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《中国地震局地震预测研究所》 2011年
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基于D-InSAR和Offset_Tracking技术的同震形变场提取研究

邵叶  
【摘要】:地表同震形变场的获取,对于定位宏观震中、获取发震断层的几何学和运动学特征、分析研究大陆块体之间的变形强度及机制都有十分重要的意义。因SAR图像具有空间连续覆盖、全天候、全天时、高空间分辨率的优势,目前,普遍利用已经发展较成熟的合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)技术来进行地震同震形变场的提取。Offset_tracking技术相对D-InSAR还不成熟,精度也较低,但不需要进行相位解缠,对SAR图像的相干性不敏感,并且能获得距离向和方位向的二维形变场,已在冰川移动和一些走滑性地震形变场测量中取得了成功的应用。因此,同时运用D-InSAR和Offset_tracking技术提取地震地表形变场,可以互补两种技术的不足,更全面地探测同震形变场的形变特征。 本文利用D-InSAR和Offset_tracking技术,以巴姆地震、汶川地震和玉树地震为例获取了同震形变场,并对两种技术的优劣势和适用性进行了分析。主要工作总结为以下几点: 1.以ENVISAT卫星的ASAR雷达影像为数据源,利用升轨IS2、降轨IS2模式的雷达数据各2景,用D-InSAR技术获取了两种视线向的2003年伊朗巴姆地震同震形变场,用Offset_tracking技术获取了升、降轨两种不同方位向的同震形变场。结果表明,巴姆地震以近南北向右旋水平走滑特征为主,推测兼具东西向水平左旋旋转特征。 2.以ALOS卫星PALSAR影像为数据源,采用干涉雷达数据共112景,先后通过D-InSAR和Offset_tracking技术获取了2008年汶川地震同震形变场。结果表明,整个形变场覆盖范围约400×400km~2,向北影响至南坪、康县,向南影响至峨眉、乐山、遂宁、重庆一带;形变场揭示出此次地震有2条破裂带:映秀-北川主破裂带,全长约250~260km,汉旺-白鹿次级破裂带,长约60km;根据测量结果,推测映秀-北川主破裂带为逆冲为主并兼具右旋走滑分量的逆断层型破裂,汉旺-白鹿次级破裂带则为逆冲为主兼具左旋运动,表明地震时经历了一个复杂的构造运动过程。 3.采用ALOS卫星的PALSAR数据4景,首先通过D-InSAR技术获取了2010年玉树地震视线向同震形变场,并通过水平解算模型得到了沿断裂走向的走滑形变量,然后再用Offset_tracking技术获取了视线向和方位向同震形变场。结果表明,发震断层甘孜-玉树断裂为左旋走滑性质,断裂东南段果青村附近的地表形变强度较大,为主破裂区,地表破裂总长度约60km;宏观震中为( 96°5 0'56"E, 33°0 3'29"N);根据水平解算模型得到的断层两侧的相对走滑量最大约182.3cm;此次地震在断层两侧的波及范围约10km;断层两盘的形变量不对等,南西盘的形变量明显大于北东盘,可能是由于主震后余震大多数都发生在南西盘造成的。 4.初步取得了两种提取方法的优劣势和适用性。基于现有雷达卫星都是采用太阳同步轨道,综合分析得出,对于近东西走向断层的形变提取,走滑为主的破裂和正断为主的破裂用D-InSAR技术最为有利,逆冲为主的破裂用Offset_tracking技术最为有利;对于近南北走向断层,逆冲为主的破裂和正断为主的破裂用D-InSAR技术最为有利,走滑为主的破裂用Offset_tracking技术最为有利。
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