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基于光学影像匹配技术的地震形变监测研究.pdf
第 1期 矿 山 测 量 NO.1
2016年 2月 MINESURVEYING Feb.20l6
doi:10.3969/j.issn.1001—358X.2016.01.023
基于光学影像匹配技术的地震形变监测研究
陈志阳,杨振忠 ,周思晗
(中南大学,长沙 410083)
摘要 :针对传统的水准和 GPS地震形变监测空间分辨率低、InSAR地震监测 易受失相关影响的 问
题,开展了基于Landsat8光学影像匹配的地震地表形变监测理论与方法研究,提 出了一种监测地震
形变的新方法。以巴基斯坦发生的7.7级地震为例 :采用两幅遥感影像进行精确 的配准和正射校
正;利用相关技术找 出两幅影像的同名点;在 同名点处获得对应像素在方位向和距离向的偏移量,去
除系统偏移量后,准确获得 了巴基斯坦地震的地表形变量 ;证明在地震变形监测过程 中光学影像匹
配技术具有巨大的应用潜力和前景 。
关键词 :地震形变;光学影像 匹配技术;正射校正
中图分类号 :P23 文献标识码:B 文章编号:1001—358X(2016)01—0077—03
地震主要是 由于地下深处地球 内部介质破裂、 变的新方法。将处理条带误差 的方法用到 了巴基斯
错动把长期积累起来 的能量迅速释放出来 ,以地震 坦地震形变监测 的实验 当中,并且得到 了更高质量
波的形式发散并使地表产生剧烈震动的现象 。对 同 的形变数据。
震 、震间、震前和震后 的形变监测是深刻认识地震发
1 光学影像匹配技术原理
生周期乃至地震研究的重要 内容。其 中,对 同震形
变的监测是获取同震位移 、滑动量 、断层走 向等信息 1.1 光学影像匹配地表形变监测原理简介
的重要手段 ,也是深刻认识地震发生周期乃至地震 对同一区域在两个不 同的时刻分别拍摄 (拍摄
研究的重要 内容。同时,可以帮助 了解地震灾情,确 角度差异不大)两次影像,同一个 目标点在像元坐标
定地壳形变模型和认识地震成 因。因此 ,对地震形 系下的位置存在偏移,这个偏移称为偏移量,其包括
变监测方法的研究是十分必要的。 以下几个部分 :
现有的地震形变监测技术 ,主要包括 GPS和 In- (1)固有偏移量 由拍摄位置不 同引起 (全局
SAR。国外从 20世纪 80年代 GPS技术开始用 GPS 的);
进行变形监测…。卫星导航定位系统具有高精度、 (2)几何畸变偏移量拍摄角度差异 引起 (局部
高效率、操作简便等优点,因此很快就被用于监测地 的);
球板块运动状态和地壳形变,在测绘领域得到快速 (3)目标点位移偏移量 由于 目标点在两次拍摄
运用。但是 GPS技术在监测过程 中也有一些 比较明 时间内出现位置移动引起 ;
显的弊端 ,其空间分辨率较低,在地震这类大 区域的 (4)其他因素偏移量。
形变场监测中会受到很大的约束。D—InSAR技术, 若不考虑其他 因素偏移量 ,且 固有偏移量和几
可以监测地球表面厘米级甚至毫米级 的形变 ,应 何畸变偏移量得到补偿 ,则可以通过计算 目标点在
用领域相当广泛。但是 D—InSAR只能获取雷达视 像元坐标系下的偏移来推算地面形变。
线向即距离 向的地表形变,不能全面的获取地震三 1.2 光学影像匹配地表形变监测方法流程
维形变的详细数据 ,同时它受时空去相干影响较大 , 卫星数据处理流程 :
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