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内蒙古自治区呼和浩特市赛罕区大学西街235号 邮编: 010021
作者单位:中国地质大学(北京)
学位级别:硕士
导师姓名:彭军还
授予年度:2014年
学科分类:08[工学] 081601[工学-大地测量学与测量工程] 0816[工学-测绘科学与技术]
主 题:三维形变 同震形变 D-InSAR MAI技术 巴姆地震
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。