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永久散射体雷达干涉技术监测上海地面沉降廖明生;裴媛媛;王寒梅;方志雷;魏恋欢【摘要】在地下水开采以及工程建设活动的双重影响下，城市地面沉降问题突出。
传统的地面沉降监测水准测量虽精度高，但点密度低、成本较高。
永久散射体雷达干涉技术(PSInSAR)监测地面沉降，具有低成本、大面积和高精度特点。
选用2003~2005、2007~2008、2008~2009年间覆盖上海城区的中等分辨率Envisat ASAR影像，获得上海不同时期沉降速率图。
其中2003~2005和2007~2008年间的结果与水准数据进行了比较验证，达到了毫米级精度。
利用2008~2010年间获取的TerraSAR-X影像得到的沉降速率图还表明：基于序列高分辨率SAR数据不仅可以监测地面沉降，还可对大型单体建筑物及地铁等线状地物进行形变监测，证实了PSInSAR方法的有效性和应用潜力。
% Land subsidence caused by over-exploitation of groundwater and high construction density is a global environmental problem. Traditional methods focus on ground-based monitoring, such as leveling measurements, which can offer high precision but are labor intensive and time consuming. The Permanent Scatterers Interferometry (PSInSAR) is an effective technique used to monitor surface deformation. The major advantages of this technique are that it provides high precision and large area coverage at low cost. In this investigation, we obtained subsidence velocity maps of Shanghai from Envisat ASAR datasets during 2003-2005,2007-2008 and 2008-2009 respectively. The leveling data from ground measurements were used to validate the accuracy of the results using the PSInSAR technique. By comparing the leveling and subsidencevelocity data from 2003 to 2005, and 2007 to 2008, it was possible to achieve measurement precision to the nearest mil imeter. The results were then combined with TerraSAR-X images from 2008 to 2010 in Shanghai. This demonstrated that, in addition to monitoring subsistence, time series high resolution SAR data could also be used to monitor the deformation of large man-made structures. The case studies in Shanghai using both Envisat/ASAR and TerraSAR-X data gave results with accuracy to the nearest mil imeter when detecting long-term subtle deformation. These results therefore il ustrate the effectiveness and application potential of the PSInSAR technique.【期刊名称】《上海国土资源》【年(卷),期】2012(000)003【总页数】6页(P5-10)【关键词】永久散射体雷达干涉测量;地面沉降;监测技术【作者】廖明生;裴媛媛;王寒梅;方志雷;魏恋欢【作者单位】武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,武汉430079;武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,武汉430079;上海市地质调查研究院,上海200072; 上海地面沉降控制工程技术研究中心,上海200072;上海市地质调查研究院,上海200072;武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,武汉430079【正文语种】中文【中图分类】P237城市地面沉降是渐变的地质灾害，其长期作用会给城市生产生活带来严重影响。
25Vo1.16 No.01 March, 2021/第16卷 第1期 2021年3月PS-InSAR 技术在北京通州区地面沉降监测中的应用孔祥如，罗 勇，刘 贺，王新惠，赵 龙，沙 特（北京市水文地质工程地质大队（北京市地质环境监测总站），北京 100195）摘 要：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。
关键词：地面沉降；监测技术；永久散射体干涉测量；通州区；地裂缝Application of PS-InSAR technology in the land subsidence survey inTongzhou District, BeijingKONG Xiangru, LUO Y ong, LIU He, WANG Xinhui, ZHAO Long, SHA T e(Beijing Institute of Hydrogeology and Engineering Geology (Beijing Institute of Geo-Environment Monitoring), Beijing 100195)Abstract: Land subsidence is an important geological disaster in T ongzhou District. The resulting secondary disasters such as ground fissures seriously affect the development and construction of T ongzhou District. Based on T erraSAR-X satellite images, the monitoring data of land subsidence in T ongzhou District from 2015 to 2018 were obtained using PS InSAR technology. This paper analyzes the spatial and temporal distribution characteristics of land subsidence and vertical deformation characteristics of secondary disasters of ground fissures in T ongzhou District. Through this study, we obtain the temporal and spatial distribution characteristics of land subsidence in Tongzhou District, and reveal the characteristics of differential land subsidence of Songzhuang ground fissure. The results show: (1) The land subsidence in T ongzhou District is mainly concentrated in the west and north areas, forming the western subsidence area with T ongzhou-city-proper-Liyuan-Taihu as the center and the northern subsidence area with Y ongshun-Songzhuang as the center. There are many small subsidence funnels in each subsidence area with基金项目：地面沉降成灾机理与防控技术研究，北京市财政重点项目（PXM2019_158305_000012）第一作者简介：孔祥如（1989- ），男，硕士，工程师，主要从事地面沉降、地裂缝等地质灾害监测与研究工作。
InSAR形变大数据在沿江城市中的研究与应用近年来，沿江城市持续面临着自然灾害的威胁，其中地质灾害是其中一大隐患。
为了准确了解地质灾害的演变趋势和影响范围，研究人员引入了InSAR（合成孔径雷达干涉测量）形变大数据，并在沿江城市中进行了广泛的研究与应用。
本文将重点探讨InSAR形变大数据在沿江城市中的研究方法和应用效果。
一、InSAR原理及数据获取InSAR技术是通过分析重复观测获得的合成孔径雷达数据，来测量地表的形变以及其导致的地壳运动。
InSAR技术主要分为两个步骤，即雷达成像和干涉处理。
雷达成像主要通过辐射能量的发射和反射来生成地表图像，而干涉处理则是将连续的测量成像结果进行相位比较，得到地表形变信息。
数据获取方面，InSAR技术主要依赖卫星上搭载的SAR（合成孔径雷达）传感器，通过周期性的观测从而获得连续的形变数据。
目前，InSAR形变数据的分辨率和覆盖范围已经大幅提高，为进行精细化的城市地质灾害监测提供了数据支持。
二、沿江城市中的InSAR形变研究1. 地质灾害监测沿江城市位于河流附近，地质灾害风险较高。
InSAR形变大数据通过对地表形变进行监测与分析，可以帮助研究人员及时发现地震活动、滑坡、地面下陷等地质灾害现象，并提前预警，为城市安全防护提供科学依据。
2. 城市地面沉降大部分沿江城市都存在地面沉降问题，这一问题严重影响了城市基础设施的安全与稳定。
通过InSAR形变数据的分析，可以准确测量地面沉降的速率和范围，为城市规划和土地资源管理提供重要参考信息，并制定相关政策和措施来遏制和修复地面沉降问题。
3. 水体变化监测河流是沿江城市重要的自然资源，但同时也给城市带来了洪涝灾害的威胁。
InSAR形变大数据可以监测到河流蓄水、退水和引起的地下水位变化等，为城市对洪涝灾害的预警和防范提供重要信息。
三、InSAR形变大数据在沿江城市中的应用效果InSAR形变大数据在沿江城市中的应用效果显著。
通过研究人员的努力，在灾害监测、资源管理和城市规划等领域取得了以下成果：1. 实时监测能力增强利用InSAR形变大数据，研究人员可以建立实时形变监测系统，及时监测到地质灾害的演变趋势，提前采取相应的预警和控制措施，从而减少损失，确保人身安全和城市稳定。
雷达干涉测量技术在地表形变监测中的应用研究雷达干涉测量技术是一种新兴的遥感技术，它利用合成孔径雷达（SAR）信号的干涉相位信息，实现了高精度的地表形变监测。
地表形变监测是地质灾害预警、环境监测以及城市规划等方面的重要组成部分，而雷达干涉测量技术的广泛应用，为这些方面的研究提供了新思路和新方法。
雷达干涉测量技术是利用两个或多个SAR图像的相位差来测量地表形变的。
这种测量技术的精度可以达到毫米级，相对于传统的测量方法具有更高的精度和更广泛的适用性。
此外，雷达干涉测量技术可以实现全天候全季节的监测，减少了传统测量方法在气象条件不佳时的局限性。
雷达干涉测量技术在地表形变监测中的应用研究已经非常成熟。
例如，在地震、火山活动以及滑坡等地质灾害预警中，利用雷达干涉测量技术可以实现实时地表形变监测，有助于及时发现灾害隐患并进行预警。
在环境监测中，雷达干涉测量技术可以监测城市地面沉降、水位变化以及冰川消融等现象，为环境保护提供重要的参考数据。
在城市规划中，雷达干涉测量技术可以用来监测建筑物的沉降变化，为城市规划提供科学依据。
然而，随着数据量的增加和技术水平的提高，雷达干涉测量技术在地表形变监测中面临着一些挑战。
首先，雷达干涉测量技术需要大量的SAR图像数据才能实现高精度的相位测量，这增加了数据的存储及处理难度。
其次，雷达干涉测量技术对SAR数据的精度要求极高，一旦数据质量出现问题，测量结果将会出现巨大的误差。
最后，雷达干涉测量技术的应用范围虽然广泛，但在具体应用时需要结合地质地貌、气象条件和监测目的等多种因素进行综合分析，才能得出正确的测量结果。
为了更好地应对上述挑战，需要开展更深入的理论研究和技术革新。
在技术方面，可以通过提高SAR数据的精度、完善数据处理算法、优化数据存储压缩等方面进行改进。
在理论方面，可以通过建立更精细的地表形变模型、探究相干SAR 信号散射机理以及构建模拟方法等手段，进行基础研究的探索。
这些探索和改进都将确保雷达干涉测量技术在地表形变监测中具有更广泛的应用前景，并为这一前景的实现提供强有力的技术支持。
天津市利用卫星雷达监测地面沉降
闫涵
【期刊名称】《《中国测绘》》
【年(卷),期】2010(000)005
【摘要】地面沉降是全球许多城市都在遭遇的地质灾害，以往用传统方法监测费时费力。
记者从天津滨海新区塘沽工委获悉，由该市科学家在全国首创的卫星雷达遥感技术，现已通过专家验收，并有望在本市乃至全国推广。
今后,监测地面沉降,将用上卫星“千里眼”。
【总页数】1页(P84-84)
【作者】闫涵
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】P642.26
【相关文献】
1.利用GPS监测天津市地面沉降的可行性研究 [J], 董克刚;易长荣;许才军;王威
2.利用合成孔径雷达干涉测量技术监测地面沉降及其诱发的地质灾害：墨西哥莫雷利亚市研究实例 [J], FrancescaCigna;赵玉军（摘译）;;;;;;;;;;;;;;;;
3.利用RADARSAT-2雷达卫星干涉数据监测输电通道地表形变应用研究 [J], 李宏伟;谭衢霖;谢酬;田帮森;费香泽;赵斌滨
4.“北京一号”小卫星数据在天津市土地利用动态变化监测中的应用 [J], 王茜;张
增祥;刘斌;牟凤云;王姣
5.高分三号卫星利用干涉测量监测地面沉降 [J],
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苏州地区地面沉降的星载合成孔径雷达差分干涉测量监测王超;张红;刘智;陈锁忠;闾国年【期刊名称】《自然科学进展》【年(卷),期】2002(012)006【摘要】利用欧洲空间局ERS-1/2获取的苏州地区1993～2000年SAR数据,通过差分干涉测量处理,得到1993～1995,1995～1998和1998～2000年苏州市地面沉降场测量值.地面水准测量数据的验证分析表明,差分干涉测量值与水准测量值的相关度达0.943,标准误差均值为0.1706,雷达差分干涉测量精度可达5mm(以水准测量代表地面形变的真实情况).文中以7个水准测量基准点为例,分析上述3个时段的地面沉降速率,其总体趋势反映苏州市地面沉降速率趋于减缓,说明近年苏州的地面沉降得到了有效的控制.研究结果表明,SAR差分干涉测量技术进行城市地面沉降方面监测和时空演化特征研究具有很大的优势,同时可用于其他类型城市地质灾害的监测.【总页数】4页(P621-624)【作者】王超;张红;刘智;陈锁忠;闾国年【作者单位】中国科学院遥感应用研究所遥感信息科学开放实验室,北京100101;中国科学院遥感应用研究所遥感信息科学开放实验室,北京100101;中国科学院遥感应用研究所遥感信息科学开放实验室,北京100101;南京师范大学地理系,南京210097;南京师范大学地理系,南京210097【正文语种】中文【中图分类】P642【相关文献】1.差分干涉测量(D-InSAR)技术在矿区地面沉降监测中的应用 [J], 余景波;刘国林;曹振坦2.合成孔径雷达差分干涉测量技术在城市地面沉降监测中的应用 [J], 侯建国;初禹3.雷达差分干涉测量技术在地面沉降监测中的应用研究 [J], 李海平;李卫;赵永兰4.星载合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)技术在形变监测中的应用概述 [J], 马超;单新建5.基于差分雷达干涉测量的矿区地面沉降监测研究 [J], 董玉森;Ge Linlin;Chang Hsingchun;张志因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
合成孔径雷达差分干涉测量技术在城市地面沉降监测中的应用侯建国;初禹【摘要】合成孔径雷达干涉测量(InSAR)是利用合成孔径雷达(SAR)两次观测中的相位差与空间距离差之间的关系,提取地表三维信息和形变信息的一项技术.利用欧空局存档雷达数据,通过常规D-InSAR、PS-InSAR和SBAS技术,实现对哈尔滨城市历史和现今地面沉降情况调查,为城市形变灾害预测提供详实可靠的观测数据,以便更好地指导今后的地面沉降防治工作.【期刊名称】《测绘工程》【年(卷),期】2014(023)008【总页数】5页(P40-44)【关键词】合成孔径雷达;干涉测量;地面沉降;地下水;精度验证【作者】侯建国;初禹【作者单位】黑龙江工程学院测绘工程学院,黑龙江哈尔滨150050;黑龙江省地质调查研究总院,黑龙江哈尔滨150036【正文语种】中文【中图分类】P227地面沉降是一种缓变性地面变形环境地质灾害，是由于在经济发展过程中对地下资源过度开发而造成。
地面沉降现象严重阻碍城市的可持续发展，它会对人们正常的生产生活造成影响，并破坏自然环境。
在不同的时期，哈尔滨市发生了不同程度的地面沉降现象，这主要是因为开采地下水和哈尔滨市城市建设的发展造成的。
合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)不仅能对现在和未来任意时刻的地面变形进行监测，而且还能利用卫星存档数据对历史地面沉降特征进行监测，相比之下，历史监测无法由布设传统GPS监测网及传统水准网的方式获得。
文中实现利用合成孔径雷达干涉测量技术调查哈尔滨市历史及现今的地面沉降情况，为预测城市形变灾害提供可靠详实的观测数据，从而为城市地面沉降变形的预防提供指导依据。
常规差分测量技术，首先通过对两景SAR影像进行干涉处理得到干涉相位，所利用的一对影像是跨越形变期的，得到的干涉相位中包含形变信息，由于反演干涉相位不仅包含形变信息，还有参考面相位、地形相位、大气效应和其它噪声等，最后进行二次差分处理。
利用PS-InSAR技术监测武汉市主城区地面沉降孙伟; 李江卫; 白洁; 童欣【期刊名称】《《城市勘测》》【年(卷),期】2019(000)005【总页数】6页(P120-125)【关键词】PS-InSAR; COSMO-SkyMed; 地面沉降; 武汉主城区【作者】孙伟; 李江卫; 白洁; 童欣【作者单位】武汉市测绘研究院湖北武汉 430022【正文语种】中文【中图分类】P2371 引言近年来，随着城市建设开发力度加大，多种因素的综合影响导致武汉市主城区部分区域陆续出现地面沉降。
2013年以来，汉口香港路建设大道两侧、泛后湖区域、王家墩中央商务区及汉口火车站等区域相继发生不同程度的地面沉降，影响了市民工作和生活。
传统的地面沉降监测方法有卫星定位测量、水准测量、测量机器人等，其作业周期长、空间采样率低、接触式测量、受天气影响较大等劣势导致沉降监测工作效率低下，无法满足当前城市公共安全管理和应急保障的需要。
针对城市地面沉降问题，国内外专家和大量工程技术人员开展了很多有效的监测工作，近20年逐步发展起的合成孔径雷达干涉测量(Interferometric SyntheticAperture Radar，InSAR)技术相对于传统的大地监测方法，具有非接触式、高分辨率、高准确率等优势，已成为地面、建筑物形变监测应用领域的研究热点和发展方向。
Ferretti等[1]基于差分合成孔径雷达干涉测量(Differential InSAR，D-InSAR)理论，在二十世纪初提出了永久散射体干涉测量(Persistent Scatterer InSAR，PS-InSAR)，是利用长时间序列SAR影像集进行时间和空间域形变量估算，以提取永久散射体形变信息的干涉测量方法，该方法在监测城市地面缓慢沉降中具有显著优势。
文献[2]～[6]采用不同类型的SAR影响数据，利用PS-InSAR技术分别在北京、上海、天津、唐山等地面沉降监测工作中进行了有效试验，证实该技术的有效性、可靠性。
InSAR沉降监测及地质灾害风险评估研究一、引言InSAR（干涉合成孔径雷达）技术是一种通过使用雷达发射的电磁波与地面上的目标物相交、反射后形成的干涉图像来进行测量和监测的方法。
它在地质灾害监测和风险评估方面得到了广泛应用。
二、InSAR沉降监测1. InSAR原理InSAR通过比较两个或多个雷达图像，可以检测地面的微小变化。
当地面发生沉降时，相位差发生变化，从而在干涉图像中形成明暗相间的条纹。
通过解算这些条纹可以确定地表的沉降变化。
2. InSAR沉降的应用InSAR技术在监测地面沉降方面具有高灵敏度和大范围覆盖的优势。
它能够及时发现沉降现象，并对沉降的大小和空间分布进行精确的测量。
这对于城市建设、水资源管理和地下工程等领域至关重要。
3. 案例分析：InSAR监测大城市地面沉降以北京市为例，近年来由于地下水的过度开采和地铁建设等原因，北京市的地面沉降问题日益凸显。
利用InSAR技术，可以对北京市的地表沉降进行监测和评估，帮助相关部门制定有效的控制措施并预防地质灾害的发生。
三、地质灾害风险评估1. 地质灾害的概念地质灾害是地壳活动和自然因素作用于人类活动环境中造成的可能对生命、财产和环境造成严重危害的现象。
常见地质灾害包括地震、滑坡、泥石流等。
2. 地质灾害风险评估的重要性地质灾害风险评估是对地质灾害的发生概率、影响范围和损失程度进行全面评估，从而了解灾害风险的大小，以及采取有效的控制和管理措施。
通过评估和预测灾害风险，可以减少潜在风险和损失。
3. InSAR在地质灾害风险评估中的应用InSAR技术可以提供地表形变的高精度观测数据，为地质灾害风险评估提供重要依据。
通过对地表沉降、地表位移等数据的分析，可以识别潜在的地质灾害危险区域，并评估灾害的潜在影响。
四、InSAR沉降监测与地质灾害风险评估的结合1. 原理与方法将InSAR沉降监测和地质灾害风险评估相结合，可以更准确地预测地质灾害的发生概率和影响范围。
地面沉降的研究牛正军【摘要】The paper introduces the reason and mechanism of the ground subsidence, the calculating forecasting model, the inspection technical measures and the prevention measures, has the factual summary of the inspection forecasting and prevention measures, so as to direct the correct forecasting of the ground subsidence and adopt reasonable prevention measures.%系统介绍了地面沉降产生的原因机理、计算预测模型,监测技术手段以及防治措施,并对监测预报以及防治措施进行了较具体的总结,以指导正确预测地面沉降,从而采取合理的预防措施。
【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2012(038)023【总页数】3页(P76-78)【关键词】地面沉降;机理;计算预测模型;防治措施【作者】牛正军【作者单位】安徽省化工设计院,安徽合肥230009【正文语种】中文【中图分类】TU4330 引言地面沉降是人为的或自然的因素作用下，由于地壳表层土体受力压缩导致的区域性地面标高整体下降的一种环境和地质现象，是一种无法补偿的永久性环境破坏和资源损失［1］。
地面下沉将引起一系列的危害，如道路、房屋开裂，基础设施遭到破坏及地下水资源恶化等。
根据长江三角洲、华北地区等的研究，据统计，建国以后，仅地面沉降及地裂两项造成的经济损失就达4 500亿元～5 000亿元人民币。
包括直接经济损失350亿元～400亿元人民币，年均损失90亿元～100亿元人民币，年均直接经济损失8亿元～10亿元人民币［2］。
