利用PSInSAR(Permanent Scatter Interferometric Synthetic Aperture Radar)监测地表形变的关键在于PS(Permanent Scatter)点的质量。在断裂带地区常因自然地表覆盖复杂、 地质地貌环境特殊导致无法准确提取到高质量的PS点, 这限制了该技术在断裂震间形变监测中的应用。针对断裂带高质量PS选点问题, 文中在常规相干系数选点法的基础上, 试验结合振幅离差、 KS(Kolmogorov-Smirnov)双样本检验及提出的CR同质像元法, 在设定相干系数阈值、 振幅离差阈值后再加设KS检验、 CR同质像元阈值进行对比研究。以2015年3月14日—2020年2月16日的Sentinel-1A SAR影像为数据源, 以青藏高原东北缘西秦岭北缘断裂带武山—甘谷段为试验区进行了PSInSAR处理, 对比分析各方法的PS选点质量及可靠性。结果表明, 将相干系数、 振幅离差及CR同质像元结合的三阈值筛选方法更适用于地表环境复杂的断裂带地区, 武山—甘谷段南、 北两盘的相对平均形变速率约为0.7mm/a, 为左旋走滑趋势。

随着大地测量观测理论、观测平台和观测技术的发展与进步, InSAR作为一种新型的遥感地质观测途径和数据源, 在同震形变获取、地震应急监测、抗震救灾和发震构造科学研究中发挥了越来越重要和不可替代的作用。其中, InSAR在同震形变监测中的应用最为广泛, 能够在重要灾害性地震事件发生后及时响应, 在识别隐伏断层、确定发震断层、监测地表破裂、研究发震断层的运动学特征、获取三维形变以及厘定发震构造等问题中能提供有效的地表观测数据和模型约束。InSAR观测以其大范围、高精度、及时性等技术和数据优势, 在地震应急观测方面的科技支撑作用逐渐凸显, 能解决防震减灾的实际需求并逐渐趋于业务化。梳理近年来InSAR技术在不同活动构造区和地震危险区地震周期形变监测中的应用、分析基于InSAR同震形变观测的断层运动学特征和发震构造研究、讨论InSAR技术的前沿发展趋势, 能更好地服务于当前青藏高原及周边广大地区的防震减灾事业, 有助于实现活动断层的地震危险性评估等科学目标。基于此, 文中简要综述了近20年来InSAR技术在同震形变获取、应用中的现状、业务化、科学认识和存在的问题。

地震震前热参数异常提取方法的可靠性对于地震震前热参数异常变化研究至关重要。文中以2014年2月12日于田 M_W6.9 地震为典型震例, 以2008年汶川 M_W7.9 地震为验证震例, 对目前研究中广泛使用的2种异常提取方法: ZS(Z-score)法和RST(Robust satellite technology)法在实际震例中的提取效果、 对异常变化的敏感程度、 对背景信息的抑制能力和对地震信息的指示性4个方面进行了详细的定性和定量化评估。于田地震震前, 地表温度和长波辐射出现了多次间歇性突发异常, 随着地震的邻近, 异常出现的频次增加, 异常空间分布逐渐向断裂带周围集中, 最大异常变化出现在地震前一个月。2种方法提取结果的差异主要表现在异常变化出现的频率和幅度上, RST法得到的异常频次和幅度都高于ZS法。为探究造成差异的原因, 我们进一步结合地震前后2个地震平静年的数据, 对2种方法进行了定量化评估, 结果表明: 1)ZS法和RST法对于微弱异常变化都具有一定的敏感性; 2)ZS法相较于RST法对于其他因素引起的热参数异常变化的抑制作用更强; 3)针对地表温度数据, ZS法的提取结果对地震震中的指示性略优于RST法, 而RST法对于长波辐射数据的效果则更好; ZS法的归一化距离指数最大值出现的时段距离发震时段更近; 4)汶川地震的定量化对比结果与于田地震略有不同, 这可能是受到研究区地物类型分布的影响。综合上述研究成果, 我们认为ZS法是更为简便有效的地震热参数异常提取方法。针对震前热参数异常提取方法的对比研究有助于我们了解不同方法的优缺点和适用性, 提高地震热参数异常提取的可靠性。

2021年5月22日青海玛多 M_S7.4 地震的发震断层并不是传统意义上的巴颜喀拉块体北边界, 而是发生在巴颜喀拉块体内部一条与东昆仑断裂带主断裂近平行的次级断层上, 针对玛多地震对周边断层尤其是巴颜喀拉块体主边界造成的应力影响亟需开展研究工作。文中利用中国大陆岩石圈统一地震速度模型USTClitho1.0结果完成了研究区的岩石圈结构分层设置, 结合InSAR形变场及余震精定位结果反演得到玛多地震的同震滑动模型, 通过考虑更符合岩石圈实际变形过程的Burgers流变模型, 利用PSGRN/PSCMP程序计算得到玛多地震引起的震源区及周边断层的同震及震后黏弹性库仑应力变化。研究结果表明, 玛多 M_S7.4 地震震源区同震库仑应力加载区除沿发震断层破裂面分布外, 在发震断层的西端、 东端分别有3处库仑应力变化正值区, 其中西端朝向发震断层的NW方向, 东端存在2处库仑应力加载区, 分别朝向发震断层的北部以及东部区域, 周边断层同震库仑应力变化正值段的分布与震源区库仑应力加载区的分布较为一致; 玛多地震引起的东昆仑断裂带近震源区段、 昆中断裂东段、 甘德南缘断裂西北段、 五道梁-长沙贡玛断裂中段的同震库仑应力变化均>0.01MPa, 且震后岩石圈黏弹性松弛作用使得上述断层的黏弹性库仑应力进一步增加, 未来应重点关注上述断层段的地震危险性。

2021年5月21日云南漾濞县城西侧发生M_S6.4地震。 文中以欧洲航空局升、 降轨Sentinel-1 SAR为数据源, 基于D-InSAR技术获取了此次地震的InSAR同震形变场: 升轨LOS(Line of Sight)向最大形变量约为0.07m, 降轨最大LOS向形变量约为0.08m。 以升、 降轨同震形变场数据和GNSS数据为约束, 反演了断层滑动分布。 反演结果表明, InSAR/GNSS数据对断层倾向的约束能力较弱, NE倾向和SW倾向2种断层模型都能够在误差范围内拟合观测数据, 其中: SW倾向断层模型的最大滑动量约为0.8m, NE倾向断层模型的最大滑动量约为0.6m; 其余参数, 如滑动角为-170°、 倾角为80°、 矩震级为M_W6.07均一致, 破裂也都集中在地下2~10km深度范围内。 结合主震发生后3h内的余震精定位结果分析, 我们认为倾向SW的发震断层模型可能更符合实际情况。 根据断层滑动模型、 同震滑动分布并结合破裂运动学特征, 初步判定发震断层为维西-乔后-巍山断裂以西的一条次级断裂。 基于反演得到的断层滑动模型计算了漾濞地震破裂导致周边断裂的库仑应力变化情况, 结果表明漾濞地震对维西-乔后-巍山断裂、 红河中段断裂和红河北段断裂的南段具有显著的应力卸载作用, 初步认为漾濞地震之后周围断裂的地震危险性有所缓解。

文中基于D-InSAR技术, 利用欧空局C波段升降轨哨兵SAR数据, 获取了2021年5月22日青海玛多M_W7.3地震的InSAR同震形变场, 并对同震形变的空间特征、 量级和断层破裂的分段性进行了分析。 哨兵卫星的高质量观测数据清晰地描绘了玛多地震的地表破裂迹线, 地表破裂长度约210km。 为了进一步认识玛多地震断层深部的同震滑动分布特征和发震断层几何性质, 基于升、 降轨InSAR形变场及精定位余震数据确定的断层几何反演了同震滑动分布, 并基于同震库仑应力变化分析了本次地震对周边区域的应力扰动。 结果表明, 玛多M_W7.3地震发生在巴颜喀拉块体内部的一条次级断层上, 且与东昆仑断裂带的主断裂近平行, 结合野外考察、 地质资料和InSAR地表破裂迹线确定的发震断层为昆仑山口-江错断裂。 玛多地震产生的同震形变场空间影响范围广, 形变场的长轴呈NWW向, 升、 降轨观测的形变量符号相反, 结合哨兵数据的观测几何确定发震断层的运动性质以左旋走滑为主。 基于升、 降轨InSAR数据得到的最大视线向(Line of Sight, LOS)形变量约为0.9m。 同震滑动分布模型显示, 整体上断层的走向为276°, 倾角为80°, 倾向NE, 最大滑移量约为6m, 平均滑动角为4°, 矩震级为M_W7.45, 地震主体破裂发生在0~10km深度范围内, 同震破裂至地表, 与野外考察所观测到的广泛分布的同震地表破裂带一致。 以玛多-甘德断裂为接收断层的同震库仑应力模型显示, 玛多地震在玛多-甘德断裂西段附近产生了明显的应力降, 表明玛多地震释放了玛多-甘德断裂的库仑应力, 导致后者的地震危险性可能大大降低; 而在玛多-甘德断裂和昆仑山口-江错断裂交叉的区域存在应力加载效应, 但考虑到玛多地震的余震会释放多余的能量, 该区发生较大地震的危险性可能降低。 以东昆仑断裂为接收断层的同震库仑应力模型显示, 玛多地震在东昆仑断裂东段附近产生了明显的应力加载效应, 结合该段震间较高的应变率特征, 其地震危险性需要引起关注。

文中利用2003—2010年2个轨道上的Envisat ASAR长条带雷达数据，采用PSInSAR时序处理方法，获取了海原断裂带毛毛山—老虎山段及狭义海原断层段（1920年8.5级地震破裂带）的InSAR视线向平均形变速率场，发现南、北2盘的形变速率场存在明显差异，与海原断裂带左旋走滑的运动特征相符。通过对老虎山段进行高密度跨断层形变速率剖面分析，确定老虎山段的蠕滑长度约19km。基于二维反正切模型对InSAR形变剖面进行了拟合，获得了海原断裂带不同位置的断层闭锁深度及深部滑动速率。结果表明，老虎山段的滑动速率自西向东逐渐减小，由西段的7.6mm/a减小至最东端的4.5mm/a；老虎山西段与中段处于闭锁状态，西段的闭锁深度为4.2～4.4km，中段的闭锁深度为6.9km，而老虎山东段的闭锁深度1km，即浅地表存在蠕滑现象，蠕滑速率为4.5～4.8mm/a。1920年海原断裂带破裂段整体处于闭锁状态，滑动速率与闭锁深度自西向东均逐渐增加，滑动速率由西段的3.2mm/a增加至东段的5.4mm/a，闭锁深度由西段的4.8km增加到东段的7.5km。文中的研究结果细化了对海原断裂带不同段的滑动速率和闭锁深度的认识，并为探讨断裂带不同段的应变积累状态及区域地震危险性评估提供参考信息。

GNSS连续站分布密度较低，难以满足地震近场位移准实时观测的需求，强震仪加速度记录可作为地表形变观测的重要补充手段。文中利用自动经验基线校正方法分析了汶川M_S8.0地震龙门山断裂带附近的震时强震数据，通过校正处理和2次积分得到了同震位移场分布。将强震仪所得的位移时间序列与高频GPS的结果进行对比分析，发现两者具有较好的一致性。强震仪与GPS计算的同震形变场在位移幅值、方向和总体分布特征方面较为接近。联合使用强震仪、GPS和InSAR数据，基于相同断层模型反演的断层滑动空间展布形态、滑动范围、滑动量、应力降和矩震级等与前人的研究成果均吻合较好。结果表明，强震记录可作为获取地震近场位移序列的有效手段，为研究地表破裂过程和地震参数快速获取提供有价值的基础资料。联合使用多种数据，可提高数据覆盖密度，实现数据优势互补。

北京时间2017年11月18日6时34分在西藏林芝市米林县发生6.9级地震，震源深度10km。本次地震发生在由印度板块向欧亚板块碰撞形成的喜马拉雅造山带的东端构造急剧转向的东构造结南迦巴瓦地区。文中首先采用远、近场的宽频带地震波波形联合反演（CAPJoint）了本次地震的震源机制，经过Bootstrap法测试后得到2组节面，节面Ⅰ的走向、倾角和滑动角依次为302°、76°和84°，节面Ⅱ的走向、倾角和滑动角依次为138°、27°和104°。接着利用Sentinel-1A卫星数据获取了InSAR同震形变场，所得到的形变场总体趋势同甘卫军研究小组发布的GPS同震位移场相吻合。大地测量（InSAR和GPS）的形变场显示北东盘隆升而南西盘下沉，结合大地测量的观测结果及逆冲断层形变场应有的特征，推测节面Ⅰ应为发震断层面，断层倾向NE。在此基础上使用InSAR观测数据作为约束进行了滑动分布反演，并结合短期余震的分布情况，认为发震断层为一高角度逆冲断层，本次地震可能是由南迦巴瓦变质体复式背形构造北侧向N倾斜楔入拉萨地体而引发。

首先利用地震地质调查、地震剖面探测结果对汶川地震的发震断层几何形态及周边块体介质参数进行约束，建立了3个包含有不同主断层的龙门山断裂带二维黏弹性有限元模型；然后基于连续-离散单元法对汶川地震的孕育与发生进行了全周期模拟，包括震间应力积累阶段、同震应力释放阶段及震后恢复调整阶段。模型对比研究结果表明，龙门山断裂带中由于断层几何结构及断层面剪切应力与正应力的综合作用，使得最先达到断层破裂准则阈值的灌县-江油断层率先破裂，初始破裂在深度15～20km处，破裂进一步传导至映秀-北川断层；同时由于灌县-江油断层与映秀-北川断层的破裂导致系统内应力大幅度降低，使得灌县-江油断层不具备产生同震破裂的应力条件。然而，尽管汶川-茂汶断层上的应力水平与汶川地震前相比有所减弱，但仍积累了较高的震间应力，可能预示其在汶川地震后具有较高的地震危险性。模拟结果还表明，铲型逆冲断层系统的深部断层破裂能够推动浅部高倾角区域发生被动破裂，因而其发震断层的倾角上限很可能比传统认识的大。

对发生在青藏高原东北缘-柴达木盆地北缘的4个中等震级地震分别做了研究，其中1个地震发生在2008年，另外3个发生在2009年。利用D-InSAR技术采用Envisat ASAR降轨数据获得了这4个地震的同震形变场。结果显示，2008年地震形变场只有1个形变中心，而2009年地震有3个形变中心。2008、2009年地震引起的卫星视线向最大形变分别为0.097m和0.41m。基于弹性半空间模型和InSAR获得的地表形变场，反演了断层面滑动分布。对于2008年地震，采用了一分段断层模型，反演结果得出最大滑动为0.47m，发生在地下19km处。对于2009年发生的3个地震，结合分析InSAR同震形变场后分别采用了一分段断层、两分段断层和三分段断层模型反演，结果得出三分段断层模型模拟的形变场最符合观测到的InSAR地表形变场且残差最小，认为三分段断层模型最可靠。

利用欧洲空间局新发射的Sentinel-1A卫星获取的第1对同震SAR影像，采用30m×30m分辨率的ASTER GDEM数据去除地形效应，应用枝切法解缠，得到了2014年8月24日美国加利福尼亚州纳帕地震的地表同震形变场。为了获取最优同震形变场，对比使用了90m×90m分辨率的SRTM数据去除地形相位，以及最小费用流方法进行相位解缠。结果显示此次地震造成形变场在LOS方向（Line Of Sight）的最大抬升量和最大沉降量分别达到了0.1m和0.09m。基于获取的同震形变场，采用限制性最小二乘算法进行敏感性迭代拟合，获取了此次地震的断层滑动分布及部分震源参数。反演结果表明发震断层的走向为341.3°，倾角为80°，破裂以右旋走滑为主，平均滑动角为-176.38°，最大滑动量达0.8m，位于地表下约4.43km处。此次地震累计释放地震矩1.6×10¹⁸N·m，约合矩震级M_W6.14。

地震预测是地震科学研究的主要领域之一。震前热异常现象(地表温度异常升高)普遍存在并且与地震三要素有复杂的非线性关系。文中结合神经网络的优点, 提出将热异常信息作为地震预测的信息源, 通过构建神经网络, 进行地震预测的思路, 并进行了试验。基于8d合成的1km分辨率的MODIS数据, 利用RST算法提取震前热异常信息, 在分析震前热异常信息时空变化的基础上, 确定出BP神经网络的结构, 利用该网络对中国及周边100个5级以上震例, 以及70个随机无震样本进行训练和仿真。试验结果表明, 通过RST算法提取的震前热异常指数值, 用于BP神经网络地震预测是可行的, 其预测的试验结果刻画出了地震要素与热异常值间的非线性相关性。未来预测区域范围的选取以及神经网络中隐层神经元的数量将对地震预测效果产生较大的影响。

针对InSAR与GPS 两类独立的观测数据, 利用广义测量平差理论中方差分量估计法, 合理分配权重, 有效地融合了这两类观测数据, 从而估算出了地表在三维方向上的形变场。以四川汶川地震为例, 利用InSAR干涉测量结果和一定数量的GPS观测值, 通过该方法获取了地震断层两侧高相干区域上三维形变场, 清晰地显示了汶川地震的逆冲和右旋走滑分量的位置分布整体特征。结果表明, 在EW、SN和UD方向上地表形变量与GPS结果能够很好地吻合, 融合结果在三维方向上的均方根误差均不超过5cm, 证明了该方法能够得到精度较高的地震同震三维形变场, 也揭示了利用方差分量估计法对相互独立数据之间有效融合的可行性。

南水北调总干渠中线工程豫北段受矿区开采沉陷、区域地质构造活动及城市地下水开采沉降等多种威胁，区域地质结构稳定性较差。为了评估干渠沿线基础稳定性，为引水工程提供安全评价保障，以南水北调中线豫北段为例，利用2009年全年共9期ENVISAT ASAR雷达数据，采用二通加外部DEM的D-InSAR数据处理算法和“相位累积式”干涉测量甄别大气影响，采用 “相邻重访周期式”干涉测量减小时间退相干影响，获得了沿线126km渠段、33个监测点在2009年8个时间段的时序差分形变相位图像；提取了不同时期采矿、地下水开采造成的地面沉降区及沉降幅度信息；评价了区域活动构造及稳定性。研究表明：研究渠段全线有不均匀下沉，350d累积最小下沉量为-33mm，最大下沉量为-73mm。年下沉速率0.34～0.76m/a，年平均下沉速率0.53m/a。监测点下沉总体符合指数分布，平均相关系数R²=0.741 8。根据监测点下沉拟合曲线预测，调水干渠多数段落基础下沉趋稳；南水北调中线工程豫北段受多种因素叠加影响，总体基础稳定性较差，地质构造活动、城市地表沉降为主要影响因素，基础施工为次要影响，矿区开采沉陷对基础失稳未见直接相关性。

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。

角反射器精确定位是角反射器微形变获取的前提，文中从研究角反射器影像特征入手，详细介绍了角反射器强度、相关性和光谱离散指数（MSR-Mean to Standard deviation Ratio）影像特征：1）角反射器强度影像特征明显，其影像扩散在多个像素上，Envisat数据中角反射器表现为亮点，而TerraSAR数据中角反射器呈明显的十字型；2）角反射器MSR影像特征不明显；3）不同带宽多视处理后统计得到的角反射器相关性聚焦在一个像素内，而且相关值明显高于周边像素。将角反射器强度、相关性和MSR作为衡量光谱稳定性的参数，对比分析不同参数定位出的角反射器像素位置及其对应的相位信息，结果表明：角反射器强度易受背景干扰，此参数定位角反射器容易产生偏差；角反射器MSR值与背景差别小，不能单独用于角反射器定位；角反射器相关性聚焦性好，相关性参数能准确定位角反射器的像素位置，对应的相位值比其他参数定位得到的相位值相对稳定。

D-InSAR技术可以测得地壳垂直形变精度达到mm级，但由于其受空间、时间失相干和大气延迟的限制，导致其在监测地壳长期缓慢形变中的应用受到限制。而PS-InSAR作为D-InSAR技术的创新，在克服时间失相干的同时还可以计算并消除大气影响，使得干涉处理得到的结果更加精确。文中以西秦岭北缘断裂带甘谷地区为实验区，利用从2008年5月至2010年9月共14景ENVISAT ASAR数据，采用PS-InSAR技术对该实验区地壳微小形变进行探测。研究结果得到西秦岭北缘断裂带甘谷地区断裂带南北两盘的相对滑动速率约为5mm/a，点目标的形变速率和形变方向均与西秦岭北缘断裂的左旋运动特征相符，并与其他学者的研究结果有较好的一致性，表明PS-InSAR技术在监测地壳微小形变中具有广阔的应用前景和巨大的发展潜力。

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。

由于地震数据种类繁多且数量不断增大,使得地震数据共享和数据服务面临的困难越来越大。针对这个问题,提出了基于PowerDesigner建模工具对已有的地震数据模型进行优化的过程方法。并将此方法初步应用于现有的1/400 万活动断层GIS数据库中,针对该库目前存在的问题,实现了对断层数据模型的优化,结合具体的实例,应用了优化后的断层数据库。同时,将优化前后的断层数据物理模型进行了对比分析,表明优化后的模型使用起来更加灵活、方便,数据描述更加准确,数据之间的关系更加清晰,数据约束更加规范、完善,能够满足地震工作者不同的需求,为今后的地震数据共享和数据服务奠定了良好的基础。

基于星载合成孔径雷达差分干涉测量技术(D-InSAR),利用7个条带共112景日本ALOS/PALSAR raw格式雷达数据,采用两通差分干涉处理模式,获取了2008年5月12日汶川M_S8.0地震发震断层周围约450km×500km区域的同震形变干涉纹图。通过对干涉纹图的定性分析,确定了非相干带的分布范围,据此对相位连续条带和相位不连续条带采用不同的相位解缠方案,实现了7个条带的成功解缠,获得了数值化的干涉形变场图像,并通过形变等值线和跨断层形变剖面线等方法对干涉形变场的空间分布和演化特征进行了分析。结果表明:汶川地震造成的地表形变场沿映秀-北川断裂带分布,形变范围很大,但主要集中在发震断层南北两侧各约100km的近场区。其中断层附近由西向东宽约30~15km,长约250km的区域为非相干带,是本次地震中变形最强烈并伴有地表破裂发生的区域,其形变梯度已超出InSAR测度能力。在非相干带两侧宽度各约70km,具有清晰可辨连续完整并向发震断层收敛的包络状干涉条纹区域是次一级形变区,距离发震断层越近,形变梯度和幅度越大,其视线向位移为北盘沉降,南盘抬升。相对于数据条带南北边缘,北盘最大累积沉降量约-110~-120cm,出现于汶川和茂县东北,在理县南震中附近也有一大面积沉降区,沉降位移约为-55~-60cm。南盘最大累积抬升量约120~130cm,出现在映秀西侧震中区,都江堰北及北川附近。南北盘之间的相对最大形变量约240cm,出现在映秀西侧震中附近及都江堰北。在发震断层两侧距非相干带各约70km以外的远场区,干涉条纹稀少,形变量很小,仅在±10cm以下。跨断层形变剖面表明,断层附近及其上盘形变梯度差异大,变形非均匀性突出,而下盘形变过程相对平稳。这些形变差异反映了断层活动的非均匀性及逆断层变形的复杂性。分析认为汶川地震发震断层的运动模式是上下盘相对逆冲运动。

采用7条地震前后日本ALOS/PALSAR整轨数据,利用D-InSAR技术提取了2008年5月12日四川汶川地震500km×450km的地表连续同震形变场。形变场覆盖了金川—石棉、黑水—乐山、松盘—彭山、南坪—简阳、康县—重庆所有区域,包括了理县、汶川、茂县、北川、青川等重灾区域。结果显示,整个形变场影响范围较大,四川盆地出现了不同程度的地表形变。发震断层附近的非相干区域显示此次地震地表主破裂带在北川-映秀断裂带上,可以追踪出地表破裂带从汶川县映秀镇西南震中附近一直到青川县苏河北侧,全长约为230km。在发震断层西南段汶川至茂县一带,非相干条带的宽度明显大于其它段落,这与彭县-灌县断裂(前山断裂)的都江堰—安县段地表破裂段密切相关,地表破裂带长约70km。在远离发震断层的区域,西北盘总体表现为抬升,东南盘表现为沉降。但在发震断层附近,断层两侧均表现为局部抬升,且沿断层形变量分布很不均匀,表现出较强的分段性,显示出发震断层以逆冲为主的断层性质。从美国哈佛大学(Harvard)、美国地质调查局(USGS)与美国国家地震信息中心(NEIC)、中国地震台网中心(CENC)所给出的震中位置和发震时刻的差异来看,也反映出汶川地震破裂过程是多点破裂过程。在汶川县映秀镇西侧震中区,最大相对形变量达260cm,如果全部换算成垂直形变,则两个区域的垂直相对形变达3.3m。在雅安、峨眉山一带约有35cm的沉降区,在重庆及其南侧区域约有25cm的小范围隆起。

以ArcGIS和MapInfo为软件平台,对邓起东院士多年来潜心研究和汇总的中国活动构造数据进行了数字化处理,采用统一的坐标系统、一致的投影方式和合理的数据库逻辑结构建立了中国活动构造空间数据库,实现了活动断裂、活动盆地、活动褶皱等活动构造及其各类相关参数的有效管理和系统集成,实现了图形数据和属性数据的相互查询,为各地震相关研究部门和工程建设部门利用这些数据提供了极大的方便。

介绍了卫星热红外遥感在国内外火山监测研究中的应用现状,结合热红外遥感在地震中的应用成果,对利用卫星热红外遥感监测火山活动的可行性及方法进行了探讨,提出通过火山区热红外亮温旬变、月变和年变模型扣除地形地貌、岩性、植被等地表环境因素的影响,通过火山区和邻近参照区红外亮温差值运算扣除气象因素影响的火山活动性热红外异常提取方法。并以长白山火山为例,利用1999、2003和2004年的NOAA卫星影像资料,对长白山火山及周围地区的热红外影像特征进行了分析解译,对长白山火山区与外围参照区的红外亮温年变差异进行了统计分析。结果表明:1)长白山火山区的红外亮温分布特征在空间上主要受地形控制,总体表现为以天池为中心,向外围逐渐升高的漏斗状,天池则是低温背景上的明显高温标记。在时间上,长白山火山区红外亮温的演变过程主要受季节变化的影响,具有明显的夏高冬低年变特征。2)相对于1999年,2003和2004年长白山火山区均显示出明显的升温趋势,升温幅度可达2K左右。我们认为这可能是近年来天池火山活动性逐年增强的反映。这也意味着利用卫星热红外遥感监测火山活动性将是行之有效的新途径,也是值得深入研究的课题。

编制全国性的地震动参数区划图,涉及到多个学科的大量与空间位置有关的信息,需要对海量空间数据进行有效的存储、处理与统计分析。GIS信息技术适用于存储、管理、分析与表述各种带有空间分布特征的信息。文中介绍了在中国地震动参数区划图编制工作中“GIS信息系统设计专题”的成果。该专题所设计的系统,可充分利用GIS信息技术的各项功能,对编制地震区划图所使用的各种数据从输入、编辑、处理、分析、图形绘制到输出进行系统的、科学的可视化分析与管理。中国地震动参数区划图GIS系统的数据库分为3个子系统1)地震环境及潜在震源区子系统;2)地震动基础资料及衰减关系子系统;3)地震动参数概率计算结果子系统。

一些研究者认为地震前卫星热红外增温与地球排气有关。因此,能否在卫星影像上观测到排气现象就成了一个关键问题。作者选择了2个确实发生排气现象的地点,一个在发生了高压高浓度井喷的重庆开县事故现场,另一个在昆仑山口西8.1级地震后持续排气的震中附近。分析了排气发生前后的卫星热红外影像特征,获取了排气过程在热红外影像上的异常反映,进而对地球排气现象及其用卫星热红外监测的可行性进行了一些初步探讨。结果表明,井喷事故冒出的气体和气体点燃后产生的大火均在热红外影像上有明显的反映,可以用热红外遥感探测得到。而昆仑山口西8.1级地震后沿断裂带的冒气现象在热红外影像上反映不太明显,靠目视解译很难发现与冒气有关的影像异常,但从亮温值的对比分析看,无论是震前的1999年还是震后的2003年,地面冒气地点的亮温值均较周围略偏高。

文中介绍了井壁崩落法地应力测量的基本原理和方法,并利用此方法对辽河油田大民屯凹陷地区 15口井的地层倾角测井资料进行了统计和分析,绘制了崩落椭圆长轴优势方位图。结果表明,该地区井壁崩落椭圆的长轴优势方位为350°～10°,由此确定的最大主应力方向为80°～100°,平均为90°,与用震源机制解得出的结果基本相符,说明该地区的构造应力场方向比较稳定,处于同一构造应力场的作用之下。

利用GIS软件组件建立了工程地震WebGIS系统.该系统采用浏览器/服务器体系结构,实现了工程地震空间信息的网络共享和初步的协同工作.用户可以直接从网上通过浏览器来浏览、查询、分析和使用工程地震研究中的各类空间数据及GIS应用,同时还可以将需要的数据下载到本地机上使用或将自己的研究成果提交到远程服务器上发布,以实现共享.对地图在网上的传输显示速度问题和系统的安全性问题也采取适当的措施给以解决.