基于InSAR时序技术的小江断裂微小形变监测与研究

摘要

小江断裂带区域地质构造成熟度较低，活动强烈，是地震地质灾害研究的天然试验场地。如何对小江断裂带周边区域的地震危险性等级进行合理评估引起了众多学者的关注。地壳形变监测能够有效评估相关地区的地震危险性等级。基于SAR成像和干涉测量原理发展起来的合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)能够充分利用影像中的相位信息实现地表重构。差分干涉雷达技术(D-InSAR)作为InSAR的一个重要分支，以其独有的基于面观测的高空间分辨率优势，弥补了现有的基于点观测的低空间分辨率地表形变大地测量技术。在D-InSAR的基础上发展起来了两种InSAR时间序列分析方法：永久散射体干涉测量技术（PS-InSAR）和短基线集干涉测量技术（SBAS-InSAR），它们能削弱D-InSAR技术中时间、空间去相关和大气效应等影响因素，适用于长期缓慢的断裂带地表形变监测。
　　论文以小江断裂带为研究区，以Envisat-ASAR为数据源，通过理论分析、数据处理、实验结果分析与对比等，比较系统地研究了基于InSAR时序技术的小江断裂带形变监测，主要研究工作如下：
　　1.在分析InSAR、D-InSAR技术的局限性基础上，介绍了短基线集时序分析方法，详细分析了SBAS-InSAR方法在长时间缓慢地表形变监测中的关键技术。在实际研究中会存在很多误差，其中轨道参数误差、大气延迟误差、地形数据误差、相位解缠误差等，这些都限制了高精度形变的监测。采用网络法，对大气延迟相位的三种分量（长波长大气相位，短波长大气相位以及地形相关的大气相位）进行校正。利用网络闭合残差法对离散相干点相位解缠误差做校正。
　　2.以小江断裂带为研究区，利用改进的SBAS-InSAR时间序列分析方法对覆盖研究区的17景Envisat-ASAR原始数据进行了处理，经过成像、差分干涉、时序分析等过程最终提取了研究区的地表形变信息。
　　3.在分析研究区地质构造背景基础上，结合InSAR时间序列分析方法提取的地表形变信息，分别进行了详细的整体形变分析和点位形变分析。通过分析，获取了研究区的地表形变趋势与特征，并利用GPS验证了该方法进行大范围长时间缓慢地表形变监测中的适用性和监测结果一致性等。

目录

声明

1 绪论

1.1 论文的研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要内容及论文结构

2 InSAR时序技术监测地表形变方法

2.1 D-InSAR技术

2.2 PS-InSAR技术

2.3 FRAM-SBAS技术

2.4 本章小结

3 主要误差源及其校正

3.1 误差源概述

3.2 误差校正

3.3 本章小结

4 小江断裂带概况

4.1 小江断裂带地理位置及地震背景

4.2 断层的走向对InSAR结果的影响

4.3 自然条件对InSAR结果的影响

4.4 本章小结

5 小江断裂带北段长期缓慢变形时间序列研究

5.1 研究区数据概况

5.2 研究区FRAM-SBAS处理

5.3 小江断裂北段的平均速率

5.4 与GPS结果验证

5.5 结论与展望

5.6 本章小结

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢