本文利用“二轨法”合成孔径雷达差分干涉测量技术(D-InSAR)对长白山天池火山地区的形变监测进行了研究。在详细地分析了InSAR技术的各种限制因素之后,选取1992年～1998年期间的15景JERS-1 SAR数据进行了D-InSAR处理。引入综合相干系数的概念,建立了参考(基准)坐标系影像的选取模型,对模型求解之后,选取了单视复图像统一配准的参考坐标系影像,并对所有单视复图像配准到该参考影像坐标系下。应用极限基线及外部DEM误差对形变场的影响程度剔除了无法形成干涉的像对组合及无干涉处理意义的影像组合,最终选取了理论上可行的35种干涉组合进行D-InSAR处理。对形变场进行严密的分析之后,结合前人的工作成果,可取得如下的结论和认识:调研长白山天池火山地区的地理概况及地质构造背景近年来,随着旅游业的发展,长白山天池火山区的交通条件得到不断的改善。便利的交通条件不仅有助于科研人员展开实地科学考察工作,而且为GPS流动站观测及水准路线的布设等火山监测工作的展开提供了极大的便利。长白山地势总体以长白山主峰为中心,向四周逐渐降低。该区植被茂密、气候恶劣、地形复杂、地势高峻、积雪期长、积雪深厚。从山下到山顶水平距离数十千米,却具有明显的动植物更替规律性,垂直分布了从温带到寒带4个不同的自然景观带,构成了该区独特的自然风貌。长白山天池火山是一座大型的复合式火山,它位于西太平洋板块俯冲带的前沿,处在中-朝古老克拉通北缘附近,属于大陆内部向活动大陆边缘过渡带的火山活动。其基底为太古代至中、晚元古代的古老变质岩系和以中生代为主的大量的花岗岩;古生代沉积盖层零星出露。中生代主要发育一系列陆相沉积盆地,并伴有较强烈的中-酸性岩浆活动。长白山天池火山区新生代以来有过多次火山活动,与日本海地区新生代以来的构造活动有直接的可比性。在长白山及其邻区,以北东、北西及北北东向为主的几条大规模的断裂或断裂带构成其新生代以来的主体构造格局。另外,切过长白山天池火山及周边的断层还有北西西、北西及近东西走向的断层。调研分析火山形变监测手段和长白山天池火山的形变监测研究现状地形变监测是研究岩浆活动和预测火山喷发的主要手段之一,多数火山在喷发前确有很明显的地表形变。精确的地表形变监测在火山活动性研究和火山爆发预测等方面具有重要的意义。本文详细介绍了火山形变监测的各种方法以及在长白山天池火山区的形变监测情况。在详细地讨论了InSAR技术在火山区形变监测的优势之后,应用D-InSAR技术获得了长白山天池火山区1992～1998年间的形变场,并做了详细的分析。最后认为InSAR技术不但是常规形变监测技术的有益补充,而且可以利用历史存档数据获得常规测量手段缺失的形变信息。系统地分析了InSAR的限制因素去相干因素和大气效应是重复轨道干涉测量所无法避免的限制因素。目前为止还没有一种非常理想的方法来去除大气对InSAR的影响。另外相位误差、轨道误差及外部DEM误差(注:此项仅影响“二轨法”D-InSAR技术)等也在一定程度上会传递到最终的InSAR产品中。本文系统地分析了InSAR应用的限制因素,特别是“二轨法”D-InSAR技术的误差源。针对时间基线、多普勒质心频率差、空间基线、热噪声、体散射、数据处理误差等各种去相干源,对影响“二轨法”D-InSAR形变测量的误差因素逐项讨论,并通过公式定量地分析了各种因素的影响程度。选取参考坐标系,对所有单视复图像(SLC)进行了统一配准本文建立了单视复图像配准的参考(基准)坐标系影像的选取模型。在综合考虑了图像之间的时间基线、空间基线、多普勒质心频率差、影像获取季节差等因素后,选取19950816(以获取时间命名)这幅影像作为参考坐标系影像。对所有单视复图像进行统一配准至该参考影像的坐标系下,不但简化了下一步单视复图像间两两配准的难度,而且保证了各干涉相位处于同一个SAR坐标系之中,有利于进一步的相位叠加平均处理。获得长白山天池火山D-InSAR形变场本文最终获得11景较好的D-InSAR形变场。在形变场中,选择受地形影响较小且没有明显大气影响的区域进行了详细分析,实验表明长白山天池火山在1992～1998年期间发生了上升形变,最高形变速率达到5mm/a。把该形变结果与2002～2005年期间的一条水准路线监测结果进行了比较。另外,从中国地震台网中心获取了吉林省地震局记录的1990年至2009年N41.6°～42.4°,E127.8°～129°范围的里氏(ML)0.0级以上地震目录。InSAR结果与该地震目录都显示在1992年～1998年期间研究区的火山活动性较为微弱。基于相位叠加的大气校正选取6幅差分干涉图,应用相位叠加平均的方法进行了大气延迟校正实验。该方法比较成功地减小了大气效应的影响。由于叠加数据源受到的外部DEM误差较大的影响,所以该结果无法反映研究区准确的形变特征,但却可以定性地说明长白山天池火山在1992年～1998年期间形变较为微弱。大气校正结果与1990～2010年期间的地震目录都验证了本文D-InSAR形变结果的可靠性。