摘要
本文以华北平原为研究区，采用星载合成孔径雷达C波段的Sentinel-1数据，分析地下水开采量较大的区域与地面沉降较为严重的区域的相关性。为了实现大范围地面沉降的时序InSAR监测，本文采用了分块处理方式，并针对大部分研究区采用了PS-InSAR技术，而在小部分区域辅助采用DS-InSAR技术以提高监测精度。本文基于华北平原的水文地质参数和地下水开采数据，建立了数值模拟模型，并且结合InSAR地面沉降监测成果，验证了地下水开采深刻影响了地面沉降的发展。主要研究成果如下: (1)使用2018年1月至2019年6月的Sentinel-1影像数据，基于SNAP和StaMPS软件进行了时间序列分析处理，得到华北平原范围内的地面沉降结果，其中唐山市、沧州市、石家庄市三处地面沉降中心速率分别为:-72.7mm/y,-125.6mm/y,-111.5mm/y。探究地面沉降诱发机理，认为主要受到地下水开采的影响。 (2)以黄河下游的垦利区与河口区为例，以2018年4月至2019年1月为时间跨度，使用PS-InSAR处理得到16258个PS监测点，而用DS-InSAR时的总点数为222367个。证实了DS-InSAR相比PS-InSAR在农田裸地区域能极大提高地面监测性能。 (3)使用地下水模拟系统软件构建了华北平原准三维地下水数值模拟模型。选取华北平原地下水严重开采区域之一的沧州市，根据地下水开采数据并基于SUB沉降模块，建立了沧州市地下水开采诱发的地面沉降模型。模拟发现，若仅考虑地下水开采诱发因素，2019年沧州市地面沉降中心速率可达-130mm/y。
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