1、InSAR(Interferometric Synthetic Aperture Radar)是一種新型空間對地觀測技術(shù)，它具有高空間分辨率、高精度和面矩陣測量等優(yōu)點，受到國際地學界的廣泛關(guān)注。然而SAR采用側(cè)視成像工作方式，其形變干涉圖只含有地表形變在雷達視線向的信息，因此關(guān)于InSAR形變測量結(jié)果的解釋和應用等問題還有待于進一步研究。 本文基于InSAR成像理論，提出了利用衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)和形變模型模擬地表形變場干涉圖的方法。在

2、此基礎上，設計了三個理想位移模型并模擬得到了相應的三個不同方向的形變SAR干涉圖。對比模擬干涉圖中得到的形變位移量與理想形變模型得出：差分干涉圖對不同方位形變的敏感性存在明顯差異；對豎直向形變最敏感，距離向次之，對方位向形變最不敏感?？紤]到SAR干涉圖與GPS、精確水準測量等常規(guī)大地測量結(jié)果之間缺乏直觀可比性，同時干涉圖不便直接用于其它相關(guān)研究，本文提出了直接從三個不同視角形變干涉圖中獲取三維形變位移場的方法。為了檢驗該方法的正確性，本

3、文首先采用數(shù)值模擬方法模擬了三個不同視角的同一形變場的SAR．干涉圖，然后利用相位場解纏算法得到了形變場在三個不同視向的位移量，再通過矢量分解獲取了形變位移場的三分量。結(jié)果顯示：反演得到的地表形變位移三分量基本能再現(xiàn)形變場模型，且三個分量的誤差均小于15％。理論和模型計算表明利用形變干涉圖直接獲取形變位移三分量是可行的。 基于文章提出的直接從三個不同視角的形變干涉圖中計算三維形變位移場的方法，本文獲取了2003年伊朗Barn地震

4、的三維同震形變位移場。利用歐空局提供的7景Bam地震的Envisat衛(wèi)星SAR數(shù)據(jù)，采用差分干涉算法處理獲取了兩幅降軌同震形變干涉圖和一幅升軌震后形變干涉圖。兩幅降軌同震形變干涉圖中干涉條紋的大小和形狀都比較類似，說明它們反映的幾乎是同一形變位移場。由于生成這兩幅降軌干涉圖的主像相同，而從像視角略有差異，因此可以認為這兩幅形變干涉圖是視角不同的同一地表形變干涉圖?；谝陨戏治?，本文通過配準干涉像對的幅度影像，獲取了形變位移場在方位向的分

5、量，然后將其分解得到了地震形變水平位移場，結(jié)合從解纏相位場中得到的雷達視線向位移，獲取了形變位移場的豎直向分量。水平位移場顯示Bam地震主斷層為隱伏右旋走滑斷層，這與整個區(qū)域的大地構(gòu)造背景相吻合。同時根據(jù)水平位移矢量的方向差異，我們勾繪出了該隱伏的地震斷層在地表的走向和格局，顯示Bam地震對應的隱伏斷層呈“Y”字形分布，與Nakamura 2005給出的結(jié)果基本吻合。結(jié)果證實了從兩個不同視角的干涉像對和形變干涉圖中獲取形變位移三分量的可

6、行性。由于干涉像對的基線和時間間隔過長以及大氣擾動等干擾因素的影響，實際的InSAR干涉圖常含有大量噪聲。大多數(shù)常用去噪算法直接對干涉圖操作，但是在很多情況下不但去噪效果不好，而且會導致有用信息的損失或歪曲。利用小波多分辨分析能有效刻畫噪聲等非平穩(wěn)信號并使噪聲趨于白化的特點，本文提出了以小波包變換為基本算法，利用Wiener濾波器在小波域?qū)透缮鎴D實部和虛部分別去噪的新方案。通過選用不同的小波基函數(shù)和加噪模擬干涉圖實驗發(fā)現(xiàn)：Daubec

7、hies小波和雙正交樣條小波干涉圖去噪效果相當，多級小波包分解去噪比一級小波包分解效果更好，但會損失相對較多的邊緣信息。為了進一步檢驗本文方案的有效性，我們采用本文方案、Wiener濾波方法和小波包軟閾值法對兩幅含噪水平不同的實際干涉圖進行了實驗。結(jié)果表明在小波域采用Wiener濾波方法既能有效消去干涉圖中噪聲，又能最大限度的保留干涉圖的邊緣信息，去噪效果明顯優(yōu)于后兩者。 為了解決人口稀疏和地震觀測能力不足地區(qū)的地震定位問題，嘗

8、試了利用InSAR準確測定地震震中位置的方法。目前，基于InSAR技術(shù)定位地震震中還很不成熟，尚在發(fā)展之中。對于強烈地震而言，震中地區(qū)地表破裂區(qū)域較大，破壞嚴重，地面形變格局復雜，故在震中區(qū)域的InSAR干涉條紋不清晰，很難準確確定震中位置。而對于小地震，地表形變往往太小，或是InSAR數(shù)據(jù)獲取時間間隔過大，采用差分干涉方法不能有效地監(jiān)測。中等強度的淺源地震對應的地面形變較為平緩，其SAR數(shù)據(jù)相對于強烈地震和小地震來說相干性較好，同震形

9、變場干涉圖噪聲小、條紋比較清晰。通常距離震中越遠形變越小，干涉圖的條紋率越低，因此可以根據(jù)形變場干涉條紋的分布來確定震中位置。本文利用1999年3月15日新疆庫車Mw5.4地震的三景SAR數(shù)據(jù)，對基于InSAR技術(shù)定位地震震中進行了探索性研究。首先利用SAR數(shù)據(jù)生成了庫車地震同震形變場差分干涉圖，然后采用精確的地理編碼方法對差分干涉圖進行地理編碼，從而得到具有大地坐標的形變場干涉圖。不過，庫車地震的三景SAR．數(shù)據(jù)組成的像對時間基線距比

10、較大，干涉圖中大部分區(qū)域失相干嚴重，本文只能根據(jù)同震形變場差分干涉圖中僅存的干涉環(huán)分布，初步確定庫車地震震中位置為(82°36′E，41°53′N)。這一結(jié)果與Harvard大學給出的震中位置相距20公里左右，與新疆地震局、USGS給出的震中位置僅相差1.5公里左右的距離，并且本文的定位結(jié)果位于該地震等震線的最內(nèi)層之中，表明InSAR方法定位結(jié)果基本上是可信的。由于本文所采用的SAR數(shù)據(jù)受到限制，沒有得到高質(zhì)量的地震同震形變干涉圖，使I