蘭恒星，劉洪江，孫 鐵，賈有良，楊志華，丁尚起，黃曉明

(1. 中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所資源環(huán)境信息系統(tǒng)國家重點實驗室，北京 100101；2. 天津市天勘濱海工程技術(shù)有限公司，天津 300381；3. 天津市測繪院，天津 300381；4.天津市濱海新區(qū)水務(wù)局，天津 300450)

城市建筑物沉降永久散射體干涉雷達監(jiān)測

蘭恒星1，劉洪江1，孫 鐵2，賈有良3，楊志華1，丁尚起4，黃曉明4

(1. 中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所資源環(huán)境信息系統(tǒng)國家重點實驗室，北京 100101；2. 天津市天勘濱海工程技術(shù)有限公司，天津 300381；3. 天津市測繪院，天津 300381；4.天津市濱海新區(qū)水務(wù)局，天津 300450)

地面沉降對城市建筑物構(gòu)成巨大威脅，對城市建筑物進行沉降監(jiān)測具有重要意義．采用德國合成孔徑雷達(TerraSAR-X)1,m空間分辨率的雷達影像，使用永久散射體干涉測量(PSI)技術(shù)，以天津塘沽渤海石油新村和東沽石油新村為研究區(qū)，研究不同類型建筑物(建造時間、層高及地理位置等)的沉降特征．研究結(jié)果表明，不同類型建筑物在沉降率和沉降時間過程上具有較強的時空分異性．研究結(jié)果可以為天津塘沽濱海新區(qū)建筑物沉降風(fēng)險控制提供科學(xué)參考．

建筑物沉降；永久散射體干涉測量(PSI)；TerraSAR-X

地面沉降是由多種原因引起的地表海拔標高緩慢降低的地質(zhì)現(xiàn)象，主要發(fā)生于快速城市化地區(qū)，其發(fā)生范圍廣、危害大，作用過程緩慢不易察覺，是世界上大多數(shù)城市建設(shè)發(fā)展均面臨的地質(zhì)災(zāi)害問題．而建筑物是城市最為主要的地物覆蓋，地面不均勻沉降往往造成墻體開裂、樓板松動、結(jié)構(gòu)傾斜甚至倒塌．因此，對建筑物沉降進行精確監(jiān)測顯得尤為重要．

監(jiān)測建筑物沉降的傳統(tǒng)方法有 GPS、水準監(jiān)測、觀測井和觀測樁等[1-3]，這些手段多適合單點建筑物沉降監(jiān)測，對于城市大規(guī)模建筑群沉降監(jiān)測，由于監(jiān)測面積大、周期長，傳統(tǒng)監(jiān)測方法顯得無能為力，如差分 GPS或水準測量往往僅限于特定的重點建筑，無法進行大規(guī)模的監(jiān)測．而合成孔徑雷達差分干涉測量(D-InSAR)可以克服常規(guī)監(jiān)測手段的局限性，方法簡單易用，但極易受大氣延遲、軌道誤差、地表狀況和時態(tài)不相關(guān)等因素影響，如由大氣延遲引起的誤差有時占到監(jiān)測值的80%[4-6]．永久散射體干涉測量(permanent scatterers interferometric，PSI)技術(shù)是在D-InSAR基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，目前被認為是大范圍地物沉降監(jiān)測極具潛力的研究手段[3]．如意大利采用PSI方法，利用10 m分辨率的ENVISAT數(shù)據(jù)，對羅馬城、Venice海濱城市地面沉降進行了監(jiān)測[7-8]；希臘采用PSI技術(shù)，用ENVISAT數(shù)據(jù)監(jiān)測了希臘西部的地表沉降，其監(jiān)測精度可達1 mm[9-12]．

以往的這些應(yīng)用受限于合成孔徑雷達(synthetic aperture radar，SAR)數(shù)據(jù)的空間分辨率，難以對城市建筑物沉降進行精確監(jiān)測．隨著 SAR空間分辨率的不斷提高，如德國 TerraSAR-X具有 1,m空間分辨率，相比較低空間分辨率的雷達影像(如RADARSAT和 ENVISAT)，TerraSAR-X影像在地面沉降的監(jiān)測中展示了更好的精度[13-17]，其影像解析度能夠很好地分辨出城市復(fù)雜建筑物分布，此外其軌道精度、波段特征等與以前的 SAR相比均有大幅提高，可以更為有效地研究建筑物沉降范圍、速率、規(guī)模和潛在危害，鑒別不同類別建筑物時空沉降特性．因此，采用PSI技術(shù)和高分辨率TerraSAR-X影像數(shù)據(jù)進行城市建筑物沉降監(jiān)測具有重要的研究價值[8]．

為了研究PSI技術(shù)和高分辨率SAR數(shù)據(jù)在城市建筑物沉降監(jiān)測上的應(yīng)用，筆者以天津塘沽渤海石油新村和東沽石油新村為實驗區(qū)，進行城市建筑物 PSI沉降監(jiān)測示范研究，分析區(qū)域整體建筑物沉降特征，對比不同類型建筑物沉降特征，監(jiān)測建筑物不均勻沉降，以揭示建筑物的建造時間、層高及地理、地質(zhì)環(huán)境對建筑物沉降的影響，為塘沽地區(qū)建筑物地面沉降風(fēng)險控制提供科學(xué)參考．

1 方 法

1.1 研究區(qū)概況

天津塘沽緊鄰渤海灣，屬中國典型的北方海濱型城市，也是典型的地下水超采城市，是中國受地面沉降災(zāi)害威脅最為嚴重的地區(qū)之一．根據(jù)觀測資料，在1959—2006年的47年間，塘沽地面平均下沉量為2 m，其中上海道與河北路交叉口最大沉降量達到了 3.25 m．由于地面沉降，許多居住區(qū)建筑物出現(xiàn)了比周圍路基低的“三級跳”現(xiàn)象，地下給排水設(shè)施功能減弱，部分區(qū)域建筑物甚至傾斜、下陷，穩(wěn)定性降低[18].

2010年1月11日，國務(wù)院正式批準成立了天津濱海新區(qū)，它將成為我國繼珠三角、長三角之后快速的城市化增長地區(qū)，也將是我國第3個大規(guī)模區(qū)域經(jīng)濟增長區(qū)域．其中塘沽是濱海新區(qū)的核心功能區(qū)，但由于地面沉降問題由來已久，隨著大規(guī)模建設(shè)的展開，建筑物沉降必將成為塘沽城市建設(shè)中面臨的首要問題[11-12]．

在塘沽，渤海石油新村與東沽石油新村均屬于典型的居住-商業(yè)型社區(qū)，由于地理位置、地質(zhì)條件的不同，在地面沉降特征上，2個地區(qū)具有不同的特點，研究區(qū)位置與概況見圖1．

圖1 研究區(qū)概況Fig.1 General map of research area

1.2 數(shù)據(jù)源

采用德國 TerraSAR-X,1,m空間分辨率雷達影像，根據(jù)城市區(qū)特征，1,m 空間分辨率可以鑒別出90%以上的地物，因而使得 TerraSAR-X適合復(fù)雜地物覆蓋的城市區(qū)建筑沉降監(jiān)測．由于TerraSAR-X發(fā)射時間短，截止至本研究開始，共有存檔數(shù)據(jù) 11景，時間從 2007-12-29—2008-06-22，全部為上行右視數(shù)據(jù)，距離向分辨率 0.45,m，方位向分辨率 1,m，研究區(qū)TerraSAR-X數(shù)據(jù)情況見表1．

表1 研究區(qū)TerraSAR-X影像Tab.1 TerraSAR-X images of research area

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

塘沽建筑物沉降監(jiān)測采用PSI數(shù)據(jù)處理方法，主要處理步驟分為數(shù)據(jù)準備及輸入、永久散射點的選取和質(zhì)量評估、永久散射點單視復(fù)數(shù)圖像、永久散射點差分干涉、PS回歸分析、模型校準、結(jié)果驗證以及建筑物沉降結(jié)果分析等(見圖2)．

圖2 PSI數(shù)據(jù)處理流程Fig.2 Flow chart of PSI data processing

數(shù)據(jù)準備主要包括一系列配準的單視復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)、相應(yīng)的軌道參數(shù)文件和管理這些數(shù)據(jù)堆棧的文本文件，另外需要研究區(qū)內(nèi)相應(yīng)的SRTM 數(shù)字高程數(shù)據(jù)．塘沽TerraSAR的數(shù)據(jù)堆棧記錄為56個，采用了數(shù)據(jù)組合模式的堆棧構(gòu)建方式，其中第28個堆棧記錄采用了主圖像4及從圖像4的參考圖像對，有利于進行大氣延遲相位的計算和去除．

永久散射點(permanent scatterer，PS)的選取是非常關(guān)鍵的一步，根據(jù)研究區(qū)內(nèi)建筑物的特性，初始的候選點數(shù)為261,074．候選點列表只是初選列表，在對每個候選點的質(zhì)量進行仔細評估，清除質(zhì)量差的候選點后，獲得最終的永久散射點為40,120個，監(jiān)測點密度達到2,230點/km2．經(jīng)過差分干涉、回歸分析、去大氣效應(yīng)等后期處理，初步得到研究區(qū)PSI沉降監(jiān)測結(jié)果，然后結(jié)合研究區(qū)內(nèi)0.4,m高分辨率航空光學(xué)影像及雷達影像復(fù)合，提取出研究區(qū)內(nèi)建筑物沉降PS監(jiān)測點．

2 結(jié)果及分析

2.1 沉降監(jiān)測結(jié)果

根據(jù)天津市控制地面沉降工作辦公室的相關(guān)文件，將監(jiān)測結(jié)果按照快速沉降(＞50,mm/a)、中速沉降(50～20,mm/a)和慢速沉降(＜20,mm/a)進行分類，渤海石油新村和東沽石油新村建筑物沉降PSI監(jiān)測結(jié)果如圖 3所示(高易發(fā)代表快速沉降，中易發(fā)代表中速沉降，低易發(fā)代表慢速沉降)，渤海石油新村共分布 1,712個建筑物監(jiān)測點，年均沉降率8.9,mm/a，最大沉降率44.2,mm/a，快速沉降區(qū)基本沒有，總體屬于極慢速穩(wěn)定沉降階段，西南側(cè)沉降大于東北側(cè)；東沽石油新村共分布 2,205個建筑物監(jiān)測點，總體屬于慢速沉降階段，年均沉降率 11.6,mm/a，最大沉降率 60.3,mm/a，沉降區(qū)主要分布于海河沿岸，東南側(cè)沉降大于西北側(cè)．

從表2可以看出，2個地區(qū)的大多數(shù)建筑物均處于慢速沉降階段(年沉降率＜20,mm/a)，慢速沉降總面積達到90%以上，其中渤海石油新村的慢速沉降面積占96%，二者均屬于沉降災(zāi)害低易發(fā)區(qū)．

圖3 沉降監(jiān)測結(jié)果Fig.3 Subsidence monitoring results

表2 東沽及渤海石油新村建筑物沉降分區(qū)對比Tab.2 Comparison between Donggu and Bohai building subsidence

2.2 結(jié)果驗證

采用對應(yīng)觀測期內(nèi)的水準點監(jiān)測資料對建筑物PSI監(jiān)測結(jié)果進行了驗證．研究區(qū)內(nèi)，共分布有 3個水準測量點，其中與PSI監(jiān)測點位置最接近的水準測量點位于東沽石油新村河濱路北側(cè)(UTM坐標 x= 560,956.7，y=4 316,118.1)，其余 2個水準測量點與附近 PSI點相差均較遠．水準測量監(jiān)測表明，2007—2008年該監(jiān)測點年均沉降率為15.0,mm/a，距其以東1.2,m處的PSI監(jiān)測點的沉降率為13.7,mm/a，二者相差小于 2,mm．由于可使用的水準點太少，因此對監(jiān)測結(jié)果進行實地驗證，圖 4為建筑物的實體圖．通過與水準測量比較和實地驗證，認為PSI監(jiān)測結(jié)果符合實際監(jiān)測結(jié)果，數(shù)據(jù)處理方法可靠，結(jié)果可信．

圖4 水準測量點與PS監(jiān)測點的位置及對應(yīng)沉降率Fig.4 Location and corresponding subsidence rate for level measuring point and PS monitoring point

2.3 典型建筑物總體沉降特征分析

建筑物沉降災(zāi)害主要與樓層高度有關(guān)，鑒于此，根據(jù)國家標準民用建筑設(shè)計通則(GB,50352—2005)及住宅設(shè)計規(guī)范(GB,50096—1999)，將建筑物按地上層數(shù)及高度進行分類劃分為低層建筑、中層建筑及高層建筑．選取渤海石油新村各類典型建筑物作沉降特征分析，結(jié)果見圖5．

圖5 渤海石油新村不同類型建筑物沉降率Fig.5 Subsidence rates for different buildings in Bohai district

低層建筑是指樓高為 1～3層的建筑，在塘沽地區(qū)主要為廠房、低層辦公-商用建筑和工礦倉儲用地(分為敞篷堆放場及永久堆放場)．從監(jiān)測結(jié)果來看，研究區(qū)內(nèi)低層建筑物總體沉降率在 10.0,mm/a以上，在建筑物中屬于較快速的沉降率．在低層建筑中，廠房類建筑沉降率最小，而堆放場和低層辦公商用用地等類型建筑沉降率均較大．

中層建筑是指4～10層的建筑，在研究區(qū)內(nèi)大多數(shù)建筑均屬中層建筑，年均沉降率為 6.0,mm/a，屬于較為穩(wěn)定的慢速沉降階段．

高層建筑是指樓高在10層以上且建筑高度小于100,m 的建筑，渤海石油新村高層建筑分布較少，主要分布于閘北路南段西側(cè)，樓層高度 10層左右，年均沉降率3.8,mm/a．

由此可見，建筑物沉降率從小到大依次是：高層建筑、中層建筑和低層建筑；同時，不同類型建筑沉降具有較大差異．

2.4 典型建筑沉降特征對比分析

對研究區(qū)內(nèi)不同區(qū)域和不同類型的建筑物沉降特征進行對比分析，主要考察建筑物的年均沉降率和沉降時間過程 2個關(guān)鍵因子．根據(jù)總體沉降監(jiān)測結(jié)果及自然地理條件對比較區(qū)域進行劃分，渤海石油新村劃分為西南和東北兩塊，東沽石油新村劃分為沿海河地區(qū)和內(nèi)陸地區(qū)．

1) 渤海石油新村不同區(qū)域建筑沉降特征對比

圖 6是渤海石油新村低、中、高層建筑物在不同區(qū)域的沉降過程與特征對比，圖中線性擬合斜率代表建筑物沉降率．渤海石油新村建筑物沉降在西南側(cè)與東北側(cè)有較大的差異，除高層建筑外，位于西南側(cè)建筑物的沉降率大于東北側(cè)，總體沉降特征是低層沉降率大、中層建筑次之、高層沉降率?。?/p>

圖6 渤海石油新村不同區(qū)域建筑的沉降過程及沉降特征對比Fig.6 Comparison of subsidence processes and characteristics between buildings of different areas in Bohai district

2) 東沽石油新村不同區(qū)域建筑沉降特征對比

圖 7是東沽石油新村低、中、高層建筑物在不同區(qū)域的沉降過程與特征對比．從圖中可以看出：東沽石油新村臨近海河及內(nèi)陸地區(qū)有較大差異，低層建筑在內(nèi)陸與臨近海河邊的沉降基本為線性沉降(圖7(a))，中層建筑沉降特征在東沽地區(qū)的區(qū)域差異較小，沉降曲線表現(xiàn)為沉降率大體一致性(圖 7(b))，高層建筑具有非線性沉降特征，區(qū)域差異較大，臨近海河地區(qū)沉降率遠大于內(nèi)陸地區(qū)，其沉降率在 3—5月期間出現(xiàn)波動(圖 7(c))；建筑物沉降率從大到小依次是低層、中層及高層．

圖7 東沽石油新村不同區(qū)域建筑的沉降過程及沉降特征對比Fig.7 Comparison of subsidence processes and characteristics between buildings of different areas in Donggu district

3) 渤海及東沽石油新村建筑沉降特征對比

圖 8是渤海石油新村及東沽石油新村不同類型建筑沉降過程與特征對比，從圖中可以看出，東沽石油新村各類建筑物沉降率均大于渤海石油新村．低層建筑的沉降差異最大，截止到研究期，兩者相差達5.0,mm；從中層建筑看，東沽石油新村中層建筑平均沉降率為 14.6,mm/a．渤海石油新村沉降率遠小于東沽石油新村；與低、中層建筑相比，高層建筑的沉降差異稍小，如選擇渤海石油新村分布于振國路與東鹽路交匯口西北側(cè)地段的典型高層建筑(18層左右)，其年均沉降率為 2.6,mm/a，屬于穩(wěn)定性建筑；而東沽石油新村相應(yīng)高層建筑(10層)，年均沉降率達到3.8,mm/a，從這 2個區(qū)域高層建筑的對比分析看，2個區(qū)域高層建筑均屬于緩慢沉降穩(wěn)定建筑，盡管東沽石油新村建筑樓層比渤海石油新村建筑層數(shù)低，但其沉降率還是要稍高．

圖8 渤海石油新村與東沽石油新村不同類型建筑物沉降特征對比Fig.8 Comparison of subsidence characteristics between buildings of Bohai and Donggu districts

4) 不同類型建筑物沉降特征對比

圖 9為不同建筑物沉降特征，反映出中、低層建筑沉降速率較快，高層建筑沉降速率較慢，這主要是由于不同建筑物的樁基類型不同造成的．

圖9 不同類型建筑物沉降特征對比Fig.9 Comparison of subsidence characteristics between different types of buildings

2.5 不均勻沉降監(jiān)測

渤海石油新村大部分建筑物屬于均勻沉降，僅西南局部地區(qū)有不均勻沉降風(fēng)險．東沽石油新村則在內(nèi)陸區(qū)域存在較大面積的不均勻沉降區(qū)域，發(fā)生不均勻沉降的概率更大．圖 10所示為東沽石油新村建筑物差異沉降情況，其中驗證點位置見圖 3．圖中建筑東側(cè)沉降量大，在沉降曲線上表現(xiàn)為線性大幅度沉降，西側(cè)建筑則表現(xiàn)為緩慢下滑，不均勻沉降導(dǎo)致建筑墻體開裂．監(jiān)測結(jié)果表明，沉降多發(fā)生于建筑物墻角部位，尤其是建筑墻角與臨街公路交界處．

2.6 建筑物沉降成因分析

不同地區(qū)、不同類型建筑物具有較大的沉降差異，分析其原因?qū)τ谔凉两ㄖ两禐?zāi)害治理及風(fēng)險控制具有較大的指導(dǎo)意義，結(jié)合區(qū)域地理環(huán)境、地質(zhì)構(gòu)造背景、土體深度和建筑物建成時間進行分析，初步認為建筑沉降有4個影響因素．

1) 軟土厚度

圖10 東沽石油新村典型建筑差異沉降Fig.10 Non-uniform subsidence of buildings in Donggu district

從建筑與軟土厚度關(guān)系看，東沽地區(qū)東南側(cè)臨近海河邊的建筑沉降率大于其他區(qū)域．東沽地區(qū)東南側(cè)的軟土厚度為 10.0～12.5,m，西北側(cè)的軟土厚度為7.5～10.0,m，東南側(cè)沉降率也大于西北側(cè)．但東沽區(qū)域的軟土底板埋深在東南側(cè)及西北側(cè)均大體一致，為10.0～12.5,m．渤海石油新村西南側(cè)的軟土厚度較北側(cè)大，同樣表現(xiàn)出西南側(cè)沉降率較北側(cè)大．軟土底板埋深也大體一致．因此，從建筑的軟土厚度及埋深來看，這2個地區(qū)的建筑沉降主要與軟土厚度有關(guān)．

2) 建筑樁基結(jié)構(gòu)

不同層高建筑物的沉降率差異較大，而不同層高建筑物的樁基結(jié)構(gòu)也截然不同，高層建筑物采用了深樁基，其沉降率極小，而低層建筑物一般很少采用樁基結(jié)構(gòu)，其沉降率相應(yīng)較大．

3) 建筑時間

通過 2個區(qū)域不同建筑沉降特征可知東沽石油新村沉降大于渤海石油新村，而從建成時間看，渤海石油新村建成時間早于東沽石油新村．初步推斷，東沽石油新村建筑物較新，處于初始沉降階段，因而沉降率稍大；相反渤海石油新村建筑物較老，沉降量較小．東沽石油新村的快速沉降區(qū)和中速沉降區(qū)均多于渤海石油新村．

4) 建筑周圍地理環(huán)境

地理位置上，渤海石油新村離河道水域位置稍遠，而東沽石油新村四周均為海河水域環(huán)繞，在周圍地基結(jié)構(gòu)薄弱的地方(如河漫灘、草地)，建筑更容易發(fā)生沉降．

3 結(jié) 語

隨著雷達技術(shù)的發(fā)展，PSI技術(shù)在城市地區(qū)建筑物沉降監(jiān)測上具備廣泛的應(yīng)用前景，由于監(jiān)測結(jié)果精度高、監(jiān)測控制點密度大、監(jiān)測周期長，因而同以往的水準測量監(jiān)測及 GPS監(jiān)測相比，效率、精度、結(jié)果均具有大幅度提高，本研究不僅對于天津濱海新區(qū)城市建筑沉降風(fēng)險控制具有科學(xué)的參考價值，同時對于其他地區(qū)也有一定的借鑒意義．

塘沽城市不同高度建筑沉降特征具有較大差異，低層建筑沉降率大于中層建筑，中層建筑又大于高層建筑．渤海石油新村西南側(cè)沉降快于東北側(cè)，東沽石油新村沿海河建筑沉降快于內(nèi)陸．東沽石油新村建筑整體沉降快于渤海石油新村．同時對建筑物差異沉降進行了監(jiān)測，差異沉降多發(fā)生于建筑墻角位置，容易引起建筑墻體開裂．通過分析，初步認為建筑物沉降主要受樁基結(jié)構(gòu)、軟土埋深及周圍地基的綜合影響，樁基越深，地面沉降率越?。瑫r建筑樁基如不能穿透軟土層，則軟土層對沉降也有較大的影響．通過不同區(qū)域不同類型建筑物沉降PSI分析與監(jiān)測，為建筑物地面沉降監(jiān)測風(fēng)險控制提供科學(xué)依據(jù)，可為建筑物保護、房地產(chǎn)評估等提供關(guān)鍵信息．

應(yīng)當(dāng)看到的是高精度雷達數(shù)據(jù)目前數(shù)據(jù)價格仍然居高不下，衛(wèi)星發(fā)射時間也較短，因此城市建筑監(jiān)測應(yīng)用也受到一定的限制，在具體應(yīng)用時可考慮與類似日本 ALOS等較高分辨率、價格相對較低的衛(wèi)星配合進行監(jiān)測．

［1］ 易長榮，王 淼，徐 冬. GPS連續(xù)站監(jiān)測天津市地面沉降的初步結(jié)果[J]. 現(xiàn)代測繪，2009，32(1)：31-33.

Yi Changrong，Wang Miao，Xu Dong. Preliminary results of land subsidence monitored by continuous GPS stations in Tianjin[J]. Modern Surveying and Mapping，2009，32(1)：31-33(in Chinese).

［2］ 侯林山，王金龍，朱三妹，等. 利用差分GPS進行地面沉降監(jiān)測的研究[J]. 巖土力學(xué)，2006，27(5)：811-815.

Hou Linshan，Wang Jinlong，Zhu Sanmei，et al. Study of difference GPS to monitor land subsidence[J]. Rock and Soil Mechanics，2006，27(5)：811-815(in Chinese).

［3］ 武健強，楊禮平，薛文勇. 面向高精度地面沉降監(jiān)測的 GPS技術(shù)探討[J]. 測繪信息與工程，2009，34 (6)：13-14.

Wu Jianqiang，Yang Liping，Xue Wenyong. Discussion on GPS technology for land subsidence monitoring with high accuracy[J]. Journal of Geomatics，2009，34(6)：13-14(in Chinese).

［4］ 郭華東. 雷達對地觀測理論與應(yīng)用[M]. 北京：科學(xué)出版社，2000.

Guo Huadong. Theory and Applications of Radar Earth Observation[M]. Beijing：Science Press，2000(in Chinese).

［5］ 王 超，張 紅，劉 智，等. 蘇州地區(qū)地面沉降的星載合成孔徑雷達差分干涉測量監(jiān)測[J]. 自然科學(xué)進展，2002，12(6)：621-625.

Wang Chao，Zhang Hong，Liu Zhi，et al. The land subsidence monitoring in Suzhou with spaceborne synthetic aperture radar differential interferometry[J]. Progress in Natural Science，2002，12(6)：621-625(in Chinese).

［6］ 陳基偉. PS-InSAR技術(shù)地面沉降研究與展望[J]. 測繪科學(xué)，2008，33(5)：88-90，80.

Chen Jiwei. Development and prospect of the permanent scatterers technique on landsubsidence[J]. Science of Surveying and Mapping，2008，33(5)：88-90，80(in Chinese).

［7］ 李德仁，廖明生，王 艷. 永久散射體雷達干涉測量技術(shù)[J]. 武漢大學(xué)學(xué)報：信息科學(xué)版，2004，29(8)：664-668.

Li Deren，Liao Mingsheng，Wang Yan. Permanent scatterer interferometry technique[J]. Journal of Wuhan University：Information Science Edition，2004，29(8)：664-668(in Chinese).

［8］ Ferretti A，Prati C，Rocca F. Permanent scatterers in SAR interferometry[J]. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing，2001，39(1)：8-20.

［9］ Tosi L，Teatini P，Carbognin L，et al. Using high resolution data to reveal depth-dependent mechanisms that drive land subsidence：The Venice coast，Italy[J]. Tectonophysics，2009，474(1/2)：271-284.

［10］ Parcharidis I，F(xiàn)oumelis M，Kourkouli P，et al. Persistent scatterers InSAR to detect ground deformation over Rio-Antirio area(Western Greece)for the period 1992—2000[J]. Journal of Applied Geophysics，2009，68(3)：348-355.

［11］ Teatini P，Tosi L，Strozzi T，et al. Mapping regionalland displacements in the Venice coastland by an integrated monitoring system[J]. Remote Sensing of Environment，2005，98(4)：403-413.

［12］ Stramondoa S，Bozzano F，Marra F，et al. Subsidence induced by urbanisation in the city of Rome detected by advanced InSAR technique and geotechnical investigations[J]. Remote Sensing of Environment，2008，112 (6)：3160-3172.

［13］ Strozzi T，Teatini P，Tosi L. Terrasar-X reveals the impact of the mobile barrier works on Venice coastland stability[J]. Remote Sensing of Environment，2009，113：2682-2688.

［14］ Strozzi T，Tosi L，Teatini P，et al. Monitoring land subsidence within the Venice Lagoon with SAR interferometry on trihedral corner reflectors[J]. IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium，2009(1/2/3/4/5)：2413-2416.

［15］ Prati C，F(xiàn)erretti A，Perissin D. Recent advances on surface ground deformation measurement by means of repeated space-borne SAR observations[J]. Journal of Geodynamics，2010，49(3/4)：161-170.

［16］ Crosetto M，Monserrat O，Iglesias R，et al. Persistent scatterer interferometry：Potential，limits and initial C-and X-band comparison[J]. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing，2010，76(9)：1061-1069.

［17］ Wegmüller U，Walter D，Spreckels V，et al. Nonuniform ground motion monitoring with TerraSAR-X persistent scatterer interferometry[J]. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing，2010，48(2)：895-904.

［18］ 吳鐵鈞，金東錫. 天津地面沉降防治措施及效果[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報，1998，9(2)：6-12.

Wu Tiejun，Jin Dongxi. Elementary description of control measures on land subsidence prevention and its effectiveness in Tianjin City[J]. The Chinese Journal of Geological Hazard and Control，1998，9(2)：6-12(in Chinese).

Subsidence Monitoring of Urban Buildings Using PSI

LAN Heng-xing1，LIU Hong-jiang1，SUN Tie2，JIA You-liang3，YANG Zhi-hua1，DING Shang-qi4，HUANG Xiao-ming4
(1. State Key Laboratory of Resources and Environmental Information System，Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100101，China；2. Tianjin Tiankan Binhai Engineering Technology Company Limited，Tianjin 300381，China；3. Tianjin Institute of Surveying and Mapping，Tianjin 300381，China；4. Bureau of Water Resources in Tianjin Binhai New Area，Tianjin 300450，China)

Because land subsidence severely threatens urban buildings，subsidence monitoring of urban buildings is very significant. Using Germanic synthetic aperture radar(TerraSAR-X)images with 1-m spatial resolution and permanent scatterers interferometric(PSI) technique，a subsidence monitoring experiment was conducted to study the subsidence characteristics of different types of buildings(time，height，location)in Tanggu Bohai district and Donggu district. The study shows that the temporal and spatial characteristics of building subsidence vary significantly with different types of buildings in terms of subsidence rate and subsidence time process. The study results can provide scientific reference for the risk control of buildings subsidence in Tianjin Tanggu Binhai New Area.

buildings subsidence；permanent scatterers interferometric(PSI)；TerraSAR-X

TP79，X43

A

0493-2137(2012)04-0292-09

2010-11-05；

2011-03-08.

國家自然科學(xué)基金資助項目(41072241）；國家科技支撐資助項目(2008BAK50B05）.

蘭恒星（1972— ），男，博士，教授.

蘭恒星，lanhx@lreis.ac.cn.