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。我室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
