南水进京后升降轨InSAR解译北京地面沉降发展态势

张双成; 张雅斐; 司锦钊; 罗勇; 余静; 雷坤超; 许强

doi:10.13203/j.whugis20210554

南水进京后升降轨InSAR解译北京地面沉降发展态势

doi: 10.13203/j.whugis20210554

张双成^1,2,
张雅斐¹,
司锦钊¹,
罗勇³,
余静¹,
雷坤超^3,4,
许强¹

1 长安大学地质工程与测绘学院, 陕西西安, 710054;
2 地理信息工程国家重点实验室, 陕西西安, 710054;
3 北京市水文地质工程地质大队, 北京市西四环北路123号, 100195;
4 中国科学院地质与地球物理研究所, 北京市北土城西路19号, 100029

基金项目:

国家重点研究开发项目（2019YFC1509802、2020YFC1512000）；国家自然科学基金（4207404141731066）；地理信息工程国家重点实验室（SKLGIE2019-Z-2-1）；陕西省自然科学研究计划（2020JM-227）。

详细信息

作者简介:
张双成，博士，副教授。主要研究方向包括卫星导航、遥感及其在地质灾害中的应用。电子邮件：shuangcheng369@chd.edu.cn

中图分类号: P237

Land Subsidence Situation by Ascending and Descending InSAR Interpretation after the Start of the South to North Water Transfer in the Beijing

1 School of Geological Engineering and Geomatics, Chang'an University, Xi'an 710054, China;
2 State Key Laboratory of Geo-Information Engineering, Xi'an 710054, China;
3 Beijing Institute of Hydrogeology and Engineering Geology, 123 North West Fourth Ring Road, Beijing 100195, China;
4 Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, 19 Beitucheng West Road, Beijing 100029, China

Funds:

The National Key Research and Development Program of China (2019YFC1509802,2020YFC1512000)

摘要: 地下水长期超量开采引发的地面沉降是北京市面临的一个重大问题。我国南水北调中线工程通水以来，极大地缓解了北京市水资源短缺问题。针对南水北调中线工程对北京地面沉降影响的问题，本文利用升降轨时序合成孔径雷达干涉测量（Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR）分析2014年12月至2020年12月南水北调中线工程通水后北京地面沉降发展态势。研究结果表明，北京市沉降分布不均匀，升轨形变速率及累计形变量最大分别为-134mm/a和-697mm，降轨形变速率及累计形变量最大分别为-135mm/a和-734mm。对比地下水位数据和抗差最小二乘拟合法融合的InSAR形变结果发现，北京地区的沉降速率随着地下水位的上升而逐渐减小，也即南水北调中线工程在一定程度上极大地缓解了北京的地面沉降扩张趋势。
- 地面沉降 /
- 时序合成孔径雷达干涉测量 /
- 升降轨 /
- 抗差最小二乘拟合 /
- 内部互检
Abstract: Objectives: A major problem in Beijing is land subsidence caused by long-term over-exploitation of groundwater. Since the opening of the south-to-North Water Diversion Project, the problem of water shortage in Beijing has been greatly alleviated. The south-to-north Water Diversion Project alleviates the land subsidence in Beijing to a certain extent. Methods: In order to analyze the development trend of land subsidence after the start of the South to North Water Transfer in the Beijing, ascending and descending time series interferometric synthetic aperture radar(InSAR) technique is used to monitor land subsidence in Beijing. Firstly, the mean deformation velocity and cumulative deformation in line of sight (LOS) in Beijing district from January 2015 to December 2020 obtained by the small baseline subset InSAR(SBAS-InSAR). Secondly, The Robust least square fitting method were used to fuse the deformation results of the lifting rail and compare the global positioning system (GPS) monitoring datas and the fusion results of lifting rail. Finally, analyze the variation trend between the deformation results by the Robust least quadratic fitting and groundwater. Results: The deformation results show that the center of Beijing is basically stable and the deformation distribution is not uniform. The maximum ascending annual deformation velocity and the maximum ascending cumulative deformation amount reach -134mm/year and -697mm, the maximum descending annual deformation velocity and the maximum descending cumulative deformation amount reach -135mm/year and -734mm.And the fusion results obtained by the least square fitting method have certain reliability and accuracy. Conclusions: The subsidence rate in Beijing district shows a decreasing trend with the gradual increase of groundwater level. In general, the middle route of South-to-North Water Transfer Project has greatly alleviated the expansion trend of land subsidence in Beijing to a certain extent.
- Land subsidence /
- time-series interferometric synthetic aperture radar /
- ascending and descending /
- robust least squares fitting method /
- internal inspection

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南水进京后升降轨InSAR解译北京地面沉降发展态势

doi: 10.13203/j.whugis20210554

作者简介:
张双成，博士，副教授。主要研究方向包括卫星导航、遥感及其在地质灾害中的应用。电子邮件：shuangcheng369@chd.edu.cn

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作者简介: 张双成，博士，副教授。主要研究方向包括卫星导航、遥感及其在地质灾害中的应用。电子邮件：shuangcheng369@chd.edu.cn

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张双成，博士，副教授。主要研究方向包括卫星导航、遥感及其在地质灾害中的应用。电子邮件：shuangcheng369@chd.edu.cn

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