基于时序InSAR技术的常州市地面沉降监测与分析

城市地面沉降不仅会对居民生命安全造成影响,而且也会给当地的社会经济造成损失。常州市位于长江三角洲地面 沉降区,也是我国经济最发达的地区之一。因此地面沉降监测是常州市掌握地面沉降的动态,为防灾减灾提供决策依据的 重要举措。本文采用SBAS InSAR 方法对2012-2013 年23 景TerraSAR-X 高分辨率雷达影像数据进行了地表形变的反演,获 取了该时间段常州地区年均沉降速率和时序地表累积形变图。结果表明,在整个观测期间,常州市呈现出“全区基本保持 稳定,武进区局部沉降严重”的特点。为此,我们利用PS-InSAR 技术对武进区的地面沉降进行了重点监测,发现该区多条 重要交通线路存在不同程度的地面沉降。最后我们结合历史监测结果和水文地质背景,揭示了常州地区近50 年地面沉降的 时空变化特征和规律。综合分析表明,地下水全面禁采后研究区地面沉降的确得到了有效控制,沉降速率减缓,甚至出现 了回弹。而武进地区的地面沉降虽然也在减缓,但仍然存在明显的地面沉降,一些重要交通线路的周边沉降已超过安全阈 值,有必要在常规监测的同时,对这些沉降严重的区域进行重点监测,并建立预警预报机制,在城市基础设施选址和规划 时提供决策依据。     

应用短基线集技术监测河南北部平原区地面沉降

为研究河南北部平原区地面沉降特征和成因,应用短基线集技术获取地表形变数据,总结地面沉降空间分布特征,分析地面沉降与地质环境因素关系.结果显示:2014—2016年研究区均是沉降区,大部分属于地面沉降严重程度较低的地区,局部沉降较严重.最大沉降速率114.85 mm/a,划分出8个重点沉降区.研究区地面沉降最主要原因是地...     

PS-InSAR技术监测分析辽宁盘锦地区地面沉降

辽宁省盘锦市具有丰富的石油、天然气、煤等矿产资源,由于油气开发及南部沿海区域因海水入侵地下水开采持续增长等影响,导致该地区地面沉降明显。为掌握和分析该市地表形变的变化特征,本文利用2007~2011年间22景L波段的ALOS/PALSAR数据,采用PS-InSAR技术对其进行了地面沉降监测。从得到的年沉降速率图和沉降中心的时间序列图可知,盘锦市地面沉降主要分布在城镇、油田开采区以及沿海区域。四年间,最大年沉降速率达194mm/a,经调查发现主要是因该区域油气开采所致;沿海地区的年沉降速率约为50mm/a。研究表明,盘锦地区的地面沉降与油气开采存在空间一致性,同时也证明PS-InSAR技术可用于长时间序列的地面沉降监测。     

基于改进时序InSAR技术的东莞地面沉降时空演变特征

东莞市是珠三角城市群和粤港澳大湾区的重要节点城市,深厚欠固结软弱土及其诱发的地面沉降已成为湾区内代表性的区域地质灾害问题,影响城市地质环境安全。为研究东莞市地面沉降发育规律及时空演变特征,采用改进时序InSAR技术对覆盖东莞地区的137景Sentinel-1 SLC SAR影像数据进行处理,分析了2015年6月至2020年6月地表形变动态演化规律。结果表明：（1）全域内地表沉降变形整体较稳定,沉降发育区占市域面积的34.6%,变形严重发育区主要集中在麻涌镇、道滘镇、洪梅镇、中堂镇、沙田镇及滨海湾新区;（2）大部分沉降变形点处于缓慢发展变形阶段,年平均沉降速率在20 mm/a以内,累计沉降量在1 000 mm以内;（3）结合形变监测和现场调查,认为地面沉降与深厚软土发育和人类工程活动的耦合作用有很强的相关性。证明该方法能较好地识别和反映城市复杂形态区地面沉降发育的时空演化特征,为灾害预警、减避及治理提供技术支持。     

基于短基线子集(SBAS)干涉技术的地表时序沉降估计

目前我国很多城市正在遭受地面沉降的地质灾害,长三角地区尤为严重,其持续时间长,规模大,带来的经济损失 巨大,无锡是长三角地区大规模地面沉降的典型代表城市之一。为此,本文利用 10 景 ALOS PALSAR 影像,基于短基线子 集(SBAS)干涉技术,评估了无锡市从 2007 年 1 月 12 日到 2011 年 3 月 10 日的地表时序形变。研究结果表明:惠山区沉降速率 较快;2007 年到 2009 年沉降空间格局发生了改变,2009 年到 2010 年监测结果出现异常陡降。实验证明利用短基线子集 (SBAS)干涉技术对大范围的长时间序列沉降监测可行且有效,其监测结果可以让决策者全面掌握地面沉降灾害的整体状 况,从而为地理国情监测以及防灾减灾提供重要的科学依据,同时也可以根据沉降规律追溯历史工程活动时间 。     

基于PS-InSAR技术的宁波市地面沉降监测研究

由大规模抽取地下水和工程建设引发的地面沉降广泛分布于世界各大平原,地面沉降地质灾害使城市损失标高,增加城市在洪涝灾害中的生命财产损失。基于60景Sentinel-1影像,采用PS-InSAR(永久散射体合成孔径雷达干涉测量)技术获取了宁波市2017～2021年平原区地表形变,利用同期水准数据进行了精度和可靠性评定,监测和分析结果表明工程建设是现阶段引发宁波市地面沉降的主要因素;杭州湾新区为代表的沿海围垦区地面沉降与围垦和工程建设时间密切相关;城市建成区地面沉降局限于近期的工程建设区域内,且沉降衰减相对较快。     

北京温榆河冲洪积扇地面沉降特征及机理研究

北京区域地面沉降呈快速发展趋势,局部最大形变速率超过13cm/a,严重威胁城市安全。掌握地下水开采条件下的分层地面沉降特征,是定量揭示地面沉降机理和缓解沉降灾害的前提。以北京最大的地面沉降区温榆河冲洪积扇地区的八仙庄沉降区为研究对象,分析了该地区地下水开采、地下水位动态特征与分层压缩量的关系,基于分层沉降数据得出该地区土体释水形变以浅部地层、深部地层的弹性形变以及中深部地层的弹塑性形变为主,并从地层条件、固结历史和物理力学性质方面对压缩特性的影响因素进行了分析,得出以地面沉降为约束条件的地下水开采主要调控层分布。     

黄土灌溉区域地面沉降InSAR监测结果分析

合成孔径雷达是近年发展起来的一种空间对地观测技术,目前已被广泛应用于获取地表信息及地表形变。地面沉降形变缓慢且影响范围大,已成为国内外城市主要地质灾害。研究区域位于泾河南岸下游,距陕西省西安市约50km。通过选取覆盖泾阳南塬黄土灌溉区的11景X波段Terra SAR数据,采用短基线集技术(SBAS-InSAR技术)进行地面沉降监测。结果表明泾阳南塬灌溉区具有两个地面沉降区域,其在121天内沿剖线累计形变分别达到了6.4cm和2.7cm。经对地面沉降区域相关的水井分布情况的实地调查,分析了形变中心形变速率和附近水井地下水水位高程资料,发现地面沉降由灌溉引起合成孔径雷达是近年发展起来的一种空间对地观测技术,目前已被广泛应用于获取地表信息及地表形变。地面沉降形变缓慢且影响范围大,已成为国内外城市主要地质灾害。研究区域位于泾河南岸下游,距陕西省西安市约50km。通过选取覆盖泾阳南塬黄土灌溉区的11景X波段Terra SAR数据,采用短基线集技术(SBAS-InSAR技术)进行地面沉降监测。结果表明泾阳南塬灌溉区具有两个地面沉降区域,其在121天内沿剖线累计形变分别达到了6.4cm和2.7cm。经对地面沉降区域相关的水井分布情况的实地调查,分析了形变中心形变速率和附近水井地下水水位高程资料,发现地面沉降由灌溉引起。     

基于SBAS-InSAR技术的盘锦地区地面沉降监测

近几年,盘锦地区的地面沉降问题开始受到人们的关注。为了掌握盘锦地区地面沉降现状,包括沉降中心位置、沉降区面积、沉降量、沉降速率等,选取2013-2016年覆盖研究区的19景C波段Radarsat-2 SAR数据,采用SBAS-InSAR技术提取了盘锦地区地面沉降速率和累积沉降量。结果表明,研究区内存在两个沉降区:曙四联沉降区,面积约为43.6 km2,最大沉降速率为-151.49 mm·a-1;龙王村沉降区,面积约为33.28 km2,最大沉降速率为-119.55 mm·a-1。通过地表形变量时序分析,发现两个沉降区的范围随着时间不断扩大,累积沉降量不断增大。与水准监测数据进行对比后发现,两种监测方法得到的沉降区范围和沉降量大体一致,但两者间仍有差别。对研究区内油田井场分布和地下水水位降落漏斗特征与沉降区分布进行了对比分析,研究表明地面沉降与地下水开采、油气资源开采、新构造运动等多种因素具有密切关系。研究结果将为地质环境的管理、地面沉降灾害的防治及资源开发利用规划提供基础依据。     

PS-InSAR技术在北京通州区地面沉降监测中的应用

地面沉降是通州区重要地质灾害,由此引发的地裂缝次生灾害现象严重影响通州区的发展建设.以TerraSAR-X卫星影像为数据基础,采用永久散射体干涉测量(PS-InSAR)技术获取通州区地面沉降2015—2018年监测数据,分析了通州区地面沉降时空分布特征以及地裂缝次生灾害的垂向形变特征.结果表明:(1)通州区地面沉降主要集中在西部和北部地区,形成了以通州城区—梨园—台湖为中心的西部沉降区和以永顺—宋庄为中心的北部沉降区,每个沉降区内又分布着多个小的沉降漏斗,在区域上具有不均匀沉降的特征;(2)宋庄地裂缝两盘各存在一个沉降漏斗中心,裂缝带沿线存在多个小沉降漏斗,由裂缝带向两侧沉降量逐渐增大,垂直裂缝带方向存在显著的沉降梯度变化,差异沉降特征明显,建议在宋庄地裂缝成因机理研究过程中考虑差异沉降对地裂缝形成的影响.     

广州南沙区地面沉降分布特征及成因

广州南沙区地面沉降已经影响到城市发展和人民生命财产安全,为了制定科学有效的措施防止地面沉降进一步发展,文中基于InSAR监测数据和水准监测数据,总结分析了地面沉降分布特征,地表形变多为小范围的、局部地区的剧烈沉降。在此基础上,针对6个沉降严重区域,采用机理模型定量估算了各因素引起的地面沉降量及所占比重,得可压缩土层引起的沉降量为34.43～96.97 mm/a,所占比重在37.07%～75.67%,地下水水位和地面荷载的最大影响比重分别为26.28%和52.40%。并且通过研究分析地面沉降主要因素及影响程度,为科学防治该地区地面沉降提供科学依据。     

运城市地面沉降SBAS-InSAR监测和敏感性GIS分析

以地裂缝分布密集的运城市典型地面沉降区为研究区,采用小基线SBAS-DInSAR算法,利用覆盖该区域的8幅ASAR影像进行干涉处理,获得该区域地面沉降信息,初步揭示了研究区地面沉降的空间分布特征。在此基础上,搜集利用研究区地质资料,结合GIS空间分析方法,分析了断层、地裂缝等构造因素与地面沉降的关系,建立了研究区地面沉降灾害敏感性分区图,对该区域地面沉降地裂缝灾害的防治工作具有指导作用。     

Time-series analysis of subsidence associated with rapid urbanization in Shanghai,China measured with SBAS InSAR method

River delta plains (deltas) are susceptible to subsidence producing undesirable environmental impact and affecting dense population. The City of Shanghai, located in the easternmost of Yangtze Delta in China, is one of the most developed regions in China that experiences the greatest land subsidence. Excessive groundwater withdrawal is thought to be the primary cause of the land subsidence, but rapid urbanization and economic development, mass construction of skyscrapers, metro lines and highways are also contributing factors. In this paper, a spatial–temporal analysis of the land subsidence in Shanghai was performed with the help of the Small Baseline Subset Interferometric Synthetic Aperture Radar. Twenty l-band ALOS PALSAR images acquired during 2007–2010 were used to produce a linear deformation rate map and to derive time series of ground deformation. The results show homogeneous subsidence within the research area, but exceptionally rapid subsidence around skyscrapers, along metro lines, elevated roads and highways was also observed. Because groundwater exploitation and rapid urbanization responsible for much of the subsidence in the Shanghai region are expected to continue, future subsidence monitoring is warranted.     

复杂因素影响下的福州市地面沉降时空演化分析

地面沉降是福州市的主要地质灾害之一,自20世纪中期以来就有监测资料显示福州市存在地面沉降问题。本文基于永久散射体雷达干涉测量技术（IPTA）,处理了福州市2008~2014年间多时相、高分辨率TerraSAR-X数据,对福州市6年时间的地面沉降进行监测分析,根据研究区地面沉降历史、建设发展现状及沉降异常区分布,着重分析了复杂因素影响下福州市地面沉降的时空变化规律。结果表明:福州市总体年均沉降率-15 mm ·a-1左右,存在多个明显的快速沉降区;与1960~1990年的监测资料对比发现,沉降中心由地热温泉区向工程密集建设区转移;较大沉降区以快速线性沉降为主;地面沉降特征的变化受到多种复杂因素叠加影响,导致地面沉降空间扩张、速率加剧。该研究成果可为福州市或其他沿海城市地面沉降风险评估、地面沉降防控等提供一定的科学依据和参考。     

基于遥感分析的延安新区平山造城工程地面沉降及植被恢复特征研究

湿陷性黄土地区岩土工程往往涉及大量挖方填方工程,极易引发一系列的地面沉降和植被破坏问题。本文基于SBAS-InSAR技术结合遥感数据处理对延安新区平山造城工后地面沉降及植被恢复特征进行了分析。首先,通过目视解译及DEM提取,获取工程基本特征;随后,基于SBAS-InSAR技术对新区工后地面沉降进行探测;最后,利用遥感提取新区的NDVI时序数据。结果表明:(1)延安新区建筑工程建设滞后挖填方工程约2a,填方区域沿着原始地形的沟谷展布,挖填方体最大厚度均超过90m;(2)延安新区主要沉降区为填方区域,2017~2018年最大沉降速率达45mm ·a-1,主要建筑工程所处的挖方区无明显地面沉降,工程边坡大多处于稳定状态;(3)延安新区2013~2015年NDVI平均值增长230%,2015~2018年增长50%,植被恢复明显。延安新区平山造城工程的规划建设合理的规避了地面沉降及缓解了生态环境恶化,研究成果可为类似工程建设提供科学参考依据。     

广州金沙洲岩溶区地下水位变化与地面塌陷及地面沉降关系探讨

金沙洲可溶性灰岩分布面积广,岩溶洞隙发育,洞隙及地下水的连通性强,上覆第四系松散土体中软土广泛分布,客观存在岩溶地面塌陷及地面沉降的地质环境条件。2007年4月起,受某高铁隧道施工抽排地下水的影响,金沙洲地下水出现异常波动,引发了地面塌陷及地面沉降。文章根据监测数据,经对比分析结果表明,区内岩溶地面塌陷及地面沉降受控于地下水位的变化,地下水位波动至基岩面附近时,是地面塌陷较活跃的时期,地面沉降与地下水位变化呈正向相关。文章进一步对地面沉降与地下水位变化关系的机理进行了探讨,认为目前地下水位尚未恢复正常的区域仍存在地面塌陷及地面沉降的隐患。     

潘集矿区地面沉降的防治途径

针对淮南潘集矿区地面沉降现状及形成机理，提出了防治该地区地面沉降的几种途径──加强监测、合理选择取水层次等，为类似条件下的其他矿区地面沉降的研究提供参考。     

基于SBAS-InSAR的西安市鱼化寨地区地面沉降与地裂缝时空演变特征研究

自20世纪50年代末以来,西安市遭受了严重的地面沉降和地裂缝灾害,严重制约了西安市城市建设发展规划.本文以西安市典型地面沉降区之一的鱼化寨为研究区,基于短基线集合成孔径雷达干涉测量技术,采用覆盖研究区的ERS(1992～1993年)、Envisat(2003～2010年)、Sentinel-1A(2015～2020年)...