应用InSAR时序分析方法监测断层活动性研究

摘要

合成孔径雷达干涉测量技术（Synthetic Aperture Radar Interferometry）是极具潜力的微波遥感新技术，其诞生至今已有将近30年的时间。特别是差分干涉雷达技术（D-InSAR）具有高形变敏感度、高空间分辨率的特点，而且几乎不受云雨天气的制约。它作为一种基于面观测的形变监测手段，可以补充已有的基于点观测的低空间分辨率大地测量技术（如GPS、VLBI等），已应用于大范围区域地表形变检测。但是受到时间、空间失相关和大气效应等因素的影响，D-InSAR不能普遍有效地应用于微小形变的探测研究，对于在地震间歇期间断层活动性引发的地壳长期缓慢形变的监测能力更为有限，这给形变监测带来了困难。为了解决这一难题，研究人员开始关注长时间范围内地表缓慢形变的研究，并相继提出了PS-InSAR和SBAS-InSAR等InSAR时间序列分析方法。本论文的主要研究工作和贡献如下:
　　1）介绍了传统InSAR技术的基本原理，通过分析与总结传统InSAR以及D-InSAR技术中存在的技术性限制，提出了InSAR时序分析方法研究的必要性以及在监测由于断层活动性引起的地壳长时间缓慢形变信息方面的适用性。
　　2）重点介绍了PS-InSAR和SBAS-InSAR的技术原理以及相关环节的最新进展，并对两种方法中的关键技术环节进行了详细的分析与研究。
　　3）应用荷兰Delft大学Andy Hooper提出的新的PS-InSAR方法以及SBAS-InSAR方法，对覆盖当雄羊八井盆地的SAR图像进行InSAR时序分析，通过对各种误差的估算与去除，最终用两种方法分别获取到了研究区的地表形变信息，包括卫星视线向地表年平均形变速率和地表形变量时间序列，而且通过分析，两种方法获取到的形变信息基本一致。
　　4）结合研究区的地质构造背景，对得到的地表形变信息进行了详细的点位形变分析和区域形变分析。通过对地表形变信息的分析与总结，得出了研究区的地表形变趋势与特征，并通过地表形变趋势与特征分析了研究区断层的活动性。

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Contents

1 绪 论

1.1 研究背景与意义

1.2 InSAR背景介绍

1.3 InSAR时序分析方法国内外研究概况

1.4 论文思路与内容安排

2 InSAR时序分析方法原理论述

2.1 InSAR技术基本原理

2.2差分干涉雷达（D-InSAR）测量技术基本原理

2.3 常规D-InSAR技术中的限制性因素分析

2.4 PS-InSAR技术原理

2.6 PS-InSAR和SBAS-InSARR方法的对比分析

2.7 STAMPS/MTI软件介绍

2.8 本章小结

3 研究区构造背景及数据处理

3.1研究区构造背景

3.2研究区数据收集情况

3.3 研究区构造背景及数据处理

3.4 本章小结

4 形变结果分析

4.1点位形变分析

4.2区域形变分析

4.3 对比分析

4.4断层活动性分析

4.5本章小结

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献

附 录