利用InSAR技术提取大柴旦两次Mw 6.3级地震同震和震后滑移的时空演变

On November 10, 2008 and August 28, 2009, two Mw 6.3 earthquakes with only a few kilometers apart occurred in Dachaidan zone located at the northeastern margin of the Qinghai-Tibet Plateau. Such a small region in less than a year experiencing two Mw 6.3 earthquakes, is relatively rare around the world. The related scientific issues give human opportunities and challenges to understand the tectonic activity in the region. InSAR technique has been widely used in earthquake study. However, we still do not see: 1) the method of the time series analysis by considering the decay characteristic of the postseismic deformation and the existence of the gross observation; 2) the comprehensive study about the coseismic and postseismic deformation of the two Dachaidan earthquakes. This project aims to jointly determine the temporal-spatial evolution pattern of the coseismic and postseismic slip of the two events with the use of InSAR technique. Research is mainly focused on three parts. The first is the method of InSAR time series analysis by considering the nonlinear decay characteristic of the postseismic deformation and the existence of the gross observation. The second is the extraction of the coseismic and postseismic displacements of the two events with high temporal-spatial resolution and precision. The final is the joint determination of the temporal-spatial evolution pattern of the coseismic and postseismic slip of the two events. The research results can provide a quantitative basis for explaining the developing and occurring processes of the two events, enhance the application level of the InSAR technique in the earthquake study, and accelerate the development of the earthquake science in China.

2008年11月10日和2009年8月28日，位于青藏高原东北缘的大柴旦地区在相距仅几公里的空间内先后发生两次Mw 6.3级地震。如此小的空间在不足一年时间内复发Mw 6.3级地震，在全球范围内比较罕见，相关的科学问题为人类认识该区域的构造活动带来了机遇和挑战。InSAR技术已在地震研究中应用十分广泛，然而，至今尚未见到：1）顾及震后形变衰减特征、粗差观测的时序分析方法；2）对两次大柴旦地震同震和震后形变的综合研究。本项目旨在利用InSAR技术联合确定两次事件的同震和震后滑移的时空演变格局。重点研究顾及震后形变非线性衰减特征和粗差观测的InSAR时序分析方法、两次事件的高时空分辨率高精度同震和震后位移的提取、两次事件的同震和震后滑移时空演变格局的联合确定。研究成果能够为解释两次事件的发展发生过程提供定量依据，提升InSAR技术在地震研究中的应用水平，加速我国地震科学研究的发展。

2008年11月10日和2009年8月28日，位于青藏高原东北缘的大柴旦地区在相距仅几公里的空间内先后发生两次Mw 6.3级地震。相关科学问题为人类认识该区域的构造活动带来了机遇和挑战。项目围绕该两次地震进行InSAR观测研究，突破震后InSAR时序形变数据处理的关键技术，提取两次地震的高时空分辨率高精度同震和震后位移，揭示较小的空间区域、较短的时间间隔内复发Mw 6.3级地震的时空滑移过程。项目组改进了小基线集InSAR时序数据处理方法，开发了时序InSAR形变监测软件。发现已有研究给出的2008年地震的断层倾角偏大，联合格网迭代搜索法和最小二乘法确定了较优断层倾角及滑移分布。发现已有研究给出的2009年地震的破裂底深沿走向差异较大，顾及形变细节特征精确估计了破裂底深，进而确定了滑移分布。基于两次地震发生期间的6景Envisat SAR影像，利用改进的小基线集InSAR时序数据处理方法提取了地表形变序列，基于震后形变理论进行了余滑解释，建立了两次地震震时及期间地下断层滑移过程。采用改进的小基线集InSAR时序数据处理方法首次提取了2009年地震的震后形变序列，采用震后余滑、粘弹性松弛耦合模型解释了震后观测阶段的主导机制，确定了震后滑移的时空分布及粘度系数。提出了采用ABIC准则和形变连续性约束获取三维形变场的方法，完善了GNSS和InSAR数据融合理论，为利用卫星大地测量技术获取三维形变场提供了一种思路。在项目执行期间和支持下，项目组发表了学术论文13篇，其中SCI论文8篇，EI论文2篇；联合培养了3名硕士和3名博士；登记了1项软件著作权；获得了2项省部级科技成果奖励一等奖。项目组实现了研究目标。项目研究结果有助于解释大柴旦两次Mw 6.3级地震的发展发生过程，能够提升InSAR技术在地震研究中的应用水平，可以加速我国地震科学研究的发展。