基于大量SAR数据的时序InSAR技术已被广泛应用于断裂带震间长期缓慢地壳形变的观测研究，文中对现有多种时序InSAR方法（如Stacking，PSInSAR，SBAS等）的基本原理和技术特点进行了概括总结。采用PSInSAR技术，利用2003—2010年的17景降轨ENVISAT/ASAR数据，在海原断裂带中段开展了震间地壳形变观测的实验研究，获得了海原断裂中段的跨断层InSAR形变速率场整体图像，显示了约5mm/a的左旋走滑运动速率，与GPS和地质学研究基本一致。在此基础上，对时序InSAR断层活动性观测研究中的若干问题，如LOS形变速率与目标断层走向的关系、LOS 形变速率与跨断层观测宽度的关系、LOS 形变速率与GPS等其他形变速率的关系以及LOS 形变速率场揭示的断层相互作用及断层滑动方式等进行了分析探讨。这些将为进一步推进InSAR构造变形监测研究提供参考。
发震断层的形变是断层活动的重要参数之一，对认识断层性质、震源机理有重要作用。文中以逆冲性质为主的汶川地震为例，采用符合地表水平形变特征的Biharmonic样条插值对GPS水平形变矢量插值，然后再分解为EW和SN向分量。利用可靠的GPS观测值对InSAR参考点进行校正，统一两者的坐标系。通过对汶川地震视线向形变场剖面与GPS对比分析发现，断层上盘GPS与InSAR观测参考点相差9.93cm，而下盘则为-11.49cm。在此研究基础上，通过GPS水平形变场与InSAR视线向形变场联合解算，获取了汶川地震垂直连续形变场。结果表明，断层两侧垂直形变衰减较快，横跨断裂带形变量>30cm的宽度不超过50km；沿发震断层附近垂直形变高值区分布不均匀，主要集中分布在发震断裂的汶川县城至都江堰段、茶坪—北川—南坝段和青川段。这3段各有特色，南段断层两侧垂直形变极不对称，主要以上盘剧烈抬升为主，最大抬升区域在映秀镇至连山坪一带，抬升量达到5.5m。中段表现为较强的反对称性，断层一侧抬升另一侧沉降。该段上盘最大抬升区域在茶坪东侧，抬升量为255cm，下盘最大沉降量在永庆，沉降量为-215cm。北端垂直形变相对较小，主要分布在青川北侧，呈对称分布，在发震断层最北端，最大抬升量为120cm。
震后地表实际破裂带的分布及其近场的形变特征,是理解块体运动学特性、断层破裂特征、地震发生机制等科学问题的十分重要的约束条件。基于InSAR获取的汶川地震同震形变场,由于发震断层附近同震形变梯度巨大,沿断层带出现了非相干条带,以致于无法获得断层附近的形变量。而基于亚像素级的光学影像偏移量法为获取断层附近大形变分布提供了可能。文中以SPOT卫星影像为数据源,采用光学影像偏移量法获得了什邡及茂县地区的水平位移形变场。结果显示龙门山断裂带上至少2条断裂同时发生破裂,形成了主要地表破裂带(龙门山镇-高川破裂带)和次级地表破裂带(汉旺破裂带),沿龙门山镇-高川破裂带平均位移量为4～6m,在高川附近伴随的平均右旋水平位移为1～3m; 汉旺破裂带因逆冲导致水平缩短,平均位移量一般为1～2m。汶川-茂县断裂带没有明显的地表破裂带。研究表明,利用光学影像相位相关法能够获得近断层位错量,可以成为InSAR手段的重要补充。
干涉基线是InSAR形变观测中一个非常重要且关键的参数,它不仅对像对的相干性起决定性作用,还对形变观测的精度和可靠性有直接影响。若基线不能被准确估计,就会使轨道残余相位和地形残余相位混入形变相位而导致观测误差。文中首先分析了干涉基线对参考相位和模拟地形相位的影响及几种不同的干涉基线估计方法,然后以6景ERS2 SAR图像为数据源,以1997年西藏玛尼地震的同震-震后形变场为例,对比分析了基于粗略轨道数据、精密轨道数据、干涉条纹频率及地面控制点等不同基线估计条件下的干涉形变场图像。结果表明,粗/精轨道数据差别很大,利用粗略轨道数据估计基线得到的差分干涉图含有明显的轨道残余相位,致使干涉条纹密集,观测形变量偏大。因此,必须利用精密轨道数据进行基线校正。有时精轨数据也不能完全消除轨道的影响,这时还要做基于干涉条纹频率的多余条纹去除校正及基于地面控制点的基线精校正。处理得到的玛尼地震同震形变沿断层走向南、北两盘的最大相对位移约4.5m,与野外观测结果一致。得出的震后形变场主要集中在断层附近10～20km的狭长条形区域内,震后508d的累积形变量至少达5.6cm,随着时间延续,震后累积形变量增加。
