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

作     者：王洪友 

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。