基于D-InSAR技术和MAI技术加权获取巴姆三维地震同震形变场

发布时间：2017-04-02 17:16

  本文关键词：基于D-InSAR技术和MAI技术加权获取巴姆三维地震同震形变场，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：合成孔径雷达干涉测量技术（InSAR）是传统的合成孔径雷达（SAR）技术与干涉技术结合的产物，合成孔径雷达差分干涉测量技术（D-InSAR）是对InSAR技术的一个扩展。它是一个极富有发展潜力的新型卫星对地观测技术，监测地表形变的精度可达厘米级甚至毫米级。相对于传统的GPS技术、水准测量等形变测量的技术而言，D-InSAR技术具有覆盖广、分辨率高及地面垂直形变灵敏度高等优点。然而传统的D-InSAR技术只能得到地震区域在雷达视线方向的形变量，即竖直、东西、南北三个方向形变在雷达视线方向的投影。当地震发生时，不仅在竖直方向会有形变量，而且也会在水平方向也会存在较大的形变量，D-InSAR技术对其竖直方向监测精度最高而对南北向极不敏感。再者，仅仅通过升降轨两个观测数据还不能完成解算三维形变量的任务，必须借助其他技术和方法。 本文针对该问题介绍了一种监测轨道方向（又称方位向，近似于南北向）形变量的方法——多孔径合成孔径雷达干涉测量技术（MultipleAperture InSAR，MAI），以EnviSAT ASAR数据为例，该技术在监测南北方向具有较高的精度优势，这恰恰弥补了D-InSAR技术的不足。本文结合D-InSAR技术获取的视线方向形变量和MAI技术获取的方位向形变量，并采用等权法、抗差最小二乘法和形变图方差法三种不同的定权方法，解算出了2003年巴姆地震同震三维形变场。 为了对建立的三维形变场做精度评价，由于巴姆地区缺少GPS或者水准数据，，所以引入了地震学中计算地震同震三维形变的模型——Okada弹性半空间空间位错模型。本文以该模型计算的三维形变场作为真值，对SAR数据解算的三维形变场做精度评价。在加权过程中，抗差最小二乘法加权D-InSAR技术与MAI技术之间的权重比大多介于3.72~4：1之间；形变图方差法加权D-InSAR技术与MAI技术之间的权重比大多介于0.92~1000：1之间。结果发现加权后提高了东西方向的精度，从分米级提高到了厘米级，竖直方向仍保持厘米级，南北方向仍保持分米级；还提高了竖直方向和东西方向的平滑度。结果还表明三维形变中竖直方向和东西方向的是可靠的，南北方向的结果不可靠。
【关键词】：三维形变 同震形变 D-InSAR MAI技术 巴姆地震
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P225.1;P227
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 引言11-19
• 1.1 选题背景与研究意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-17
• 1.2.1 D-InSAR 技术监测地震地表形变国内外研究现状12-15
• 1.2.2 MAI 技术国内外研究现状15
• 1.2.3 地震同震三维形变国内外研究现状15-17
• 1.3 研究内容与技术路线17-18
• 1.4 论文的组织结构18-19
• 第2章 D-InSAR 技术获取地震视线方向形变量19-38
• 2.1 二轨法 D-InSAR 监测地表变化的基本原理和方法19-21
• 2.2 二轨法 D-InSAR 数据处理流程21-34
• 2.2.1 图像配准22-24
• 2.2.2 去除平地效应和高程相位24-27
• 2.2.3 干涉图滤波27-28
• 2.2.4 相位解缠28-34
• 2.3 二轨法 D-InSAR 技术计算巴姆地区视线方向形变34-37
• 2.4 本章小结37-38
• 第3章 MAI 技术监测地震方位向方向形变量38-46
• 3.1 MAI 技术原理38-40
• 3.2 MAI 数据处理流程40-42
• 3.3 MAI 技术精度分析42-43
• 3.4 基于 MAI 技术解算巴姆地区升降轨方位向方向形变量43-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第4章 Okada 弹性半空间空间位错模型46-57
• 4.1 Okada 弹性半空间空间位错模型理论概述46-54
• 4.1.1 Okada 点源模型47-51
• 4.1.2 Okada 有限面源模型51-54
• 4.2 基于 Okada 弹性半空间空间位错模型计算巴姆地震三位形变场54-56
• 4.3 本章小结56-57
• 第5章 结合 D-InSAR 数据与 MAI 数据建立巴姆地区三维形变场57-68
• 5.1 等权计算巴姆地区三维形变场57-59
• 5.2 不等权计算巴姆地区三维形变场59-60
• 5.2.1 采用抗差最小二乘法加权59-60
• 5.2.2 形变图方差定权法60
• 5.3 三维形变场与 Okada 弹性半空间空间位错模型的比较60-66
• 5.4 精度评价66-67
• 5.5 本章小结67-68
• 第6章 结论与展望68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-76
• 研究生期间发表学术论文情况76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：282863