地质灾害预报及监测提供更全面的基础资料。本文以InSAR三维地表形变解算为核心研究内容,针对大梯度、轨道和地形、粗差等因素对解算精度的影响,利用现代测量数据处理理论和方法,消除或抑制上述因素导致的各类噪声,实现多源InSAR数据的三维地表形变高精度解算。

木鱼包滑坡形变特征的InSAR监测分析

三峡库区地质条件复杂,问题库岸斜坡众多,滑坡灾害问题一直十分突出,需要对三峡库区的灾害隐患进行日常监测。然而常规的监测手段往往需要耗费大量的人力物力,监测效果也容易受到外界条件的限制。以三峡巴东县城长江沿岸为研究区,基于ALOS-2数据,使用PS InSAR(永久散射体干涉测量)处理技术对2016年8月—2017年10月共22景ALOS-2数据进行处理,结合水文、地质和实地调查资料对木鱼包滑坡的滑动速率和规模等变形特征做了分析。结果表明:木鱼包滑坡在监测周期内处于缓慢的蠕动变形阶段,平均形变速率为10.4 mm/a,形变的主要影响因素是库水位的变化。

基于InSAR技术的六盘山断裂带形变特征研究

六盘山断裂带是青藏高原东北缘与鄂尔多斯地块西南缘的过渡部位,同时与东西向的中央造山带相交,是中国大陆东西与南北构造重要的构造转换域,六盘山隆升与青藏高原构造活动有密切的联系,被认为是青藏高原向北东方向扩展的前缘,是认识青藏高原横向扩展如何控制中国大陆西部内部弥散变形和大陆动力学的关键所在。由于GPS和水准等手段受到地域和空间分辨率的限制,无法详细的描述六盘山断裂带地区的地壳形变特征,而近年来,随着合成孔径雷达干涉测量(InSAR,Interferometric Synthetic Aperture Radar)技术的完善,使得获取该区域高空间分辨率的地壳形变场成为可能。

2020年伽师M_(s)6.4地震InSAR同震形变与滑动分布特征分析

利用Sentinel-1A升轨和降轨数据,基于D-InSAR技术,获取2020年1月19日伽师M_(s)6.4地震同震形变场,并结合其他研究机构给出的震源机制解参数和已有研究成果,反演得到伽师地震的发震断层几何特征和滑动分布。研究结果表明,伽师地震同震形变在地表有明显差异;升轨同震形变在卫星视线方向北侧抬升55 mm,南侧下降42 mm;降轨同震形变在卫星视线方面北侧抬升63 mm,南侧下降23 mm。通过反演得到发震断层走向为275°,倾角为20°,地震滑动主要分布在地下5 km处,最大滑动量约为0.32 m,平均滑动角为89.3°,累积地震矩为1.46×10^(18) N·m,合矩震级M_(w)6.1,发震构造为具有少量走滑性质的逆冲断裂。从发震构造特征、同震滑动分布推测,伽师地震发震构造是柯坪塔格褶皱带滑脱面以上沉积盖层内的逆冲断裂,支持了柯坪推覆体的薄皮构造模型观点。

升降轨Sentinel-1数据在滑坡形变识别中的适用性研究

针对采用合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术开展滑坡灾害大区域调查和普查时,Sentinel-1雷达数据源升降轨模式难以恰当选用,或应用场景不适宜,从而否定InSAR技术在滑坡形变识别及监测的优势等问题,本文采用时序InSAR技术,结合升降轨的Sentinel-1雷达数据源,开展不同坡向滑坡形变的识别,研究Sentinel-1雷达数据源升降轨道模式在不同坡向滑坡灾害形变识别与监测中的适用性情况,分析Sentinel-1雷达数据源不同轨道模式对不同坡向滑坡识别与监测的优势。研究结果表明,Sentinel-1雷达数据源对大型及以上的滑坡灾害进行InSAR滑坡表面形变识别及监测结果较佳;Sentinel-1降轨数据源更适用于识别和监测西坡向、南坡向的滑坡,Sentinel-1升轨数据源更适用于识别和监测东坡向的滑坡;采用Sentinel-1升降轨数据联合的方式,更有利于东、西、南坡向滑坡识别和监测,可以更全面识别潜在滑坡灾害。

形变监测高分辨率InSAR数据的精度分析

收集江苏高分辨率InSAR地面沉降监测结果及兴化、淮安同期水准测量资料和基岩标同期监测资料,利用79个水准点测量数据、7个基岩标(分别选取不同时段)测量数据共98个数据样本,将InSAR技术与水准测量及基岩标测量技术的监测结果进行对比发现,监测结果一致性率为86.73%,平均差值为2.08 mm,标准差为2.50 mm,最大差值为18.64 mm,表明InSAR可进行半定量形变监测,但在高层建筑、排水管线、大坝、桥梁等需高精度形变监测的工程方面仍不能替代水准测量。

鹤岗地震台形变观测数据特征分析

整理鹤岗地震台多年形变观测资料,分析观测数据中较为明显的突跳、台阶等数据畸变出现的原因,结合观测环境、仪器故障、人为因素、同震阶跃等影响因素,讨论数据畸变特征,使地震台站人员在日常形变资料分析处理中,能够快速识别数据异常原因,为分析地震前兆异常数据提供参考。

基于点云数据实时配准算法的桥梁结构复杂缺陷形态识别

桥梁结构损伤检测过程中,大多依托于二维图像完成结构复杂缺陷的形态识别,只考虑表面的灰度和纹理等信息,使得识别结果的平均精度均值(mAP)较低。因此,提出基于点云数据实时配准算法的桥梁结构复杂缺陷形态识别方法。首先采用激光扫描仪和传感器设备,采集桥梁结构三维点云数据,并运用基于密度的聚类算法进行点云数据聚类分割,实现点云数据去噪处理;然后利用柔性动作-评价(SAC)配准算法、改进迭代最近点(ICP)配准算法进行点云数据实时配准,考虑深度、高度等第三维属性完成复杂缺陷区域检测;最后针对缺陷区域的测量点分别计算结构位移函数,基于此识别出缺陷的具体形态。试验结果表明,所提方法得出的复杂缺陷形态识别结果的mAP值大于0.92,基本满足了桥梁检测要求。

CH/T 6006―2018《时间序列InSAR地表形变监测数据处理规范》概述

1制定背景地表形变最典型的表现是地面沉降,它是包括我国在内的世界范围较为普遍的地质灾害。地表形变监测的传统技术手段是水准测量、GNSS测量等地面方法,虽然能取得较高精度,但存在空间采样稀疏、成本高等不足。卫星合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术是20世纪80年代发展起来的高新技术,能快速、准确地获取影像覆盖范围内的地表形变信息,是开展大范围地表形变监测的最有效手段。时间序列InSAR技术是InSAR领域的最新成果,有效克服了传统InSAR技术的时间去相干、几何去相干以及大气影响等因素的干扰,具有大规模工程化应用的潜力。

基于GIS的当雄同震InSAR形变场分析

InSAR技术对同震形变的量测达到了厘米级的精度,但在数据后处理和结果分析方面仍然存在明显的不足。采用可对空间信息进行存储、管理及分析等功能的GIS,对InSAR数据获取的2008年10月6日16时30分西藏自治区当雄县MW6.3地震的同震形变场进行分析。结果表明:(1)GIS可对多源数据进行有效管理;(2)可以确定当雄地震的震中位置;(3)可获取沉降区的最大形变量;(4)可确定主要的形变区间;(5)可将形变结果进行三维展示。GIS可有效地弥补InSAR数据后处理、数据分析及成果展示方面的不足。

利用水准数据分析大别造山带东段构造活动特征

利用大别造山带东段(霍山震情窗)自2000年以来的精密水准资料,并结合区域构造环境及地震资料对东大别造山带内的十年尺度的垂直形变特征和地震活动相关性进行初步研究。结果显示,位于断裂交汇处的构造活动活跃,小震频发。水准场地表现出来的垂直形变速率增大或减小,与周边中等强度地震有很明显的对应关系。地震活动在时间分布上并不均匀,不同场地的水准测点也显示出不同的升、降交替变化。各水准场地均有映震情况,其中仙姑坟水准场地的映震效果最好。