Материалы 17-й Всероссийской открытой конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса», Москва, ИКИ РАН, 2019 год

(http://conf.rse.geosmis.ru)

Оценка деформации земной поверхности по данным спутниковой дифференциальной радиолокационной интерферометрии и GPS на примере Ближне-Алеутского землетрясения 17 июля 2017

Верхотуров А.Л. (1,2)
(1) Институт горного дела Дальневосточного отделения РАН, Хабаровск, Россия
(2) Вычислительный центр ДВО РАН, Хабаровск, Россия
17.07.2017 произошло сильное землетрясение в Командорском сегменте Алеутской островной дуги с магнитудой MW=7.8. Ему посвящено множество публикаций, среди которых можно выделить [1, 2, 3]. На основе данных ГНСС были выполнены детальные исследования, в результате которых получены оценки параметров сейсмического события и деформации земной поверхности. Стоит отметить, что данные высокоточных GPS приемников позволяют получить информацию об их пространственном положении и смещении лишь в пунктах наблюдений. В то время, как данные спутниковой радиолокационной интерферометрии (InSAR), позволяют оценить полное покрытие зондируемой территории, а в некоторых случаях получить поле смещений земной поверхности в направлении на спутник, при этом фиксируются более точно смещения в направлении Восток-Запад. Поэтому, наиболее эффективным подходом является совместная обработка и интерпретация данных ГНСС и InSAR, так как это два независимых и дополняющих друг друга источников данных. Однако, для исследования таких событий возникают трудности при использовании технологии InSAR, которые заключаются в операции восстановления (развертки) абсолютных значений фазы. Интерферограммы, которые содержат острова, могут включать в себя изолированные участки в окружении областей с низкой когерентностью, что ведет к сильной потере точности расчета смещений [4]. Для того, чтобы восполнить пробел в данных InSAR такого события на Алеутских островах, а также учесть особенности развертки фазы, в данном исследовании была предложена интерферометрическая схема, которая позволяет свести ошибки при таких расчетах к минимальным. Таким образом, целью данной работы являлось применение возможностей InSAR для оценки смещений и деформаций земной поверхности на примере Ближне-Алеутского землетрясения по данным Sentinel-1 и ГНСС.
При помощи метода InSAR были обработаны интерферограммы территории островов за период съемки с 5 июня 2017 по 21 сентября 2017, полученных с трасс спутника 118 и 74 с различными интервалами между повторными съемками не превышающих 72 дней. Проведен анализ и оценка деформации земной поверхности, вызванной землетрясением, произошедшего в Командорском сегменте островной дуги Алеутских островов 17 июля 2017 года. Для каждого пикселя в радарных координатах, где расположена станция GPS, вычислялось среднее значение 3 x 3-пиксельного окна. Измерения косейсмических смещений показывают максимальное смещение в направлении LOS до -59.30 мм на острове Беринга и +13.58 мм на острове Симия, что согласуется с данными GPS станции BRNG -71.1 мм и станции AC60 +15.0 мм соответственно. Анализ возможностей фильтрации в рамках модифицированного метода Goldstein, а также алгоритма развертки (unwrap) фазы позволяют сделать выводы о параметрической обработке данных радарной интерферометрии, при которых сохраняется точность измерения в таких исследованиях.
При выполнении расчетов были использованы вычислительные ресурсы ЦКП «Центр данных ДВО РАН» [5].

Ключевые слова: спутниковая радиолокационная интерферометрия, Sentinel-1, данные ГНСС, оценка смещений земной поверхности
Литература:
  1. Чебров Д.В., Кугаенко Ю.А., Ландер А.В., Абубакиров И.Р., Гусев А.А., Дрознина С.Я., Митюшкина С.В., Ототюк Д.А., Павлов В.М., Титков Н.Н. Ближне-Алеутское землетрясение 17.07.2017 г. с MW = 7.8. I. протяженный разрыв вдоль Командорского блока Алеутской островной дуги по данным наблюдений на Камчатке // Физика Земли. 2019. №4. С. 48-71.
  2. Лутиков А.И., Рогожин Е.А., Донцова Г.Ю., Жуковец В.Н. Землетрясение 17.07.2017 г., MW = 7.8 вблизи Командорских островов и сильные сейсмические проявления в западном сегменте Алеутской островной дуги // Вулканология и сейсмология. 2019. №2. С. 52-66.
  3. Lay T., Ye L., Bai Y., Cheung K.F., Kanamori H., Freymueller J., Steblov G.M., Kogan M.G. Rupture Along 400km of the Bering Fracture Zone in the Komandorsky Islands Earthquake (M-W 7.8) of 17 July 2017 // Geophysical Research Letters. 2017. Vol. 44. № 24. P. 12161-12169.
  4. Hanssen R.F. Radar Interferometry – Data Interpretation and Error Analysis. – Dordrecht: Kluwer Academic Publishers. 2001. P. 308.
  5. Sorokin A.A., Makogonov S.V., Korolev S.P. The Information Infra-structure for Collective Scientific Work in the Far East of Russia // Scientific and Technical Information Processing. 2017. Vol. 44. No 4. P. 302-304.

Презентация доклада

Дистанционные методы в геологии и геофизике

380