【摘要】：合成孔徑雷達(dá)干涉測量(Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR)作為一種新興的空間大地測量技術(shù),能同時對大面積區(qū)域的形變進(jìn)行高精度的監(jiān)測且費(fèi)用較低,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)大地測量手段在空間分辨上不足以及費(fèi)用昂貴的缺點(diǎn),但其本身也存在著許多局限性,例如對干涉條件有著一定的要求,同時存在大量的誤差源(如儀器噪聲、衛(wèi)星軌道誤差、大氣延遲、時間空間去相干、外部DEM誤差等因素)的影響,這些因素大大限制了該技術(shù)的應(yīng)用。自20世紀(jì)90年代中后期起,一些研究學(xué)者開始嘗試?yán)眯碌哪Ｐ图胺椒▉砜朔䝼鹘y(tǒng)InSAR技術(shù)應(yīng)用中的不足,主要通過長時間序列的SAR數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,以去除干涉相位中的軌道、大氣、DEM誤差以及低相干性等因素的影響—即時序InSAR技術(shù)。經(jīng)過近十余年的發(fā)展,時序InSAR技術(shù)獲得巨大的發(fā)展,并產(chǎn)生了眾多分支：相位疊加(Stacking)技術(shù)、永久散射點(diǎn)(Persistent Scatterers or Permanent Scatterers, PS) InSAR (PSInSAR)、最小二乘方法(Least square, LS)小基線集方法(Small BAseline Subset algorithm, SBAS)、相干目標(biāo)方法(Coherence Target/Coherence Point Target, CT)和臨時性相干點(diǎn)(Temporal Coherence Point, TCP) InSAR。雖然時序InSAR技術(shù)根據(jù)不同分支建立了相應(yīng)的函數(shù)模型進(jìn)行參數(shù)的估計(jì),降低了各類誤差對觀測結(jié)果的影響,但是由于誤差影響因素的復(fù)雜性和不確定性,對于時序InSAR技術(shù)的隨機(jī)模型發(fā)展一直較為緩慢,另外由于時序InSAR技術(shù)的應(yīng)用研究起步晚,在許多研究中僅利用時序InSAR技術(shù)進(jìn)行形變量提取,未結(jié)合地球物理模型反演和動力學(xué)機(jī)制解釋,應(yīng)用研究深度方面仍顯不足,有待大力發(fā)展�；谝陨蠁栴},本文分別對時序InSAR技術(shù)的誤差模型構(gòu)建及精度評定和利用時序InSAR監(jiān)測結(jié)果與動力學(xué)模型結(jié)合進(jìn)行反演及解釋兩個主要問題進(jìn)行了探索。 本文對近10多年時序InSAR的發(fā)展進(jìn)行了系統(tǒng)性的論述,并對時序InSAR的各個分支進(jìn)行了比較分析,總結(jié)各時序InSAR分支的應(yīng)用特點(diǎn),給出在時序InSAR應(yīng)用時應(yīng)該根據(jù)研究的目的、數(shù)據(jù)數(shù)量、研究區(qū)的地質(zhì)地貌情況等選取合理的方法,為學(xué)者進(jìn)行相關(guān)研究時的方法選擇提供參考。 本文在對傳統(tǒng)InSAR的誤差因素分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合已有研究資料中的時序InSAR函數(shù)模型,分析時序InSAR的誤差源,建立時序InSAR的一般數(shù)學(xué)模型,完善時序InSAR的數(shù)學(xué)理論體系。最后利用模擬數(shù)據(jù),分別對單主影像和多主影像時序InSAR的定權(quán)和等權(quán)參數(shù)解算精度進(jìn)行了試驗(yàn),結(jié)果表明利用隨機(jī)模型進(jìn)行參數(shù)估計(jì),其精度較等權(quán)條件下的參數(shù)估計(jì)無明顯改善,當(dāng)前利用等權(quán)方法進(jìn)行參數(shù)估計(jì)相比較而言操作更為簡單,能夠提高計(jì)算效率,因此現(xiàn)今在時序InSAR處理過程中利用等權(quán)進(jìn)行參數(shù)估計(jì)是合理的。 本文利用歐空局Envisat衛(wèi)星2007.4～2010.9兩個Track的ASAR數(shù)據(jù),基于多時相InSAR技術(shù)研究了現(xiàn)今河北廊坊市城區(qū)的地表沉降和地下水抽取體積估計(jì)。廊坊市的地表沉降自60年代以來,沉降速率逐漸增大,雖然近年來政府對這些沉降在控制,但是城市化的加快不可避免要進(jìn)行大規(guī)模的地下水抽取。本文利用多時相InSAR技術(shù),獲取研究區(qū)2007～2010年間的高精度沉降速率場,其最大地面沉降速率為76.0mm/yr,同時分別利用兩個Track的公共覆蓋區(qū)的形變結(jié)果進(jìn)行內(nèi)符合精度評價和利用部分外部水準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)果的外符合精度評價,獲取的沉降速率場的內(nèi)符合精度中誤差為2mm/yr,外符合精度為3mm/yr。在此基礎(chǔ)上,利用自由應(yīng)力下的體積應(yīng)變模型進(jìn)行地下水體積變化反演,顯示該地區(qū)的體積變化最大達(dá)到-1.15×104/yr,整個研究區(qū)的地下水年抽取體積達(dá)554萬立方米。 本文利用日本宇航局ALOS衛(wèi)星2006.10～2011.03期間共24景的PALSAR數(shù)據(jù),對長白山天池火山區(qū)的近年形變進(jìn)行了研究,基于PSInSAR方法進(jìn)行了數(shù)據(jù)處理,獲取了長白山近年火山的時序形變場和形變速率結(jié)果。結(jié)果表明長白山火山近年火山活動較弱,僅在火山口附近存在10mm/yr的形變速率。同時利用Mogi模型,對火山區(qū)的巖漿變化體積速率進(jìn)行了反演,顯示該區(qū)域的巖漿以～1×106m3/yr的速率補(bǔ)充。本文研究結(jié)果表明長白山天池火山近年隆升活動逐漸減弱,預(yù)示著下一活躍期的到來。 本文利用歐空局Envisat衛(wèi)星2004～2010年共40景的ASAR數(shù)據(jù),對喀什坳陷區(qū)的構(gòu)造活動進(jìn)行了研究�；贗nSAR TS+AEM時序分析模型,獲取該研究區(qū)2004～2010年間的形變速率為-2mm/yr～2mm/yr,其中研究區(qū)內(nèi)以阿圖什南翼為分界線分為天山造山帶lmm/yr的隆升活動和喀什坳陷1.5mm/yr的沉降活動,研究區(qū)內(nèi)的匯聚變形具有非線性特征,其中天山與塔里木盆地結(jié)合帶的變形明顯大于天山山體內(nèi)部。利用傾滑斷層模型,對研究區(qū)的觀測結(jié)果進(jìn)行了模型反演,獲得阿圖什南翼斷層的平均傾角為35°,斷層滑動速率為2.3～2.5mm/yr,閉鎖平均深度10.5km,研究結(jié)果支持了阿圖什南翼斷層為淺源傾滑斷層的地質(zhì)考察結(jié)果。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：P225.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2268522