城市InSAR地面形变监测案例

城市在高强度建设与地下空间开发中，正经历着肉眼难以察觉的毫米级“形变”。道路开裂、管网渗漏、地铁结构变形、建筑墙体开裂，往往都始于这些毫米级的蠕动。卫星遥感InSAR形变监测，可以为城市地面形变监测提供技术支撑。

本次以某市城区为例，基于长时序卫星雷达影像开展时序InSAR地面形变监测，实现全域覆盖、毫米级精度的地表形变识别。

一、累积形变量图

累积形变量图记录的是监测期内相对参考时刻的累计位移总量（单位：毫米），用于复盘形变演变全过程。

图1 城市InSAR地面形变监测累积形变量图

从图1看，监测区整体以绿色为主（-5～5毫米），地表总体稳定；中西部沿江平原一带出现浅青色连片区（-5～-10毫米），存在轻微累积沉降；区内散布的蓝色、紫色斑点为局部沉降点，个别点位累积沉降量超过-30毫米；图幅东北部城区出现成片暖色调异常区，累积形变量超过+30毫米。

二、形变速率图

形变速率图反映每个像元的年均形变速率（单位：毫米/年），用于区分稳定区、轻微沉降区与快速形变核心区。

图2 城市InSAR地面形变监测形变速率图

从图2看，全区大部分区域速率集中在-5～5毫米/年，属于稳定背景场；中西部沿江区域呈-5～-10毫米/年的轻微沉降；东北部城区的暖色热点区速率超过+15毫米/年，局部超过+30毫米/年；城区内还识别出紫色线状与斑点状高值区，呈带状分布，疑似道路、轨道沿线或填方区域的差异沉降，是下一步重点核查的对象。

三、地面形变分析

1.沉降靶区

根据监测形成的沉降碗，结合卫星光学遥感影像图，圈定监测区的沉降靶区。监测区为城市建成区，沉降区多为建筑小区或者城市建筑基坑（图3）。

图3 沉降靶区（左图）与影像地物关系图（右图半透明显示）

图4 沉降区正射影像图              图5 靶区1正射影像图

图6 靶区2正射影像图               图7 靶区3正射影像图

2.城市地面沉降分析

综合来看，本次监测区地表总体文稳定，局部区域存在沉降大于30mm。城市地面形变的主要驱动因素包括城市建设扰动、地铁及地下工程扰动、建筑荷载增加以及降雨引起的地下水季节波动。