基于SPOT卫星遥感影像在小波域反演求解震源破裂过程

Rupture process of earthquake is a basic problem of seismology research. Getting the rupture process as soon as possible can give useful reference for evaluating the effect of earthquake and earthquake relief. In order to get an accurate result, sometimes we use joint inversion of different data. Recently, the new technology of earth observarion,SPOT remote sensing image, is widely used in seismology research. It makes up the disadvantage that GPS data usually can't give detail information near the fault. However, there has been little research on studying source process based on SPOT remote sensing image, and it failed to make full use of the advantage that remote sensing area is large. So we plan to do these works in this program: 1、Based on the SPOT remote sensing image, we get the co-seismic displacement in N-S direction and W-E direction by the COSI-CORR software; 2、We invert the displacement field by wavelet-domain inversion method. After applying two-dimensional wavelet transform to the scalar displacement field, the wavelet coefficients corresponding to low frequency part are used. Thus, it can both use overall characteristics of displacement field and reduce the effect of noise; 3、We study the earthquake source rupture process combined the SPOT data with the far field waveform data(for example, 2011 Qinghai Yushu Earthquake). This study makes full use of the new earth observation technology - SPOT remote sensing image, and extends the source rupture process research method.

震源破裂过程是地震学研究的基础问题之一，及时获取震源过程能为判断受灾范围提供参考，为抗震救灾服务。为获得准确精细的破裂过程，往往需要多种数据资料联合反演。近些年来，空间对地观测的新技术-SPOT卫星遥感影像开始广泛应用于地震学研究中，弥补了GPS等观测通常不能给出近断层形变细节信息的缺点。然而利用SPOT资料反演震源过程的研究还很少，且没有充分利用遥感测量面积大的优势。因此本项目拟开展以下研究：1、根据SPOT遥感影像，利用COSI-CORR软件分别得到南北和东西两个方向的标量位移场；2、使用小波域反演方法反演位移场，将标量位移场进行二维小波变换，以低频分量的小波系数作为待拟合的数据，既能利用位移场整体特征又能降低噪声影响；3、联合远场波形反演大地震的震源破裂过程(例如2011年青海玉树地震等)。本研究充分利用了空间对地观测的新技术-SPOT遥感影像，扩展了震源破裂过程研究的方法。

震源破裂过程是地震学研究的基础问题，震后及时获取震源破裂过程对于认识发震机理，计算应力变化以及动力学研究等都有着重要的作用，为获得准确精细的破裂过程，往往需要多种数据资料进行联合反演。近些年来，空间对地观测的新技术—SPOT以及其他一些高精度对地观测卫星提供的遥感影像开始广泛应用于地震学的研究中，它弥补了GPS 等观测通常不能给出强震近断层形变细节信息的缺点。在本项目中开展了如下研究，利用COSI-CORR 软件 (Co-registration of Optically Sensed Images and Correlation)，基于SPOT卫星的震前震后遥感影像提取同震位移场，以便用于反演震源过程。使用小波域反演方法反演位移场，将标量位移场进行二维小波变换，以低频部分对应的小波系数作为待拟合的数据，既利用了位移场整体特征又降低了噪声的影响。通过理论测试验证了方法的有效性与优越性，并将之应用到了1999年10月16日美国加州赫克托Mw7.1级地震震源过程的研究中。我们在本项目中发展的充分利用遥感影像同震位移场的小波域反演新方法扩展了震源破裂过程研究的方法。在项目期间，我国及周边地区发生了包括2013年4月20日四川芦山Mw6.6级地震，2014年8月3日云南鲁甸Mw6.1级地震，2014年10月7日云南景谷Mw6.1级地震以及2015年4月25日尼泊尔Mw7.9级地震在内的多次强震，我们广泛收集了多种观测资料，如远场体波面波，区域宽频带，近场强地动，高频GPS，InSAR等，通过联合反演获取了这几次地震的精细破裂过程，增进了对它们的认识。