中科院烟台海岸带研究所在海岸带地面沉降遥感监测研究中取得新进展

　　快速的城市发展和地下水资源过度开采导致地面沉降现象频发，由此引发的地质灾害已成为全球关注的热点问题之一。地面沉降现象及其带来的危害在沿海地区表现更为突出：增加风暴潮灾害和海水入侵风险，降低城市防汛功能，地下水咸化和耕地盐渍化等，给海岸带地区的社会经济发展、人类生存生活带来严重威胁。传统地面沉降监测方法，如水准测量、GPS测量等，野外周期长、监测点离散，无法实现大面积、高分辨率、高重复性的监测。利用合成孔径雷达干涉测量（InSAR）手段可实现大面积、高精度、连续性的地面沉降监测工作。通过长时间序列的SAR数据与相应的处理和分析，能够有效去除干涉相位中的轨道、大气、DEM误差、低相干性等因素的不利影响，使得InSAR从大尺度监测扩展到缓慢小尺度形变应用监测。

　　中国科学院烟台海岸带研究所侯西勇研究员团队基于InSAR理论与技术方法，利用SAR卫星数据与时序InSAR方法，包括永久散射体干涉测量（PS-InSAR）和短基线集干涉测量（SBAS-InSAR）技术，对中国海岸带典型沉降区进行了遥感监测研究，对比分析了其沉降时序变化、地面形变场的强弱趋势和空间展布等特征。

　　研究发现，天津地区的地面沉降遥感反演结果（2017-2019）显示，天津市区地表沉降速率已控制在较低水平，但天津市西郊地面沉降现象仍较为严重，很多城镇区域沉降速率已超过50 mm/year。上海促淤造地新成陆区的地面沉降遥感监测结果（2007-2010，2017-2020）显示，新成陆地区域存在不均匀沉降现象，随着时间的推移沉降速率逐渐变缓；近海地区的沉降比内陆地区更为显著，沉降严重区域（>25 mm/year）主要集中在滴水湖周边及海堤区域。

　　　　图1 天津市城区与西郊区地面沉降遥感反演结果（A）PS-InSAR （B）SBAS-InSAR

　　图2 上海市东南沿海围垦区PS-InSAR地面沉降遥感反演结果（A）2007-2010（B）2017-2020

　　研究证明，常用于城市沉降监测的PS-InSAR技术，可以实现新成陆区（人造地物较少）大范围、长时间序列的地面沉降遥感监测工作，此外，研究还发现，由于PS-InSAR与SBAS-InSAR方法对地物检测的灵敏度不同，在同一沉降区域其反演结果会略有差异。开展中国海岸带城市的地面沉降遥感监测工作，能够为海岸带开发建设、城市淹没风险评估等研究提供数据与技术支持，具有较强的理论与现实意义。

　　上述研究工作得到了中国科学院战略性先导科技专项“地球大数据科学工程”子课题“海岸带气候变化风险综合评估与决策支持系统”（No. XDA19060205）等科研项目的资助。

　　代表性论文：

　　Dong Li, Bin Li, Yuxin Zhang, Chao Fan, He Xu, Xiyong Hou*. Spatial and temporal characteristics analysis for land subsidence in Shanghai coastal reclamation area using PS-InSAR method. Frontiers in Marine Science, 2022, 9:1000523. DOI: 10.3389/fmars.2022.1000523

　　Dong Li, Xiyong Hou*, Yang Song, Yuxin Zhang, Chao Wang. Ground Subsidence Analysis in Tianjin (China) Based on Sentinel-1A Data Using MT-InSAR Methods [J]. Applied Sciences, 2020, 10(16), 5514. DOI: 10.3390/app10165514

　　（来源：http://www.yic.cas.cn/ky/kydt/202210/t20221013_6523666.html）