基于Sentinel-1的鲜水河断裂带地表形变研究

论文摘要

传统的地表形变监测手段具有工作量大、耗时费力、成本高等缺点。合成孔径雷达干涉（Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR）技术具有便于监测、高精度、低成本、大范围等优势,为揭示地学现象的时空演变规律提供了一种空间对地观测新途径,特别是在监测地表形变、滑坡形变等地质灾害方面被广泛的应用,现已成为不可或缺的监测手段。鲜水河断裂带是我国青藏高原东南缘中的一条左旋走滑断裂带,构造复杂,强震活动频次较高,也是我国较为活跃的断裂带之一,备受国内外众多学者的关注与研究,目前的研究成果较为丰富,而在垂直方向上的形变研究较少。为了研究其地表在垂直方向的形变特征,同时也为了尽可能地减少地震灾害给各方面带来的损失,我们需要深入认识鲜水河断裂带的构造运动特征,对其垂直方向上的地表形变进行长期监测。本文以鲜水河断裂带南端的折多塘段、色拉哈-康定段、雪门坎-康定段和磨西段为研究区,将哨兵-1（Sentinel-1）卫星在2017年8月—2018年9月期间获得的SAR影像作为数据源,采用InSAR技术提取研究区的地表形变信息。本文的主要研究内容与结论如下:（1）利用二轨法D-InSAR技术提取鲜水河断裂带的地表形变,基于断裂带的运动特征对形变特征进行分析。结果表明:该研究区整体形变主要呈现为沉降,其形变量均不超过15mm,沉降区域主要集中在西北方向往东南方向一带;局部区域呈现为抬升,抬升区域分布在东北部边缘以及西北部、中部、西南的局部区域;此外,色拉哈-康定断裂带和康定-雪门坎断裂带、磨西断裂带形成对称式的断裂运动。（2）利用SBAS-InSAR技术提取研究区的时间序列形变速率,对形变速率特征进行分析。结果表明:形变速率分布范围为-155mm/a,形变速率为正值的区域主要分布在中部的东北和边缘、最东南以及西北部的西边,其余区域的形变速率几乎为负值,且研究区中的沉降速率中,断裂带的左侧形变速率大于右侧形变速率。同时基于时间序列形变速率结果,垂直横切断裂带,分析剖面线可知:鲜水河断裂带两盘形变较小。（3）将地表形变结果和时间序列形变速率进行比较分析,发现两者维度不一致,但整体上的形变趋势一致。综合以上研究可知,InSAR技术应用于监测分析地表形变具有一定的可靠性,并认为鲜水河断裂带在2017年8月—2018年9月期间,地表形变较小,断裂带两盘错位不明显,说明其在此期间构造活动稳定,同时本文研究成果对研究区后续地质调查、形变监测以及自然灾害预警与防治提供有力的数据支撑。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 选题背景
•   1.2 研究意义
•   1.3 国内外研究现状
•     1.3.1 鲜水河断裂带国内外研究现状
•     1.3.2 InSAR在地表形变应用国内外研究现状
•   1.4 研究内容与技术路线
•   1.5 论文章节安排
• 第2章 研究区域概况与数据源介绍
•   2.1 研究区域概况
•     2.1.1 自然地理
•     2.1.2 地质构造
•   2.2 数据源及应用软件介绍
•     2.2.1 Sentinel-1 数据
•     2.2.2 SRTM-DEM数据
•     2.2.3 Sentinel-1 卫星精密轨道数据
• 第3章 雷达干涉测量原理
•   3.1 合成孔径雷达技术
•   3.2 InSAR技术概述
•   3.3 差分干涉（D-InSAR）
•     3.3.1 D-InSAR基本原理
•     3.3.2 D-InSAR处理流程
•   3.4 小基线集干涉测量（SBAS-InSAR）
•     3.4.1 SBAS-InSAR基本原理
•     3.4.2 SBAS-InSAR处理流程
• 第4章 鲜水河断裂带地表形变信息提取
•   4.1 数据处理软件介绍
•   4.2 D-InSAR地表形变图提取
•     4.2.1 基线估算
•     4.2.2 干涉图生成及去平地效应
•     4.2.3 干涉滤波
•     4.2.4 相位解缠
•     4.2.5 轨道精炼和重去平
•     4.2.6 D-InSAR多组像对形变监测
•   4.3 SBAS-InSAR形变速率图提取
•     4.3.1 连接图生成
•     4.3.2 差分干涉工作流
•     4.3.3 连接图编辑
•     4.3.4 轨道精炼与重去平
•     4.3.5 SBAS-InSAR形变反演
• 第5章 鲜水河断裂带形变分析
•   5.1 鲜水河断裂带地表形变特征分析
•   5.2 鲜水河断裂带形变速率特征分析
•   5.3 D-InSAR与 SBAS-InSAR结果对比分析
• 结论与展望
•   结论
•   展望
• 致谢
• 参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 曾孔莲

导师: 唐斌,程多祥

关键词: 鲜水河断裂带,地表形变

来源: 成都理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 自然地理学和测绘学,地质学

单位: 成都理工大学

分类号: P237;P694

DOI: 10.26986/d.cnki.gcdlc.2019.000326

总页数: 73

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