利用Sentinel-1时间序列干涉测量技术分析不同垦殖和建设时期下的地面沉降特征：以韩国西海岸为例

《IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing》：Analysis of Land Subsidence Characteristics According to Reclamation and Construction Periods Using Sentinel-1 Time-Series Interferometry: A Case Study on The West Coast of South Korea

　　

摘要：

在填海造地的地区，快速的城市化进程带来了严重的地面沉降风险。然而，现有的监测方法通常将填海行为视为一种静态的地理现象，忽略了工程各阶段的时间演变过程。本研究提出了一个以过程为导向的框架，通过结合Sentinel-1干涉合成孔径雷达（InSAR）的时间序列数据与韩国西海岸填海历史的多传感器重建数据（如海堤建设、土壤填充和建筑物建造），来表征地面沉降情况。利用Landsat衍生的NDWI指数、Sentinel-1后向散射指数以及Google Earth影像，我们半自动地推断出了开发时间线，并将470万个持久散射体（PS）点的垂直平均速度和加速度与具体的填海阶段建立了关联。定量分析表明，在填海区域，出现高置信度沉降点的频率是相邻自然地形的七倍。研究结果揭示了不同的沉降模式：闲置的填海土地表现出与Terzaghi固结理论一致的减速趋势，而密集的高层建筑区则经常出现线性或加速沉降现象，这表明结构负荷阻碍了土地的自然稳定。尤为重要的是，土壤填充与建筑物建造之间的时间间隔成为长期稳定性的决定性因素；短时间间隔区域的沉降速率稳定到每年-10毫米大约需要11年，而长时间间隔区域仅需6年。这些发现表明，填海城市的沉降过程受到人为开发时机的动态影响，而不仅仅是地质条件的作用，为基于风险的沿海规划和基础设施安全提供了重要见解。