1. 研究目的与意义
墨西哥位于三大板块,即北美板块、太平洋板块和太平洋东部的科科斯板块的交界处。每当板块发生运动和碰撞便会发生地震,因此墨西哥地震频繁发生。2018年2月16日17时39分,墨西哥瓦哈卡州发生7.2级地震,震中位于皮诺特帕纳雄耐尔以南11公里,震源深度12公里。此次发生的大地震让墨西哥遭到重创,成千上万的人因此失去家园,令人心痛。
地震从古至今都是人们心中痛,因其不可预报,不可预测性,让地震这一毁灭性极强的天灾夺走了许多人的生命和家园。中国古代张衡创造出了传世宝物地动仪,是古代人民对地震监测的重大探索,但是对其是否真的能监测到地震的发生,仍存在很多疑问的声音。到了现代,随着科技的发展,对于地震监测的技术越来越高科技,也越来越精准。地震是由于地壳快速释放能量,产生地震波,造成地面震动,板块边沿及板块内部产生移动和裂缝,震区在地震发生期间会产生大规模的地表形变,因此通过研究地表形变是监测地震的有效途径之一。通过研究地震活动时地表板块的位移情况以及地震形变场,运用技术手段捕获可能的地震前后地表的形变异常,为地震的监测提供可靠的数据,尽可能地推进地震预报工作,对地震研究有重要的意义。
目前比较流行的地震地表形变测量技术有常规大地水准测量、gps(全球定位系统)和edm(全自动激光测距),以上三种技术中,常规大地水准测量和edm的覆盖范围较小,恶劣的天气会对其观测结果造成影响,gps则需要布设在稳定的基岩上,维护金额也较高。相对来说,dinsar技术是一种主动式遥感手段,利用差分干涉技术获取该地区地表形变信息的技术手段。它具有采样密度很高、采样均匀、观测精度高、穿透能力好等优点,尤其是监测地震这样的大形变量、短时间跨度的地表形变,优势特别显著。
2. 研究内容和预期目标
这些年来,国内外很多学者利用dinsar技术研究地震形变,李成绕等人通过实验表明d -insar 技术能监测到在垂直方向厘米级的垂直变形,且地表形变主要分布在震中
(39.14°n, 83.87°e)的东北方向,垂直形变量在-0.09m 到0.16m 之间。emanuela valerio等人基于地震数据利用dinsar测量,结果显示,所考虑的发震区域受到显着的同震地面变形的影响,能够解释mw6.5诺尔恰地震引起的沉降和隆起现象,这是由于悬挂墙沿着主断层面的重力滑动和作用在相反方向上的摩擦力的结果,与双重一致耦合故障平面机制。
dinsar利用雷达两次不同位置获取的同一监测区域的相位,主要技术有二轨法和三轨法,前者利用两张sar和一个外部dem(地面数字高程模型)来计算地形相位,然后从整体干涉图中减去模拟的地形相位就得到仅包含形变相位的差分干涉图,其中外部dem的精度影响着计算结果;后者利用三幅影像生成两幅干涉图,其中一幅干涉图是地表变化前产生的,主要获取地形相位,另外一幅干涉图是由2个形变前后的sar影像生成,包含了地形相位和形变相位,这样通过去除地形相位就可以得到差分干涉图。本实验适合使用二轨法进行干涉处理,为了得到墨西哥震区的地震形变场,利用相位和幅度变化稳定点的相位特点,进行长时间尺度上的地表形变分析,这些稳定点不受时间和空间去相关的影响,使可利用的sar影像突破了己有的时间和空间基线的极限限制,大大增加了sar影像的可用数量。这证明dinsar在地震地表形变可以充分发挥稳定性好、不受空间和时间影响以及精度较高的特点。
3. 研究的方法与步骤
主要采用dinsar二轨法。
主要步骤是:首先是收集数据,在网上查明地震发生的位置,在sentinel-1数据网站上找到对应的位置,选出感兴趣的区域,依次选择sentintel-1,iw,slc模式,选择dinsar处理需要用的数据。本实验研究的墨西哥地震形变场采用二轨法,需要使用两张sar数据和一个dem,选择震前震后两个数据。
下载好数据后,使用skysense软件对sentinel-1数据进行处理。依次进行图像干涉处理、图像配准、生成干涉图、去平地处理、模拟地形相位、生成差分干涉图、图像滤波、地理编码和导出等操作。最后导出到google earth概览结果,通过调整kml文件中干涉条纹图片的透明度,将干涉的结果和google earth的光学图像进行叠加和结果。
4. 参考文献
[1]李成绕, 薛东剑, 张露. 基于d-insar技术的新疆阿克陶地震形变监测[j]. 福建质量管理, 2017(17).
[2] 杨珍, 张永志, 吴然, et al. 基于d-insar技术的当雄地震形变场提取研究[j]. 测绘工程, 2016(8):5-10.
[3] 刘学武, 胡波, 莫玉娟, et al. dinsar技术监测玉树地震同震形变场的研究[j]. 测绘工程, 2011, 20(6):38-39.
5. 计划与进度安排
一、研究工作准备阶段(2022.2.20——2022.3.26):
2022.2.20——2022.3.12为准备工作阶段,包括查阅资料、实验数据收集等;
2022.3.13——2022.3.26为开题阶段,主要工作是撰写开题报告等。
