荣县小震级地震群地表形变InSAR探测与分析

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地震是一种危害极大的地质灾害,具有事发突然、破坏性大、预警监测难度大等特点。2018年3月以来,小震级地震在荣县连续发生形成地震群,严重影响当地经济发展,对当地人民的生命财产构成巨大威胁。判定小震级地震在地表形变的破坏范围与大小,对应急抗震救灾、震后灾害评估及灾后恢复、安全隐患排除和防震减灾等方面具有重要意义。震后地表形变监测是地震研究的重点,传统的地表形变监测手段受地形、气候等因素影响较大,合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)可以有效填补传统监测手段的不足。合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术是一种有效的对地监测手段。InSAR技术于二十世纪九十年代初首次应用于地震形变测量,相关软件与硬件技术在近三十年内不断提升,使得InSAR技术探测形变精度显著提升。这项技术可以有效的探测地表微弱形变,尤其是在大范围形变探测上有极大的优势,在地震灾害防治等领域广泛应用。但是,InSAR技术受植被覆盖、地形起伏等因素的影响较大,使该技术的形变探测精度受到极大的影响。本文研究区域植被茂密、人口密集、地形以平坝和丘陵为主,与地物相关的噪声是影响InSAR观测精度的主要原因之一。而局部滤波算法在抑制噪声的同时,会造成影像分辨率或影像边缘信息的损失,非局部滤波算法能较好的滤除了噪声,并且较好的保留了影像分辨率和边缘信息,因此本文将非局部滤波方法融入差分合成孔径雷达干涉测量(Differential Synthetic Aperture Radar Interferometry,D-InSAR)地表形变探测,以此提升本文研究区域内地震地表形变探测的精度和可靠性。本文利用D-InSAR技术对地震地表形变进行探测,并融合非局部滤波方法降低SAR影像噪声,以此提高干涉图信噪比和形变探测精度。本文主要工作如下:(1)由于局部滤波在保留影像分辨率和边缘信息上的不足,本文采用非局部滤波方法对合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)影像噪声进行抑制。通过对比分析局部滤波和非局部滤波的干涉、形变结果,表明非局部滤波能有效提升形变探测结果精度和可靠性更高。(2)根据研究区域地震、雷达影像等相关信息制定本文地震地表形变探测方案,并将融入非局部滤波法的DInSAR技术应用于形变探测,以此提高形变探测结果的精度和可靠性。然后,通过DInSAR技术获取本文总体地震地表形变探测结果。(3)通过总体地震地表形变探测结果发现地表形变区域,并对已探测到形变区域进行细节分析。通过将形变探测结果与地震信息和地质资料等结合,分析形变范围、形变量级与震级大小、震源深度以及震源距断层距离的关系。
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