利用Sentinel-1A数据反演2016年台湾地震断层的同震滑动分布
DInSAR技术获取的同震形变场,可为地震的受灾范围、地震机理研究等方面提供重要的信息,特别是同震形变数据作为约束条件,基于Okada弹性半空间位错模型反演断层的位置、走向、倾向等几何参数和断层滑动分布,对于深入理解断层活动特征和防震减灾具有重要的意义。
本文使用软件版本是ENVI5.3.1+SARscape5.2.1。
第一节:InSAR观测形变场降采样
1 准备工作
Taiwan_S1A__reflat_disp
——传感器观测方向的形变,即LOS方向上的形变。
Taiwan _S1A__reflat_disp_ALOS
——视线方位角,正值是正北的顺时针方向,负值是正北的逆时针方向。
Taiwan _S1A__reflat_disp_ILOS
——视线入射角,视线与水平面垂线的夹角。
Taiwan _S1A__reflat_disp_dem
——重采样到制图输出分辨率上的参考DEM数据,经过地理编码,范围和输出的SAR产品一致。
2 反演区选取
形变图进行linear拉伸显示,创建矢量图层圈定形变场(小区域)和模型反演范围(大区域)
编辑矢量文件的属性,分别设置大区域格网2000米,小区域格网1000米
3 InSAR观测形变场降采样
得到降采样矢量文件,可以查看采样值属性。
编辑矢量文件的属性,对形变值进行彩色渲染
得到采样结果:
注意事项:
为了便于操作练习附上数据下载路径:
链接:http://pan.baidu.com/s/1nuXC5CH 密码:tyxj
第二节 非线性反演断层参数
基于降采样得到的InSAR视线向形变场结果,采用非线性反演均匀滑动断层几何参数(经度、纬度、走向、倾向、滑动角、深度、断层的长度、宽度以及滑动量),为了准确反演,加入6个轨道参数来线性估计轨道误差。其中,采用Levemberg-Marquardt最小二乘优化算法迭代,进行9个几何参数和6个轨道参数求解。
下面介绍非线性反演的过程:
1 数据导入
2 CMT几何参数区间查询
输入CMT网址:www.globalcmt.org/CMTsearch.html,设置好查询开始时间和查询天数。
下图为得到查询结果,复制查询得到的地震编号。
3 模型区间设置
根据在CMT中查询得到的地震编号,查询CMT给出的建议区间参数。
设置好区间参数,点击Start,软件将根据预设的区间进行最优解搜索。
搜索结束,获得搜索结果,此时,对比得到结果与设置区间参数,如果结果在区间的上限或者下限,需要适当扩大搜索范围,不断调节参数,直至得到合适搜索区间。
经过不断调整参数区间,最终确定区间为:
得到非线性反演结果为:
得出的地震矩为Nm,震级为6.4级
注意事项:
致谢:
第三节 线性反演断层参数
在上一节中已经通过非线性反演获得均匀滑动断层几何参数(经度、纬度、走向、倾向、滑动角、深度、断层的长度、宽度以及滑动量),本节基于以上结果采用线性反演获得断层精细滑动分布。其中,为了准确反演,同样加入6个轨道参数来线性估计轨道误差;采用固定滑动角,结合非负最小二乘算法求解。
下面介绍线性反演过程:
1 数据导入
2 线性反演参数设置
将非线性反演所得几何参数结果导入线性反演模型中。
设置线性反演参数,首先将反演的断层长度、宽度适当在走向和倾向延伸,使得断层滑动信息可以很好的完全显示;设置反演为固定滑动角,采用非负最小二乘进行解算;设置走向和倾向细分数,对断层进行划分;设置阻尼系数,越大反演精细断层越平滑。
3 结果展示
得出的地震矩为Nm,震级为6.5级。
将DInSAR形变场和模拟形变场叠加一起,在ArcScene显示。
将反演的断层精细滑动分布和模拟的形变场,在ArcScene显示。
4评定标准
(1)断层几何参数与机构给出结果是否符合。
(2)断层精细滑动分布与实际是否相符。
(3)DInSAR形变结果与模拟形变图是否吻合。
注意事项: