联合slipBERI与D-InSAR技术的青海省玛多县地震形变场提取与模拟

针对2021年5月22日青海玛多县Ms7.4地震震区形变信息、形变特征以及滑动断裂特性的提取与模拟等问题,获取了玛多县地震区的Sentinel-1A影像,采用双轨差分干涉法,并优化各项参数,提取出同震形变场,利用slipBERI(slip from Bayesian Regularized Inversion)方法对断层的几何参数及形变场进行反演和模拟。结果表明：玛多地震同震形变场的形状近似于一个椭圆,断层整体呈西北-东南走向,其上部为沉降区,下部为隆升区,最大LOS(line of sight,视线向)形变分别为0.65m和0.81m。地震形变场的运动主要以东西方向的水平运动为主,并伴有明显的左旋走滑,断层上下方相对视线向运动可达1.50m,表明此次地震的地表破裂有明显的错位移动。通过分析形变信息和地表破裂特征,可以判断该破裂带位于巴颜喀拉块体,为昆仑山口-江口断裂,反演结果与观测结果相符,这表明观测结果较可靠。     

四川汶川Ms8．0级地震同震干涉形变场定量分析

利用星载合成孔径雷达差分干涉测量技术（D-InSAR）和60景日本ALOS／PALSAR1．1级雷达数据,采用两通差分干涉处理模式,对2008年5月12日汶川Ms8．0级地震的同震干涉形变场进行了研究．通过对干涉处理中图象配准、噪声滤波和相位解缠等若干关键算法的优化使用,成功获取了震中周围较大区域的形变干涉纹图和数值化位移场分布图,并通过形变等值线和跨断层剖面线对形变场进行了定量分析,客观揭示了汶川地震地表形变场的全貌及其空间动态变化特征．结果显示,汶川地震造成的地表形变场影响范围很大,但形变主要集中在断层两侧附近区域,在上下盘各约100km以外的远场区形变量较小．按形变幅度和梯度的差异整个形变场可分为三个区域,一个是位于断裂带及其附近的非相干带所指示的强烈变形区,长度约250km,宽度在西南方向约35—15km,在东北方向约15—10km,西南宽东北窄,最大宽度位于汶川和映秀之间,这说明破裂由西南向东北扩展．这一区域是本次地震中形变最强烈,并形成地震地表破裂带的区域,该区域的形变InSAR已无法测出．另一个是位于非相干带南北两侧具有清晰可辨连续并向发震断层收敛的包络状干涉条纹所示的次级变形区,该区域在断层两侧的宽度各约70km,视线向位移为上盘沉降,沉降幅度约在-100cm以上,下盘抬升,抬升幅度约在120-130cm以下．上盘及断层附近干涉条纹相对密集,跨断层形变曲线粗糙锯齿,显示形变过程复杂,变形非均匀性突出．沿发震断层走向出现多处规模不等的局部隆起和沉降．远离发震断层的发散状宽缓条纹分布区域为远场弱变形区,形变量约为-20-30cin．这些形变特征反映了发震断层运动的分段差异性、上下盘之间的相对逆冲性及逆断层型地震上盘破坏的复杂性．初步分析认为汶川?     

积石山Ms6.2级和泸定Ms6.8级地震地质灾害发育规律对比

2023年积石山Ms6.2级地震是继2022年泸定Ms6.8级地震后在青藏高原东缘—东北缘地区发生的又一次强震事件。2次地震均诱发大量地震地质灾害,但由于发震断层类型、地质和地貌等条件的差异,2次地震地质灾害发育分布规律呈现显著的差异性。为揭示不同震区地震地质灾害发育规律,本研究采用地面调查、遥感解译和空间叠加统计等方法,对比分析了积石山和泸定地震地质灾害发育分布特征和控灾因子。结果表明：断层类型控制了同震地质灾害的发育优势坡向和垂向空间展布,即“背向坡效应”和“上下盘效应”;地貌条件是影响同震地质空间分布的主要因子,即川西高山峡谷地貌中“线状”分布和陇西黄土地貌中“面状”分布;特殊土体类型、气候、植被覆盖等差异性是同震地质灾害调查与应急处置中需要重点关注的因子。本次研究可为不同断层类型和不同地貌区同震地质灾害重点防范区范围划定、趋势预测和灾后重建提供科学参考。     

2008年1月9日西藏改则扎西错Ms6．9级地震的InSAR实测形变场

2008年1月9日西藏自治区改则县以东扎西错附近发生一次Ms6．9级地震,利用欧洲EnviSat雷达遥感卫星资料,获取了该次地震的同震形变场。观测显示地震造成震中区半径30km范围内近东西向升降变形,最大近0．5m。借助均匀弹性半空间位错模型,估计本次地震基本是一次正断破裂过程,其最大倾滑量在2．0—2．4m之间。地震发生在走向N30°E、朝北西向倾滑58°的隐伏正断层,可能没有产生地表破裂。但单一断层的均匀位错不能完全解释InSAR形变场的复杂变化,推测InSAR观测到地表变形是主、余震两次破裂的结果。     

东昆仑断裂玛尼段震间形变场的INSAR观测及断层滑动率初步估计

利用干涉雷达方法(INSAR)产生跨越1997年11月8日东昆仑断裂玛尼地震(Mw7.5)主破裂位置的震间视线向(LOS)形变场,形变的时间跨度为1.63 a,距玛尼地震发生前71 d.通过消除卫星轨道相位误差、相位解绕误差,以及部分大气水蒸气延迟作用引入的相位误差,获得了较高信噪比的INSAR震间形变场.从形变场中选取垂直断层的一条220 km长、11 km宽的形变剖面,求得与断层平行的地表水平形变量和形变速率;再从上述剖面选取主要反映构造形变的部分(115 km),结合玛尼地震同震反演结果,基于反正切弹性位错模型反演断层的锁定深度和断层滑动速率.结果表明,若断层闭锁深度为18 km,得到的玛尼段震间滑动速率为(10.2±0.4)mm/a,与地质观测比较一致;同时没有发现任何震前断层形变突然加剧的迹象,"形变前兆"说不成立.     

利用升降轨Sentinel-1 A影像提取2017年九寨沟Ms 7.0地震同震形变场

2017年8月8日,四川省阿坝州九寨沟县发生M_s 7.0地震。其诱发因子主要是巴颜喀拉板块强烈运动,使得青藏高原板块向东运动,把能量从塔藏断裂释放出来,导致了地震的发生。由于九寨沟景区内植被密度大,地形复杂,给常规的测量方法提取形变场造成了很大的困难。因此,利用D-InSAR(interferometric synthetic aperture radar)技术,采用欧空局Sentinel-1A升降轨SAR影像,分别对升降轨影像对进行数据处理,并对结果进行交叉验证分析,从而获取了九寨沟地震的较为精确同震形变场。结果表明:形变场的分布呈不规则的"核仁型",长约24 km,宽约29 km,呈现出由西北向东南的走向。视线(line of sight, LOS)向形变的极值分别为降轨11.2 cm、升轨22.4 cm,形变量级较大。     

多源数据联合反演权比确定及玉树地震同震断层滑动分布反演研究

为了更好地研究重力场对地壳形变、活动断层、地震等动力学过程的时变响应,需要建立动态地壳形变模型,研究重力、形变与地震波数据联合反演活动断层参数的相关理论及方法,进行活动断层潜在地震的危险性评估,探讨强震发生的动力学背景。该报告主要介绍两个方面的研究内容:一方面是如何表述反演数据中多源数据的权矩阵,通过引入虚拟观测方程将断层滑动的连续性约束一并纳入观察方程,采用Helmert方差分量估计确定各类观测数据的权比,推导了相关理论公式。另一方面,利用In SAR和GPS资料提取了Iwaki和Kita-Ibarake两个余震区典型余震的同震形变场,以及结合In SAR干涉图形状和方位向偏移量法对发震断层的几何参数进行约束。在此基础上,采用弹性半空间矩形位错模型对这两个强余震的同震滑动分布进行反演,得到的最大滑动量分别为3.28 m和0.98 m。最后利用余震的断层作为接收断层,计算了Mw 9.0 Tohoku-Oki静态库仑应力对余震作用的大小,结果显示Iwaki和Kita-Ibarake研究区的余震近似为纯正断层类型的浅源地震,静态库仑应力在两个研究区的最大值分别为1.1 MPa和0.7 MPa,表明Mw 9.0 Tohoku-Oki地震对研究区的余震触发是有促进作用的。     

青海门源地震震区视向地表形变特征与地震活动趋势

为确定2022年门源Ms6.9地震发生后第一周期内震区断层视向地表形变特征，预测震区地震活动趋势，本文在综合震区地质资料的基础上，利用D-InSAR技术获得门源Ms6.9地震发生后第一周期内视向地表形变图，确定了第一周期内震区断层视向形变特征。结果表明：门源地震发生后震区第一周期内托莱山断裂东段南侧视向地表形变最大形变量为1.5 cm。冷龙岭断裂南侧整体视向形变为抬升，形变最大值为1.8 cm,并具有沿冷龙岭断裂向东滑动的特征。冷龙岭断裂北侧自西向东地表形变表现为抬升，抬升的形变最大值为3.9 cm,这一抬升状态停止于Ms5.2和Ms4.5余震发生位置，地表形变转变为沉降，沉降的形变最大值为-1.8 cm,认为是由于冷龙岭断裂北侧先发生了视向的沉降变形后对滑动前进方向视向抬升变形区域进行挤压，促使其再次产生视向地表抬升形变。综合第一周期内地表形变特征、长时间余震分布情况和冷龙岭断裂运动方向认为，在冷龙岭断裂北侧、肃南—祁连断裂南侧及冷龙岭断裂东部金强河—毛毛山—老虎山断裂等未来发生地震的危险性增加。     

InSAR技术在西藏玛尼强震区的应用

为测量 1997年 11月 9日西藏玛尼里氏 7.4级地震震前一年的地壳形变和震时同震形变 ,以地震震中为图像中心的 5 0 km× 5 0 km范围内 ,选择了 5景 ERS- 1/ 2数据组成5个像对 ,并在此基础上组成 2个差分像对 ,以分别表示地震前一年形变和同震形变 ,再应用合成孔径雷达干涉测量(In SAR)技术进行处理。在同震形变差分图上 ,地震断层作用清晰可辨 ,在卫星斜距方向上可测量出近 0 .5 m的形变。结果表明 :In SAR技术对于定量研究同震形变和地震断层具有特别的优势和广阔的应用前景     

2023年积石山Ms6.2级地震同震地质灾害初步分析

2023年12月18日,甘肃省临夏回族自治州积石山县发生Ms6.2级地震,触发了大量同震地质灾害,亟需查明同震地质灾害的基本特征、发育分布规律和成因机制,为震后恢复重建与地质灾害防治提供支撑。本文基于多源高分辨率遥感解译和已有研究成果对比分析,初步揭示了此次地震地质灾害的基本特征和发育分布规律,并探讨了草滩村液化滑坡—泥流的成因机制。结果表明：此次地震Ⅶ度及以上烈度区内共发育1 535处同震地质灾害,主要为中小规模黄土滑坡和浅表层岩质崩塌,集中分布于黄土梁和黄土塬内冲沟两侧、单薄黄土梁两侧以及大型历史滑坡后壁等局部地形较陡峭的部位。地震因素控制了同震地质灾害的区域分布规律,而地形因素控制了同震地质灾害的局部分布规律。同震地质灾害在0.1～0.3 g震峰值加速度区域、发震断层下盘区域、南东坡向、30～60 m坡高范围、斜坡中部以上20～40 m范围分布数量最多。受广泛关注的草滩村“砂涌”灾害本质是饱水黄土在地震作用下发生的液化滑坡。2016年完成的填沟造地工程改变了滑源区地表和地下水流通条件,地下水通道被堵塞,导致地下水位抬升和下部土体饱和可能是该处发生液化滑坡的重要原因。     

2023年甘肃积石山Ms6.2级地震震害异常的启示

2023年12月18日,甘肃省临夏回族自治州积石山县发生Ms6.2(Mw5.9)级地震,震源深度10 km。此次地震造成大量的人员伤亡、房屋倒塌和地质灾害。为了对该次地震的震害有初步认识,基于已有文献资料、高精度遥感数据和野外调查数据,本文尝试对该次地震的灾害特征展开分析。结果表明：该次地震为逆冲型事件,发震断裂为拉脊山北缘断裂东段;震源浅叠加松散覆盖层产生了明显的地震波放大效应,使得极震区的地面运动峰值加速度(PGA)异常高,强震动使得房屋大量倒塌;而位于断裂上盘的积石山崩塌及滑坡地质灾害相对不发育,仅在黄土覆盖的官亭盆地产生了数百处小型滑坡和中川乡一处较大规模的地震液化滑坡泥流。     

川滇地区典型强震诱发滑坡分布对比研究

近年来,川滇地区相继发生了2008年汶川Ms8.0级地震、2013年芦山Ms7.0级地震、2014年鲁甸Ms6.5级地震以及2017年九寨沟Ms7.0级地震,4次地震均引发了大量的地震滑坡灾害。本文通过统计分析,从地震、地形地貌和地质3个大类因素中,选取地面峰值加速度（PGA）、地震烈度、距断层距离、地层岩性、高程、坡度、坡向7个因子,对比分析此4次强震诱发滑坡分布规律。由此发现了一些共性特征：（1）4次地震均呈现出滑坡分布（数量和密度）与PGA和震级的正相关关系,（2）地质地貌越复杂地区（沟谷发育、坡降大）滑坡数量越多,（3）滑坡分布最大距离随地震震级增加而增加。另外,现发了差异性特征：（1）在最大影响距离0.2倍的近断层区域,汶川地震滑坡占76%,而其它3次地震仅占27%;（2）滑坡在相对软弱地层（第四系地层、软层等）分布数量反而较硬岩区滑坡分布最少。针对差异性,从发震断裂性质、震级、地层岩性、地震烈度、断层错动方向讨论了成因。     

基于SBAS技术的天津市地面形变特征分析

地面沉降是一种普遍存在的地质灾害,天津是我国地面沉降较为严重的城市之一,对地面形变特征的研究,有助于了解地面沉降分布,合理进行城市规划。基于覆盖天津地区的Sentinel-1升轨和降轨数据,使用改进的小基线时序干涉测量方法获取卫星视线向（line of sight,LOS）向形变速率场,针对沿海地区大气影响严重等问题,引用InSAR通用大气校正在线服务（Generic Atmospheric Correction Online Service for InSAR , GACOS）模型去除大气误差影响。从获取的天津地区形变速度场可以看出,天津市区内形变量相对较小,市区周边的静海区、西青区存在一定的形变漏斗,最大LOS向形变量约-40mm/a;武清区和北辰区形变量最大,有一个范围和形变量级都较大的形变漏斗,形变漏斗中心为武清区王庆坨镇,其最大LOS向形变量在升轨和降轨结果中分别为80mm/a和99.2mm/a,结合该区域土地利用情况,发现主要是由于产业园密集建设,导致工业和生活用水过度导致地下水超采。从形变结果可以看出,后续需要对存在形变漏斗的区域进行科学用水管理和合理城市规划,从而有效改善区域形变的影响。     

发震断层附近场点的最大永久位移估计

借鉴Lee等提出的发震断层引起的地表最大永久位移估计方法,结合中国第四代地震区划图的潜在震源区参数、断层模型及地震危险性分析方法,本文提出了发震断层附近最大永久位移场的估计方法.以大岗山水电站工程为例,结合工程场点所在区域的地震危险性分析及距离场点最近的发震断层-磨西断裂地震地质资料和地震活动性资料,计算了不同概率水准所对应的设定地震下的地表最大永久位移.与《建筑抗震设计规范》和《水工建筑物抗震设计规范》要求地震动概率水准一样,发震断层附近场点不同概率水准下的地表永久位移评估为水坝等工程提供了基础数据,以便采取合理的抵抗永久地表位移措施,以减小地震灾害带来的损失.     

融合升降轨PS-InSAR东营市地面沉降监测

针对PS-InSAR技术存在单一轨道覆盖率低、升降轨道基准难以统一的问题,提出一种融合升降轨数据共同获取地面形变场的方法。利用覆盖东营市的84景Sentinel-1A雷达卫星数据,采用PS-InSAR技术分别获得升轨和降轨下的垂直向形变量,进行升降轨解算结果内部互检。通过抗差最小二乘曲面拟合法统一参考基准,实现升降轨观测序列的数据融合,最终得到地面形变场。实验结果表明:升降轨下同名相干点内部互检相关系数优于0.8;升降轨数据融合中抗差最小二乘拟合法较传统方法点位精度提升3.3 mm;东营市在2018年1月至2019年7月期间地面沉降分布呈现东部沿海大于西部城区的特点,且最大沉降量为-458 mm。     

汶川地震驱动的隆升、剥蚀作用与龙门山地貌生长——以映秀红椿沟为例

汶川(Ms 8.0)地震驱动的构造抬升作用和滑坡、泥石流剥蚀作用如何影响龙门山的地貌生长是目前争论的焦点。作者以位于汶川地震震中位置的映秀红椿沟泥石流为例,利用野外实测资料、航片和数字高程资料,开展了红椿沟流域汶川地震驱动的构造抬升与滑坡、泥石流的表面侵蚀过程及其对龙门山地貌生长约束方面的定量研究,获得以下初步认识:(1)红椿沟位于汶川地震震中区的高山峡谷,发震断裂——北川断裂从该沟切过。(2)汶川地震触发的同震滑坡体积达3.800 1×106 m3,是震前滑坡量的3倍。(3)2010-08-13和2010-08-18强降雨形成的震后泥石流体积为0.705×106 m3,表明震后强降雨使同震滑坡量的20%转化为泥石流。(4)红椿沟泥石流将0.485×106 m3固体物质输入岷江河道(主河),导致河道变窄、河床升高、河床比降增大。(5)冲入河道量与同震滑坡量之间的转化率约为13%,冲入河道量与泥石流量之间的转化率为70%。(6)在红椿沟流域同震的滑坡体积(3.800 1×106 m3)小于同震的构造抬升体积(6.67×106 m3),仅有约57%的构造抬升量转化为滑坡量,表明以逆冲-走滑作用为特征的汶川地震所导致的构造抬升量大于滑坡量,将使龙门山地貌产生新的抬升和生长。     

九寨沟Ms 7.0级地震的左旋走滑作用与动力机制

2017年8月8日四川九寨沟发生的Ms 7.0级地震是继2008年汶川Ms 8.0地震、2013年芦山Ms 7.0级地震后在青藏高原东缘发生的又一次强震。本文通过综合分析九寨沟Ms 7.0级地震及历史地震的震源机制解、余震和历史地震分布、区域应力场、活动断层等资料,来揭示九寨沟地震的发震构造与动力机制。初步研究结果表明:(1)此次地震的震中位于塔藏断裂、岷江断裂和虎牙断裂之间的交汇区,显示活动断裂的交汇区对此次地震的发生具有控制作用;(2)发震断裂为虎牙断裂,断裂走向为北西西向,倾向南西,倾角较陡,属于高倾角左旋走滑型地震;(3)震中位于虎牙断裂北段的北部地震空区,充填了1973年和1976年4次大于Mw6.0级地震空区;(4)此次地震位于2008年汶川Ms 8.0级地震的库仑应力增加区,应是汶川地震的应力传递和触发的结果;(5)此次地震位于巴颜喀拉块体的东北部顶角区,青藏高原东缘下地壳流向北东方向的挤出是驱动此次地震的动力机制。     

InSAR地表形变数据的降采样

利用InSAR形变数据进行反演研究时,InSAR数据地面空间覆盖范围广,获取的数据点数量多、密度大,包含有较多的误差点,会制约反演效率,影响反演结果的精度.为了提高反演的计算效率,保证迭代收敛,对InSAR形变数据进行了降采样研究,以西藏自治区当雄县2008年Mw 6.3级地震的同震形变数据为例,研究了基于降低分辨率的3种降采样方法:最邻近法、双线性内插法和三次卷积内插法,对3种方法所得结果进行对比分析,结果表明三次卷积内插法最适合InSAR地表形变数据的降采样.为了进一步提高降采样成果质量,对三次卷积内插值法进行改进,改进后获取的降采样形变数据能有效减少采样点数,较好地保存形变场的细节信息.     

2011年4月10日四川炉霍Ms5.3级地震强震记录与震害特点

四川数字强震台网中的9个台站获取了2011年4月10日四川炉霍Ms5.3级地震完整的三分向加速度记录,高频成分丰富,频谱主要成分集中在0.1～0.3s之间,最大加速度值为炉霍台EW向405.8cm/s2。震后的地震宏观考察结果表明,本次地震的极震区地震烈度达Ⅶ度,等震线沿鲜水河断裂呈NW-SE向的不规则椭圆形,NW部的面积明显大于SE部。综合分析认为,震区建筑物自振周期与本次地震加速度反应谱的高频成分高度吻合是震害偏重的主要原因,"崩科"藏式建筑抗震性能较差亦加重了震害。联系到本次地震P波向NW方向传播速度明显快于SE方向、等震线形态以及余震稀少等事实,推测这次地震系2010年4月14日青海玉树Ms7.1级地震的远程触发,导致鲜水河断裂上应力调整而产生弹性回跳的结果。     

广西靖西Ms5.2级地震基本情况与灾害特征分析

2019年11月25日广西靖西市湖润镇发生M_s5.2级地震,该地震震情特征在同级地震中具有很好的代表性,是研究解剖中强地震的典型震例。本文介绍了广西靖西M_s5.2级地震的地震序列,分析此次地震的余震特征,总结此次地震震区的地质构造和地形地貌特点。通过对震区开展房屋结构、房屋震害、地震次生地质灾害等调查,评定地震烈度及灾害损失。分析表明,广西靖西M_s5.2级地震为主余震型地震,余震强度大,分布集中。此次地震烈度Ⅵ度区虽面积不大,但震害较严重。此外,分析还表明地质地貌条件和抗震设防的差异会造成较大的震害差异。