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张成龙 李振洪 张双成 王建伟 占洁伟 李鑫泷 刘振江 杜建涛 陈博 孟岭恩 朱武 付鑫 余琛 周保 隋嘉 赵利江 王祖顺 辛兵厂 徐江明 张勤 彭建兵 《武汉大学学报(信息科学版)》2022,47(8):1257-1270
2022-01-08中国青海省门源县发生Mw 6.7地震,直接导致兰新高铁受损停运,引起了国内外的高度关注。为了评估交通网的受损情况,提出一种综合光学遥感影像、合成孔径雷达（synthetic aperture radar, SAR）影像、无人机影像和激光雷达（light detection and ranging, LiDAR）数据解译地震地表破裂带的技术框架。针对此次门源事件,首先,获取高分1号（GF-1）、高分7号（GF-7）、Sentinel-2光学遥感影像和Sentinel-1A SAR影像,根据GF-1和GF-7光学遥感影像确定地表破裂带的空间分布特征,并利用光学像素偏移量技术估计东西向和南北方向二维地表形变场;其次,利用SAR像素偏移量技术获取距离向和方位向地表形变场, 同时利用差分干涉技术获取雷达视线向的地表形变(即距离向);然后,采用运动结构恢复技术处理无人机影像获取高精度的数字地表模型;最后,综合利用上述信息精确确定地震地表破裂的空间分布和地表形变特征。结果表明,此次地震东西向最大形变量约为2.0 m,距离向最大形变量约为1.5 m,该破裂带总长约为36.22 km。结合门源地区公路交通网,基于机器学习方法支持向量机模型对历史地质灾害点的分布以及地表破裂带进行分析,发现此次地震对高速公路带来的影响最大,对乡道的影响最小;交通干线G0611和G338东南段具有很高的灾害风险。所提技术框架可精密地解译地表破裂,在地震减灾中直接发挥作用。 相似文献
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地震的三维形变对地震断层特征解释具有重要意义.分别使用哨兵1号升轨和降轨影像进行像素偏移量追踪获取2019年Ridgecrest地震序列的卫星距离向和方位向上的二维形变,结合SAR卫星两方向与地表三方向之间的几何关系,通过加权最小二乘方法解算该地震的三维形变.最终的三维形变结果表明本次地震产生了多个较大的地表破裂,形变... 相似文献
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影像配准是雷达立体摄影测量技术获取数字高程模型的一个关键步骤,也是一大难点。为了能够自动而又稳健地获取高精度的立体SAR像对配准结果,文中设计一种基于粗DEM、距离多普勒SAR构像模型和基于区域逐级窗口的立体SAR像对配准方法。该方法采用距离多普勒SAR成像模型和粗DEM获取像素级的粗略配准结果。在此基础上,采用基于区域的逐级窗口配准方法获取高精度的配准结果。文中最后利用立体SAR像对进行实验研究。实验结果表明,设计的立体像对配准方法可行,其配准精度可以达到子像素级,距离向为0.3像素左右,方位向为0.1像素左右,完全能够满足雷达立体测图的要求,而且该方法还具有很好的稳健性。 相似文献
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基于GIS的InSAR结果分析方法及在汶川Mw7.9级地震同震解释中的应用 总被引：2，自引：1，他引：1
利用GIS对InSAR结果进行分析可以更全面地解释地表形变机制。介绍了利用GIS对SAR影像进行裁剪、切割和拼接处理、剖面和等值分析的方法。在此基础上,以汶川Mw7.9级地震为例介绍了基于GIS的InSAR结果分析方法在地震形变机制解释方面的应用:①根据InSAR距离向偏移量和同震形变场,利用GIS技术提取了汶川Mw7.9级地震发震断层的地表迹线;②将基于位错模型正演得到的视线向形变场与InSAR同震形变场进行比较,得到了汶川地区InSAR同震形变场的上盘和整体改正数,进一步借助GIS进行修正得到了更为真实的InSAR同震形变场;③利用2D/3DInSAR同震形变场、干涉纹图和剖面分析结果对汶川Mw7.9级地震同震形变特征进行了具体分析和解释。 相似文献
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精密轨道支持下的哨兵卫星TOPS模式干涉处理 总被引：1，自引：1，他引：0
哨兵卫星采用TOPS模式成像,为确保影像干涉相位偏差小于3°,方位向配准精确度需达到0.001个像素。本文论证了哨兵卫星精密轨道条件下进行几何配准即可达到较高的配准精度,满足增强谱分集进行方位向残余偏移量估计的前提条件,并基于DORIS软件实现哨兵卫星TOPS模式影像的几何配准和增强谱分集优化配准处理。地表方位向形变等信号可导致Burst干涉图之间发生相位跳变,并对增强谱分集估计几何配准残余偏移量时产生干扰,本文开展了相关的理论分析和数据处理试验,提出粗差探测方法消除相位跳变对增强谱分集配准的干扰。 相似文献
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针对D-InSAR地震形变监测中存在LOS(line of sight)视线向模糊的问题,该文构建了一种融合升降轨不同视线向干涉测量数据获取三维同震形变场的方法。以2017年九寨沟M_S7.0级地震为例,基于研究区的Sentine1_1A数据和SRTM(1″)DEM数据,采用二轨差分的D-InSAR技术,融合升降轨LOS向以及自定义视线向的干涉测量数据进行联合解算,获取了研究区三维同震形变场,解决了单一轨道雷达LOS提取结果不能准确反映地表三维形变场的问题。实验表明,此次地震造成了震中附近一定范围地表的沉降和东南向的滑移,并通过震区形变剖面图和形变等值线图,分析了形变场的空间分布以及此次地震所造成地表断裂的位置,认为此次地震与塔藏断裂、虎牙断裂存在关联性,其运动形式为主动盘逆冲的走滑型地震。 相似文献
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提出了一种无需外部数据的新同震形变偏移量计算流程。以2003年伊朗巴姆里氏6.6级地震为例,利用两景震前无形变数据证明了新方法的精度较传统方法提高了0.224个像素。利用震前震后两景数据计算了方位向同震形变场,与Okada模型模拟得到的方位向同震形变进行了比较。 相似文献
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为了实现SAR图像区域网平差时连接点的自动稳健提取,面向相同侧视方向、近似平行轨道的异轨SAR图像,针对其方位向相对几何畸变较小、距离向相对几何畸变较大的特点,提出一种采用差异化约束的SAR图像连接点提取方法。该方法在构建SAR图像影像金字塔的基础上,采用增大方位向边长的长方形匹配窗口由金字塔顶层向下逐层进行相关系数匹配,利用方位向强约束、距离向弱约束的差异化随机采样一致性算法剔除误匹配点,并利用方位向全局双线性变换模型与距离向局部双线性变换模型进行下层金字塔影像的匹配点位预测。采用Envisat ASAR图像和国产机载SAR图像分别进行了连接点提取试验,验证了本文方法的有效性。 相似文献
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2022年1月8日青海省海北州门源县发生Ms 6.9地震,震中位于青藏高原东北缘祁连-海原断裂中段,属历史地震空区,基于多源合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）遥感数据研究该地震的破裂模式对理解青藏高原东北缘构造变形机制、应变释放过程以及地震危险性评估具有重要意义。首先利用Sentinel-1数据和合成孔径雷达差分干涉测量（differential interferometry synthetic aperture radar,D-InSAR）技术获取了门源地震的同震形变场,视线（line of sight,LOS）向形变场显示此次地震造成了约20 km长的地表破裂,最大形变约0.75 m;然后基于Sentinel-2卫星数据,利用光学影像配准和相关技术获取了本次地震的东西向同震形变场,最大同震位移达2.5 m;最后基于均匀弹性半无限位错模型,以LOS向形变场为约束反演了断层的滑动分布模型。结果显示,门源地震是一次典型的左旋走滑型地震,地震破裂主要集中在0~10 km深度范围,最大滑动量3.25 m,滑动角10.44°,对应深度4.89 km;反演给出的矩震量为1.07×1019 N·m,对应矩震级Mw 6.6。结合野外考察和地质资料,初步判定发震断裂为冷龙岭断裂,并引起托莱山断裂发生同震滑动。同震库仑应力结果显示,冷龙岭断裂东段和托莱山断裂西段应力状态为加载,未来具有发生强震的风险。 相似文献
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《International Journal of Digital Earth》2013,6(12):1197-1213
ABSTRACTThe new land observation satellite Sentinel-1A was launched on 25 April 2014 with a C-band synthetic aperture radar (SAR) sensor, which has the significant enhancements in terms of revisit period and high resolution. The Mw 6.1 Napa, California earthquake occurring on 24 August 2014, almost 4 months after the launch, is the first moderate earthquake imaged by the Sentinel-1A. This provides an opportunity to map the coseismic deformation of the event and evaluate the potential of Sentinel-1A SAR for earthquake study. Two techniques including the interferometric SAR (InSAR) and pixel offset-tracking (PO) are, respectively, employed to map the surface deformation along the radar line of sight (LOS), azimuth and slant-range directions. The cross comparison between Sentinel-1A InSAR LOS deformation and GPS observations indicates good agreement with an accuracy of ～2.6?mm. We further estimate the earthquake source model with the external COSMO-SkyMed InSAR and GPS data as constraints, and forward calculate the surface deformation as cross validation with the Sentinel-1A observations. The comparison between the observed and modeled deformation shows that the Sentinel-1A measurement accuracy can achieve 1.6?cm for InSAR technique along LOS direction, and 6.3 and 6.7?cm for PO along azimuth and range directions, respectively. 相似文献
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Guoxiang Liu Jonathan Li Zhu Xu Jicang Wu Qiang Chen Huixin Zhang Rui Zhang Hongguo Jia Xiaojun Luo 《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》2010
The Ms8.0 Wenchuan earthquake (in China) occurred on 12 May 2008 as a result of slip on the northeastern-striking Longmen Shan (LMS) faults beneath the rugged margin between the Qinghai-Tibet Plateau and Sichuan Basin. The catastrophic event caused significant surface ruptures and permanent ground displacement in a wide area. This paper concentrates on mapping surface deformation caused by the main shock with the interferometric synthetic aperture radar (InSAR) technology. The coseismic interferogram covering an area of over 83,000 km2 is computed with use of 46 SAR images that were collected along 6 adjacent ascending orbits by the L-band SAR sensor onboard the Japanese Advanced Land Observing Satellite (ALOS). The displacements measured at 16 GPS sites are used to check the accuracy of the InSAR deformation measurements. The radar coherence is computed and analyzed in relation to the topography and the normalized difference vegetation index (NDVI) estimated from the Landsat-7 imagery. The results show that the coseismic surface deformation can be mapped up to a centimeter-accuracy level even over the highly mountainous and heavily vegetated area with the L-band interferometer. It is also demonstrated that the L-band interferograms with time interval of months to years can still maintain acceptable radar coherence for deformation extraction over the area under the extreme conditions. The extracted InSAR deformation measurements show that the lands in the Sichuan Basin had moved 0.1–1.3 m toward the satellite along the radar line of sight (LOS) direction with an azimuth of 349.8° and an elevation angle of 51.3°, while the lands in the LMS area had moved 1.4 m at most away from the satellite. 相似文献
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InSAR由于大范围、高精度、全天候等优势,被广泛应用。但InSAR局限于监测视线向形变,无法观测方位向形变。多孔径干涉测量技术(MAI)作为一种监测方位向形变的有效技术得到广泛应用,其精度可达厘米级。该技术对监测快速,激烈的地表形变更为有效,如冰川流速、同震形变等。文中利用MAI-InSAR技术,选用日本ALOS卫星PALSAR数据,监测玉树Mw=6.9地震的2-D同震形变场,获得有益的结论。 相似文献
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高精度同震三维形变场对于研究地震变形模式、震源机制等具有重要意义。设计并实现了一种联合地震位错模型和扩展融合大地测量、卫星形变观测、应变张量估计(extended simultaneous and integrated strain tensor estimation from geodetic and satellite deformation measurements, ESISTEM)方法的新方法,以2021年Ms 6.4漾濞地震为例,利用哨兵1号A、B星(Sentinel-1A/B)升、降轨影像获得该地震的合成孔径雷达干涉测量形变场,利用地震位错模型正演得到的南北向形变分量进行约束,成功提取了该地震完整的同震三维形变场及应变场。结果表明,漾濞地震断层西南侧主要向西、向北运动,最大形变分别为4.8 cm、9.5 cm;东北侧主要向东、向南运动,最大形变分别为7.4 cm、4.6 cm;垂直向抬升、沉降的最大值分别为3.6 cm、3.4 cm;发震断层以右旋走滑运动为主,兼有少量正断分量;发震断层区域受到显著的膨胀、剪切和旋转作用。 相似文献
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利用环境卫星（Environmental Satellite,Envisat）的升、降轨数据在地震破裂模型约束下获取2007年阿里地震的高质量同震地表三维形变场。首先,对合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）影像进行差分干涉处理,得到地震造成的视线向同震地表形变场;然后,以地震破裂模型为约束条件,采用赫尔默特方差分量估计法来解算阿里地震的高质量地表三维同震形变场。结果表明,震中区域最大下沉达约4.7 cm,东西向位移较小,南北向呈挤压趋势。总体上,三维形变的特征表明阿里地震是一个以正倾滑为主兼少量右旋走滑运动的地震事件。 相似文献
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利用哨兵（Sentinel）-1A卫星升、降轨影像,在地震位错模型约束下获取了2017年九寨沟Mw 6.5地震的高质量三维形变场。首先,利用合成孔径雷达干涉测量技术（interferometric synthetic aperture radar,InSAR）提取九寨沟地震升、降轨同震形变场;然后,通过“两步法”反演获取该地震发震断层的几何参数和分布式滑动模型,以此为约束,采用方差分量估计算法联合解算九寨沟地震三维形变场。结果表明,九寨沟地震同震三维形变场以水平位移为主,垂向形变较弱;南北向形变呈拉张趋势,断层上盘向南、下盘向北滑动,最大位移分别为－19.81 cm和14.38 cm;东西向形变不对称性明显,断层上盘西北部向东水平运动,最大位移为18.37 cm,下盘东南部向西运动,最大位移不足8 cm。将南北、东西向形变与6个全球导航卫星系统（global navigation satellite system,GNSS）台站观测数据进行比较,两者一致性较好且均方根误差较小,分别为1.44 cm和1.77 cm,表明联合升、降轨InSAR观测和地震位错模型约束构建同震三维形变场方法具有较高可行性,显著降低了大地测量数据不足、InSAR观测对南北向形变不敏感等问题的影响。 相似文献
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随着人们对大尺度地形信息与地表环境变化监测需求的提升,以及哨兵1号（Sentinel-1A）、大地2号（ALOS-2）等合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）卫星的宽幅模式数据不断获取,宽幅雷达干涉测量（SAR interferometry,InSAR）技术已成为大尺度地形测绘、地球动力学（地震、火山、滑坡等）与人工地物结构健康监测等领域的研究热点。分析了两类宽幅SAR数据,即扫描（ScanningSAR,ScanSAR）模式与逐行扫描地形观测（terrain observation by progressive scans SAR,TOPSAR）模式开展干涉测量的主要限制条件与解决方法,探讨了宽幅InSAR形变监测关键误差估计与改正方法、时间序列分析技术与方位向位移观测技术,并给出2008年矩震级Mw 7.1新疆于田地震同震、震后形变监测应用。随着宽幅SAR数据的不断积累,宽幅InSAR大地测量学有望得到深入发展与应用。 相似文献
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利用Sentinel-1A卫星升轨、降轨合成孔径雷达影像数据,提取了2016年门源Mw5.9级地震的高精度合成孔径雷达干涉同震形变场,利用单纯形法和非负最小二乘法反演确定了地震断层几何和滑动分布,并构建了区域断裂带的深部几何形态模型。结果表明,门源Mw5.9级地震同震形变以地表抬升为主,沿升轨、降轨视线向的最大值分别为5.3 cm、7.1 cm;地震断层走向、倾角分别为133°、43°;地震滑动以逆冲为主,主要发生在地下6.14~12.28 km处,最大滑动量约0.5 m,平均滑动角为66.85°,地震矩为1.0×1018 N·m（Mw5.94）;形变观测拟合残差均方根为0.36 cm;区域断裂带的深部几何形态以花状构造为特征,整体倾向南西,门源地震发震断裂为花状构造中未出露地表的盲断层。相关成果能够为研究区域地壳运动与变形、活动断裂与地震孕育发生等提供参考。 相似文献
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Ground settlement monitoring based on temporarily coherent points between two SAR acquisitions 总被引：2，自引：0，他引：2
Lei ZhangXiaoli Ding Zhong Lu 《ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing》2011,66(1):146-152
An InSAR analysis approach for identifying and extracting the temporarily coherent points (TCP) that exist between two SAR acquisitions and for determining motions of the TCP is presented for applications such as ground settlement monitoring. TCP are identified based on the spatial characteristics of the range and azimuth offsets of coherent radar scatterers. A method for coregistering TCP based on the offsets of TCP is given to reduce the coregistration errors at TCP. An improved phase unwrapping method based on the minimum cost flow (MCF) algorithm and local Delaunay triangulation is also proposed for sparse TCP data. The proposed algorithms are validated using a test site in Hong Kong. The test results show that the algorithms work satisfactorily for various ground features. 相似文献