应用热红外遥感资料研究地震热异常变化

发布时间：2020-03-23 01:12

【摘要】：本论文利用中国静止气象卫星风云二号系列相当黑体温度(TBB)数据,基于小波变换和傅氏相对功率谱的相对功率谱方法(T-F RPS),提取数据覆盖区域2007年—2018年的95次地震的热红外异常信息(大陆6级以上和海域7级以上)。选取特征周期、异常幅值、异常形态、异常演化特征等参数,总结分析大量震例异常特征信息和活动地块边界的热红外异常特征,获得了如下主要结果与结论:(1)应用小波变换和傅氏相对功率谱方法能有效提取地震热红外异常信息,研究区内95次地震中,90次地震都有较明显的热红外异常现象(约95%),仅5次地震无明显异常现象,其中有一次发生在大陆,4次发生在海域。(2)地震的热红外异常展布形态具有相似性:沿着断裂带分布的条带状异常或分布在断裂带一侧的片状异常。迁移发展过程中,异常高值区表现出与整体异常相似的形状,分布于断裂带处。发生在盆地周缘的地震,其热红外异常分布具有一定的相似性,分布在盆地一侧,有明显的“盆地效应”。海域地震热红外异常往往分布在陆地一侧,震中位于一侧边缘,其中,日本地区地震异常展布形态与日本陆地区域形态一致。(3)异常演化过程整体表现为“异常出现—迁移增大—减弱—消失”的过程,部分震例中反复出现此演化过程。异常减弱阶段呈现出迅速减弱消失的变化。地震异常持续时间多为30天以上,部分地震异常面积与幅值越大,其异常持续时间更长。相对功率谱异常幅值集中在6倍以上。(4)分析活动地块边界热红外异常特征为:青藏地块和天山地块南侧边界出现沿着边界带分布的条带状异常,异常高值中心往往位于边界带;巴彦喀拉和华南地块交界的断裂带处的异常在迁移变化过程中,往往出现在地块内部;滇缅地块西侧边界带热红外异常分布在滇西地块内部或者边界带一侧。论文对地震热红外异常特征研究中,发现地震发生前后会有明显地震热红外异常现象,异常往往有沿着断裂带迁移展布,相对功率谱幅值均是正常值的6倍以上,异常持续时间30天以上等规律性特征。结合异常分布形态、异常变化与震中位置之间的关系、以及边界带内强震多发的特点,能够用于预测预报地震发震地点。发震时刻位于相对功率谱幅值峰值前后2个月左右,发震时间与相对幅值变化过程的关系对时间预测指标具有较高信度。热红外异常变化能够较好地反映构造活动,尤其是发生大地震的活动地块边界,在地震发生前具有显著的热异常出现。但异常面积,异常幅值等与震级的关系还有待进一步研究。
【图文】：

数据处理流程

图 3-1 数据处理流程图取 TBB 每天午夜 5 个时间段的观测数据5°E-150°E，5°N-50°N，数据空间分辨值，以二进制格式，顺序存储数据入库滤波：采用 Daubecheies(dbN)小波系中用二阶部分减去七阶部分，去除云雨、影响因素，，得到了每个像素在时域内具处理：采用时间窗长(n=64 天)和滑动，为了提取地震前后优势频谱和幅值，处理，计算地震前后功率谱与其他时段及提取：扫描研究区时空和全频段的时效地去除非地震因素，突出地震热红外

分布情况,亮温,尺度,热红外

图 3-2 热红外原始亮温以及经过小波变换后的亮温信息别为：原始亮温数据；2 阶尺度部分与 7 阶尺度部分之差；7 阶尺度2 阶细节部分）叶功率谱估计有最优的谱频率分辨率，能够很好地提高信噪比。快速傅立叶变换的基础上的快速算法，是根据离散傅立叶变换的奇偶虚变换进行改进获得。这种算法能大大减少离散傅氏变换所需要：考虑 WN 的周期性和对称性，将长序列的 DFT 分解成更小反映了随机信号中各频率成份功率能量的分布情况，可以揭示性及靠得很近的谱峰等有用信息。经典谱估计中，Welch 提出于计算，而且频率分辨率、估计方差都能满足实际应用的需求
【学位授予单位】：中国地震局兰州地震研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P315.7;P237

【参考文献】