摘要
北京平原地区有着凹陷厚度达千余米的松散沉积物，这容易使该地区产生地面沉降。自 1935 年以来，北京地区一直遭受到地面沉降的影响。为了预防地面沉降的发生，北京市政府采取了地下水管控等一系列措施，使北京地区的地下水开采量得到了有效的控制。2014年底我国实施的南水北调中线工程在一定程度上解决了北京市水资源短缺的问题，缓解了地下水的用水量，逐步成为北京市的主要供水来源。为了更好的研究北京地区长时间跨度地面沉降的演化过程，本文基于 2003-2020 年的 ENVISAT ASAR 和Sentinel-1数据，利用时序InSAR技术对北京地面沉降进行监测分析，联合多时相SAR卫星数据解译南水北调中线通水前后北京地面沉降的时空演化特征。 研究为该地区长期地面沉降监测、水资源管理等提供数据支撑。本研究的主要内容及结论如下： （1）利用瑞士GAMMA Remote Sensing AG公司研发的全功能 SAR 数据处理软件，分别采用224幅覆盖北京地区的升降轨Sentinel-1影像数据，基于小基线集技术和抗差最小二乘拟合法获取了北京市2015-2020年的升降轨地表形变融合结果，同时采用GNSS监测数据对融合后的结果进行精度验证。结果表明，GNSS监测形变与升降轨融合形变结果吻合较好，二者之间的绝对误差均小于10mm/yr，相关性达到了0.95。 （2）利用覆盖研究区域2003-2010年ENVISAT ASAR和2015-2020年Sentinel-1数据解算北京地表形变，分别获取了2003-2010年和2015-2020年地面沉降的年平均速率和累计形变结果，并采用二次多项式对两个时间段的地表形变结果进行拟合，获取了南水北调中线工程通水前后北京地面沉降的时空演变规律。这项研究不仅为北京地区提供了重要的形变信息。此外，该研究结果对于北京市的稳定性分析、大型工程建设、城市规划等具有重要的参考意义。 （3）结合北京地区土地利用类型、地下水以及降雨量数据，分析北京地区地表形变的起因。结果表明与其他土地利用类型相比，建设用地更容易发生地面沉降；在集中降雨期间，沿雷达视线方向存在明显的回弹形变现象；此外，地下水位上升，地面沉降的速率呈现减缓的趋势。分析建设用地、降雨以及地下水位和地面沉降之间的相关性发现，土地利用类型和降水量对地面沉降的影响较小，地下水位的变化是北京市地面沉降产生的主要因素。
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