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《中国地震局地壳应力研究所》 2007年
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PS InSAR技术监测断层活动性应用研究

姜文亮  
【摘要】: PS InSAR(Permanent Scatterer InSAR)技术即永久散射体干涉合成孔径雷达技术,它是基于传统InSAR技术,对在时间序列上表现出稳定后向散射强度或相位特征的目标点进行识别,进行差分计算,以研究较长时间序列上目标点位移规律的一门技术。相比传统InSAR技术,PS技术受空间及时间失相关因素的影响极为有限,并且可以较好地消除大气影响,从而提高数据的使用效率,达到对较长时间运动事件检测的效果。然而,PS技术在理论及应用方面还存在许多问题,如PS点的有效识别、PS点三维相位分析等。受可识别天然PS点分布密度的影响,PS成功应用实例也多局限于城市、矿山地面沉降检测。本文就PS技术应用中的关键问题进行了研究,并进一步将该技术应用于无人区活动断裂带,对地震间歇期间活动断层运动引起的地壳形变进行检测研究。 对传统InSAR技术中所存在的问题进行了分析,主要包括时间去相干、空间去相干以及大气效应对InSAR技术的影响,继而对PS InSAR技术原理、优势及其发展现状作了介绍。 可靠的PS候选点是进行PS干涉处理的关键前提,本文重点对PS候选点识别方法进行研究,对已有的相干性、相位分析法、波谱差异法进行对比总结,对后向散射强度法判别条件进行发展补充,基于PS点提取方法对人工角反射器识别作了研究,并对公共主图像选取标准进行了研究。 分析了传统InSAR相位的组分结构,对各组分的时空行为进行了研究,进一步分析了PS点相位与时间及空间二维向量的关系,研究表明PS点差分干涉相位与干涉像对的时间基线、空间垂直基线(相对于公共主图像)呈线性关系,与时间的比例斜率为PS点相对线性形变速率的常数倍,与空间垂直基线的比例斜率为各PS点对应的高程修正值,在此分析基础上建立了PS点干涉相位二维线性回归分析模型;与此同时对残余相位进行了分析。 在PS候选点提取方面,不再基于单一的统计分析方法,将波谱差异法与强度稳定性法相结合,在对试验区构造环境及影响因素进行分析的基础上,对PS候选点提取中关键参数进行最优选择,利用二维线性回归分析模型对PS干涉相位进行分析,通过两次回归分析逐步计算出PS点高程修正值及相对线性形变速率,对差分干涉图进行修正,最终得到试验区时间序列形变图。基于试验区形变图像对PS点位移特性进行分析,对区域形变特征及形变规律进行讨论,对PS InSAR技术理论及应用再次进行总结。 研究表明盆地西北部念青唐古拉山处于上升阶段,沿卫星视线方向相对位移速率约3mm/a,盆地内部处于沉降阶段,由北向南运动幅度具有一定差异,靠近盆地南部山前地带沉降速率比较大,沿卫星视线方向相对位移速率约3~4mm/a。随着PS点在盆地内部分布向西北推移,其位移形式逐渐复杂,受青藏高原特有季节性冻融因素影响,许多PS点位移随季节表现出一定的往复式位移方式,但总体位移趋势沿卫星方向呈负向运动。
【学位授予单位】:中国地震局地壳应力研究所
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:P542

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