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论文中英文摘要

作者姓名:陈国浒

论文题目:长白山天池火山形变监测与模拟研究

作者简介,男,年月出生,年月师从于,于年月获学位.

InSAR技术凭借其独特的优势可以直接获取大范围的,连续空间覆盖的火山形变的定量化基础数据.

本论文分别对2景ENVISAT数据(20041015,20051104)和5景JERS-1数据(19930615,19940829,19950816,19980707,19980820)进行了分析处理.其中ENVISAT数据因为相干性差而未能获得形变场信息.对JERS-1数据进行处理,获取了一系列干涉图,差分干涉图,相干性图像和强度图等产品.其中19950816/19980820这对JERS数据的计算结果比较理想,其差分干涉图显示在1995~1998年期间长白山天池火山东南角位于朝鲜境内的间白山火山大约有6~12cm左右的隆起.尽管没有其他可以进行相互对比验证的资料和数据,但间白山地区较为频繁的地震活动,可从一定程度上证实这一区域的活动性.

在长白山地区进行了CR-InSAR技术试验研究

虽然InSAR技术弥补了以往各种测量手段(如常规水准测量,GPS测量)的不足,能够对地表进行大面积形变监测,具有很大的优势,但其局限性却也不容忽略,如时间去相干,空间去相干和大气扰动造成的延迟等问题,都会给干涉形变测量带来误差.CRInSAR和PSInSAR技术的出现有效地提高了重轨图像系列的时间相干性和空间相干性,实现了植被茂密地区的微量形变观测,测量精度也较常规InSAR测量精度有所提高.

在进行了一系列前期准备工作(包括相关地质背景资料的分析,光学影像的解译,地形地貌的分析等)后,于2006年8月在长白山天池火山周围布设了10个角反射器点,并于2007年4月13日获取了架设角反射器后的第一景ENVISAT数据,通过影像特征分析发现了7个角反射点位,没发现的三个点位海拔都在1600m以上,可能是因为影像获取时长白山积雪尚未融化所致.

利用Mogi点源模型和Okada拉张位错源模型进行反演

为了研究不同时段地下岩浆活动特点,笔者便利用1995-1998年InSAR资料,以及2002~2003年的水准和GPS观测数据进行模拟研究.

尝试了不同模型和不同模型组合,分别利用Mogi单源,Mogi双源,Okada三轴拉张模型,Mogi双源和Okada拉张模型的联合等进行反演计算.最终通过误差分析发现,Mogi双源模型拟合效果最佳,两个点源一个位于长白山天池老火山口下方7.9km处,另一个位于间白山火山下方5.5km处.Mogi双源模型还跟InSAR结果具有一定的一致性,利用双源模型正演InSAR形变场也取得了比较好的效果.创造性地利用Okada三轴拉张模型进行了反演计算,计算结果表明:三轴拉张源位于天池火山口偏北处,NNE和NWW方向拉张明显,跟深部探测资料结果对应较好,被认为是天池下方压力源更详细的状态描述.天池火山和间白山火山岩浆囊位置的连线方向与该地区一条地震活动性很强隐伏断裂的走向基本一致,推测两岩浆囊之间可能存在岩浆通道,岩浆的活动和运移可能是造成该断裂和地震活动的原因.长白山地区火山活动在时间上具有间歇性,在空间上存在迁移性.该火山区活动可能正在从初始扰动期开始向动荡期过渡,应加强火山地震,形变,水化活动性监测尤其是固定站连续观测,以预测其喷发的危险性.

关键词:D-InSARCR-InSAR长白山天池火山Mogi点源模型Okada拉张模型火山岩浆囊参数eformationmonitoringandsimulationresearchofMt.ChangbaiTianchivolcano

ChenGuoHu

ABSTRACT

ThisthesisisastudyonthedeformationmonitoringoftheTianchivolcanointheChangbaiMountainsbyusingthetechniquesofdifferentialinterferometrysyntheticapertureradar(D-InSAR)andputernumericalsimulation.UsingD-InSARtechnologythedeformationfieldof1995～1998ofJianbaishanvolcanowhichliesinthesoutheastofMt.Changbaiisobtained.TencornerreflectorshavebeedinstalledaroundMt.ChangbaiinordertocarryouttestresearchofCR-InSARtechnique.UsingthedataofGPSandlevelingsurveyingof2002-2003,theMogi'sPointSourcemodelandOkada'stensilepointsourcemodelinversionismadetoobtaintheoptimumparametersofmagmachamberintheMt.Changbaivolcano,andtheinversionresultsareappliedtoforwardsimulationofthedeformationfieldfromD-InSAR.Thisworkisonthebasisofpreviousthestudies,andthemainresultsandinnovationareasfollows:

①Investigatingthemeansofdeformationmonitoringaroundvolcanoareasandthecurrentsituationofresearch.

Deformationobservationisthemainmeanstomonitortheactivityofmagmaticandforecastvolcanoeruptions.Althoughsometectonicactivityanddeformationcannotbeatthepeakbeforeeruption,themajorityofthevolcaniceruptionsdidhaveobvioussurfacedeformation.Accuratemeasurementsofsurfacedeformationcanbeusedfortheresearchofvolcanicactivityandvolcaniceruptionprediction.Thesurfacedeformationdatacanbeusedfornumericalsimulationinordertogetparametersofvolcanicmagmachambers(size,pressuredepth,etc)andimportantinformationoftheundergroundstructureofrelatedhydrothermalsystems.

Inthisthesis,thestatusquoanddeficiencyofthemeansofdeformationmonitoringatthevolcanicareasarepresentedanddiscussed,theadvantageofthetechnologyofInSARisintroduced.Attheendofthispart,thesignificanceandbackgroundofthisresearcharegiven.

②InvestigatinggeologicalconditionsandpresentsituationofresearchintheMt.Changbaivolcanoarea.

DuringtheNinthFive-yearandTenthFive-yearProjectperiod,prehensiveresearcheshavebeenmadeontheactivityoftheMt.Changbaivolcano,includingvolcanicgeology,geophysics,deformation,mineralogy,lithology,geochemistry,dating,environmenteffectandvolcanichazardpredictionandmonitoring-control,andsoon.TheresultsshowthatMt.ChangbaivolcanoisanactivevolcanowithmostpotentialeruptionhazardinChina,anditisbeinginthestagefromaninitialdisturbancestatetoaroilytstage.

Analyzingtheseresearchresultsprovidessomeinformationforfollowingresearchwork.

③UsingD-InSARtechnology,thedeformationinthenearfieldoftheMt.Changbaiisobtained.

Becauseoftheplexterrainandadverseclimaticconditions,conventionalvolcanicdeformationmonitoringmethods(suchasleveling,GPSetc)areverydifficulttogainvolcanodeformationofalargerregional.UsingthetechnologyofInSARwithitsuniqueadvantagescandirectlyobtainthequantitativedataofvolcanicdeformationinthelargescope,withcontinuouscoverageofthespace.

ThisworkcollectedtwoscencesofENVISAT

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