• 煙臺海岸帶研究所在海岸帶地面沉降遙感監測研究中取得新進展

           快速的城市發展和地下水資源過度開采導致地面沉降現象頻發,由此引發的地質災害已成為全球關注的熱點問題之一。地面沉降現象及其帶來的危害在沿海地區表現更為突出:增加風暴潮災害和海水入侵風險,降低城市防汛功能,地下水咸化和耕地鹽漬化等,給海岸帶地區的社會經濟發展、人類生存生活帶來嚴重威脅。傳統地面沉降監測方法,如水準測量、GPS測量等,野外周期長、監測點離散,無法實現大面積、高分辨率、高重復性的監測。利用合成孔徑雷達干涉測量(InSAR)手段可實現大面積、高精度、連續性的地面沉降監測工作。通過長時間序列的SAR數據與相應的處理和分析,能夠有效去除干涉相位中的軌道、大氣、DEM誤差、低相干性等因素的不利影響,使得InSAR從大尺度監測擴展到緩慢小尺度形變應用監測。

    中國科學院煙臺海岸帶研究所侯西勇研究員團隊基于InSAR理論與技術方法,利用SAR衛星數據與時序InSAR方法,包括永久散射體干涉測量(PS-InSAR)和短基線集干涉測量(SBAS-InSAR)技術,對中國海岸帶典型沉降區進行了遙感監測研究,對比分析了其沉降時序變化、地面形變場的強弱趨勢和空間展布等特征。

    研究發現,天津地區的地面沉降遙感反演結果(2017-2019)顯示,天津市區地表沉降速率已控制在較低水平,但天津市西郊地面沉降現象仍較為嚴重,很多城鎮區域沉降速率已超過50 mm/year。上海促淤造地新成陸區的地面沉降遙感監測結果(2007-20102017-2020)顯示,新成陸地區域存在不均勻沉降現象,隨著時間的推移沉降速率逐漸變緩;近海地區的沉降比內陸地區更為顯著,沉降嚴重區域(>25 mm/year)主要集中在滴水湖周邊及海堤區域。


    1 天津市城區與西郊區地面沉降遙感反演結果(APS-InSAR BSBAS-InSAR


    2 上海市東南沿海圍墾區PS-InSAR地面沉降遙感反演結果(A2007-2010B2017-2020

    研究證明,常用于城市沉降監測的PS-InSAR技術,可以實現新成陸區(人造地物較少)大范圍、長時間序列的地面沉降遙感監測工作,此外,研究還發現,由于PS-InSARSBAS-InSAR方法對地物檢測的靈敏度不同,在同一沉降區域其反演結果會略有差異。開展中國海岸帶城市的地面沉降遙感監測工作,能夠為海岸帶開發建設、城市淹沒風險評估等研究提供數據與技術支持,具有較強的理論與現實意義。

    上述研究工作得到了中國科學院戰略性先導科技專項“地球大數據科學工程”子課題“海岸帶氣候變化風險綜合評估與決策支持系統”(No. XDA19060205)等科研項目的資助。

    代表性論文:

    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




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