基于多源SAR数据唐山城区活动断裂微小差异形变探测
发布时间：2021-06-13 01:52
活动断裂活动特征存在明显的时空分异性,需要长期有效地进行监测。合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture Radar,In SAR）技术是近些年来地表形变调查监测的主要技术手段之一,具有覆盖范围广、信息获取效率高、成本低等优势。以In SAR技术为手段,采用相干目标点长时间序列分析方法,利用RADARSAT-2卫星Wide模式30 m空间分辨率和Terra SAR-X卫星Strip模式3 m空间分辨率这2种雷达数据,开展了唐山市城区主要活动断裂两侧微小差异性形变探测的应用研究。结果显示,城区内唐山—古冶断裂较为明显,最大的差异量在2 mm/a。以RADARSAT-2卫星C波段中等分辨率雷达数据为数据源的形变结果可以清晰地呈现出活动断裂两侧差异性形变;而Terra SAR-X卫星X波段数据雷达波长较短,受地表覆被变化影响较大,且活动断裂的变化相对于该量值较小,较难从地表形变中分离出断裂两侧的差异性形变。
【文章来源】：国土资源遥感. 2020,32(03)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
处理基本流程
基于上述2类雷达数据，均采用空间基线300 m，时间基线360 d进行干涉图像对组合，利用SRTM30 m空间分辨率DEM作为高程信息，分别生成RADARSAT-2和Terra SAR-X差分干涉图集;通过散射强度和谱相关选择相干目标，开展相干目标的差分相位时序列分析，2种数据采用了相同的图像对选择参数和处理方法，获取了完整覆盖唐山市主城区的地面沉降信息;通过相干目标时序分析时间基线的控制，分别得到了各年度地面沉降速率。图3为利用RADARSAT-2和Terra SAR-X这2种雷达数据获取的2013年地面沉降速率信息。图3显示了2013年唐山市主城区地面沉降总体沉降状况与唐山市主城区内活动断裂的分布状况。In SAR形变测量对垂向最为敏感，该处描述的In SAR形变信息即为垂向形变，以雷达强度为底图信息，图中采用相干目标点的颜色表现地面沉降的严重程度，负值表示远离雷达视线方向，转为垂向形变后对应地面沉降。对于唐山市而言，主要地表形变为煤矿塌陷，城区大部分地区基本稳定年沉降速率小于15 mm/a。但受唐山矿和马家沟矿的影响，矿区及周边地区存在严重的地面沉降现象，特别是唐山矿所在的南湖地区，形变中心地面塌陷一直持续，塌陷中心形成的水域失相干严重。由图3可以看出，矿区失相干区无法选取有效的相干点目标，但在矿区形变范围外围地面沉降最大速率达到60 mm/a以上。市区内唐山矿和马家沟矿开采造成的沉降影响范围位于陡河断裂与唐山—古冶断裂之间。活动断裂两侧的差异性形变较矿区开采带来的形变量可以忽略不计，在平面图上无明显现象。4 微小差异形变差异分析
因此，选择RADARSAT-2卫星wide雷达数据提取的缓冲区相干点目标集来分析2013—2016年4个年度活动断裂两侧的微小差异形变特征，2013—2016年4期剖面缓冲区内相干点目标集形变信息如图5所示。由图5对缓冲区内相干目标点的沉降信息进行分析发现，2013—2016年间，穿越唐山市主城区的3条主要断裂中，在剖面线位置，唐山—古冶断裂和陡河断裂两侧差异形变较为明显，巍山—长山南坡断裂在此次研究周期内未发现明显差异形变。
【参考文献】：
期刊论文
[1]时序InSAR断层活动性观测研究进展及若干问题探讨[J]. 屈春燕,单新建,张国宏,徐小波,宋小刚,张桂芳,刘云华. 地震地质. 2014(03)
[2]Recurrence Characteristics of Major Earthquakes in the Tangshan area,North China[J]. LIU Kang,QU Guosheng,CHEN Jianqiang,WANG Weiguo,NING Baokun. Acta Geologica Sinica（English Edition）. 2013(01)
[3]唐山断裂现代活动性研究[J]. 周海涛,郭良迁,张立成. 华北地震科学. 2009(03)
[4]中国东部城市地区隐伏断裂上断点与最新活动时代关系的初步分析——以邢台、唐山地震区为例[J]. 李传友,汪一鹏,王志才. 地震地质. 2007(02)
[5]城市活动断裂探测和地震危险性评价问题[J]. 邓起东. 地震地质. 2002(04)
[6]唐山市区断裂活动与地质灾害[J]. 王景明,王文秋,苏幼波. 河北理工学院学报. 1998(01)
本文编号：3226745
【文章来源】：国土资源遥感. 2020,32(03)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
处理基本流程
基于上述2类雷达数据，均采用空间基线300 m，时间基线360 d进行干涉图像对组合，利用SRTM30 m空间分辨率DEM作为高程信息，分别生成RADARSAT-2和Terra SAR-X差分干涉图集;通过散射强度和谱相关选择相干目标，开展相干目标的差分相位时序列分析，2种数据采用了相同的图像对选择参数和处理方法，获取了完整覆盖唐山市主城区的地面沉降信息;通过相干目标时序分析时间基线的控制，分别得到了各年度地面沉降速率。图3为利用RADARSAT-2和Terra SAR-X这2种雷达数据获取的2013年地面沉降速率信息。图3显示了2013年唐山市主城区地面沉降总体沉降状况与唐山市主城区内活动断裂的分布状况。In SAR形变测量对垂向最为敏感，该处描述的In SAR形变信息即为垂向形变，以雷达强度为底图信息，图中采用相干目标点的颜色表现地面沉降的严重程度，负值表示远离雷达视线方向，转为垂向形变后对应地面沉降。对于唐山市而言，主要地表形变为煤矿塌陷，城区大部分地区基本稳定年沉降速率小于15 mm/a。但受唐山矿和马家沟矿的影响，矿区及周边地区存在严重的地面沉降现象，特别是唐山矿所在的南湖地区，形变中心地面塌陷一直持续，塌陷中心形成的水域失相干严重。由图3可以看出，矿区失相干区无法选取有效的相干点目标，但在矿区形变范围外围地面沉降最大速率达到60 mm/a以上。市区内唐山矿和马家沟矿开采造成的沉降影响范围位于陡河断裂与唐山—古冶断裂之间。活动断裂两侧的差异性形变较矿区开采带来的形变量可以忽略不计，在平面图上无明显现象。4 微小差异形变差异分析
因此，选择RADARSAT-2卫星wide雷达数据提取的缓冲区相干点目标集来分析2013—2016年4个年度活动断裂两侧的微小差异形变特征，2013—2016年4期剖面缓冲区内相干点目标集形变信息如图5所示。由图5对缓冲区内相干目标点的沉降信息进行分析发现，2013—2016年间，穿越唐山市主城区的3条主要断裂中，在剖面线位置，唐山—古冶断裂和陡河断裂两侧差异形变较为明显，巍山—长山南坡断裂在此次研究周期内未发现明显差异形变。
【参考文献】：
期刊论文
[1]时序InSAR断层活动性观测研究进展及若干问题探讨[J]. 屈春燕,单新建,张国宏,徐小波,宋小刚,张桂芳,刘云华. 地震地质. 2014(03)
[2]Recurrence Characteristics of Major Earthquakes in the Tangshan area,North China[J]. LIU Kang,QU Guosheng,CHEN Jianqiang,WANG Weiguo,NING Baokun. Acta Geologica Sinica（English Edition）. 2013(01)
[3]唐山断裂现代活动性研究[J]. 周海涛,郭良迁,张立成. 华北地震科学. 2009(03)
[4]中国东部城市地区隐伏断裂上断点与最新活动时代关系的初步分析——以邢台、唐山地震区为例[J]. 李传友,汪一鹏,王志才. 地震地质. 2007(02)
[5]城市活动断裂探测和地震危险性评价问题[J]. 邓起东. 地震地质. 2002(04)
[6]唐山市区断裂活动与地质灾害[J]. 王景明,王文秋,苏幼波. 河北理工学院学报. 1998(01)
本文编号：3226745
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dizhicehuilunwen/3226745.html
