集集地震同震变形研究-交通大学.PDF

第六章 集集地震同震變形研究 雷達干涉技術在地震災害的應用中，可以快速且全面的獲取高精度的地表變形資 訊，本研究以 ERS-2的衛星雷達影像，利用差分干涉的技術來偵測集集地震的地表變形 情形，配合 GPS的調查資料，探討該項技術在多植被的台灣地區應用的可行性及其精 確度。 為能確實的比較所獲得的結果，將 GPS量測所測的點位變動資料，經內插處理及 座標轉換後，形成雷達座標系統之干涉條紋圖，然後與雷達干涉處理所獲得之結果進行 比對，經檢驗後顯示兩者干涉條紋的變化情形相當一致。本研究並利用 GPS 在水平方 向具有高精度的特性，將 GPS的水平資料當約制條件，求解出差分干涉技術的垂直變 形量，並將此垂直變形量與 GPS 垂直變形量相互比較，亦獲得良好的結果。 6.1簡介 雷達干涉技術係利用兩幅同一地區不同時間 (位置所拍攝的影像作干涉處理，此方) 法能產生高精度的數值地形模型[Zebker and Goldstein, 1986; Madsen et al., 1993] ，更能利 用差分干涉技術，獲得地表的變形量 [Massonnet et al., 1993; Zebker et al., 1994a] 。該項技 術目前主要應用於地震變形及地表下陷偵測等研究領域 [Massonnet and Feigl, 1998; Rosen et al., 2000] 。 在地震的變形監控部份，傳統的方法係利用測量技術量測每個點位的變動情形，其 所須的時間及人力都相當的龐大，近年來隨著 GPS 科技的發達，雖然可以較快速的獲 得各個點位的高精度變形資料，但是仍需相當的人力且僅能獲得點位的變形資料。而利 用衛載的雷達資料進行監控，可利用衛星的在固定軌道上運轉，會週期性的拍攝各地區 影像的優勢，而不必擔心缺乏地震前資料的問題；另外因雷達具有穿透雲層的特性，能 在天候不佳時拍攝影像，且影像涵蓋大區域的範圍，可以獲得大區域且全面性的資料， 配合差分干涉的技術可以獲得高精度的資料。因此以雷達差分干涉技術應用在地震變形 的應用上，是一項強而有力的工具 [Zebker, 2000] 。 99 1999 年 9月 21日 1:47 am 於台灣中部集集附近地區發生了規模 Mw 7.6的強烈地 震，震央位於北緯 23.85° ，東經 120.78° ，此為台灣地區近年來規模最大的地震，造成 人民傷亡及嚴重的財產損失。根據遠域資料分析本次地震之震源錯動面積高達 4,000 平 方公里，其地表變形的調查結果顯示，在車籠埔斷層及大茅埔斷層間變形量非常嚴重， 而其較規律的部份則是車籠埔斷層東側的部份有比較大位移量，而在車籠埔斷層西側的 位移量則比較小。 震後，有許多學者利用 GPS及 D-InSAR 技術來偵測地表的變形情形，首先發表量 測結果的張嘉強教授以 99個 GPS 站的水平資料，計算得點位的水平位移量約為 0.1 m 至 8.5 m[Chang, 2000] 。楊名教授蒐集了285個 GPS點位地震前後的變動資料，結果顯 示垂直方向最大位移量為 4 m ，水平位移量最大達到9 m [Yang et al., 2000] 。余水倍先生 則利用從 1992 年至 1999 年每年週期性的控制點來預估地殼變動情形，並以震後 3個月 的 GPS現地實測資料估計地震同震變形量，量測結果上盤水平位移量 1.1 至 9.1 m ，下 盤的水平移動量較小，為 0.1 至 1.5 m ；上盤的垂直變動量為1.2 至 4.4 m ，下盤則下陷 0.02 至 0.26 m[Yu et al., 2001] 。 有關雷達差分干涉技術在集集地震同震變形相關的研究，Suga 等(2001)在震後分別 以 1999/1/21 、1999/9/23及 1999/5/6 、1999/9/23 兩個不同時間對的影像，進行干涉的處 理。研究結果顯示，在雷達視距方向的最大變形量約為 22 cm 。研究成果並以成大的GPS 資料進行驗證，證實斷層下盤的位移量為向右移動，上盤的變動量為相左移動，移動的 型態一致。該文為震後最先發表的地震變形干涉圖，僅以變形趨勢驗證與 GPS的量測 結果一致，並未進行干涉處理的精度比較及評估。