论文总字数：20137字

摘 要

随着城市化进程的推进和自然地表形变活动，受到自然及人为因素的影响，严重的地面沉降会给城市的未来发展带来巨大的影响和阻力，甚至危害人民的生命财产安全，影响正常的社会生产活动。因此，为了保障美好城市的安全和稳定，对城市进行必要的地面沉降监测，第一时间发现沉降塌陷区并进行治理是不可或缺的。

本次毕业设计将对上海地区沉降因素进行深入研究，选用2006年7月29日到2007年11月1日ALOS数据和23景Sentinel-A数据作为实验数据。对上海市主要中心城区、闵行区黄浦江两侧、奉贤区南部地区重点研究，通过PSInSAR技术对上海地区沉降时空变化进行分析。本文通过以下几点来阐述研究安排的主要内容：

1.简述干涉雷达技术的发展历史和当前应用领域，介绍DInSAR技术的对城市区域地表形变监测的优缺点，阐述PSInSAR的技术原理和算法模型，通过PSInSAR技术的突出优点对上海地区沉降进行时空沉降分析。

2.对Sentinel-A数据和ALOS数据进行解算分析，获取上海地区沉降区域的沉降速率，得到上海市主要城区虹口区地面沉降速率为6-8mm/a，闵行区黄浦江两侧部分地区达到最大沉降速率，约为10mm/a，奉贤区南部地区沉降速率较为缓慢，为0-4mm/a。

3.通过本次实验结果和上海地区历史沉降因素结合分析，得出三点重要引起沉降的原因：上海发展历史上大量抽取地下水引起地下空间不可挽回的损坏，造成土层结构的崩坏从而引起区域性沉降反应；城市化的高速推进，导致建筑高楼的不断向上攀升、地下空间的开发不断向下蔓延、城市轨道交通的铺设不断扩张，造成了漏斗型沉降；上海处在长江三角洲冲积平原的一部分，外圈河滩不断向外延伸引起缓慢沉降。

关键词：地面沉降 DInSAR技术 PSInSAR技术 上海地区 沉降因素

The spatial and temporal distribution of land subsidence in Shanghai area is studied with multi-band multi-platform multi-temporal radar satellite data

Abstract

With the advancement of urbanization and natural surface deformation activities, the severe land subsidence will bring huge influence and resistance to the future development of the city under the influence of natural and human factors, even endanger the safety of people's life and property, and affect the normal social production activities. Therefore, in order to guarantee the safety and stability of a beautiful city, it is indispensable to carry out the necessary ground subsidence monitoring in the city, and find the subsidence subsidence area in the first time and control it.

This graduation project will conduct an in-depth study on the subsidence factors in Shanghai, using ALOS data and 23 Sentinel-A data from July 29, 2006 to November 1, 2007 as experimental data. The research focuses on the main downtown area of Shanghai, the two sides of Huangpu River in Minhang District and the south of Fengxian District. The spatial and temporal variation of subsidence in Shanghai area is analyzed by PSInSAR technique. This paper expounds the main content of the research arrangement through the following points:

1. This paper briefly introduces the development history and current application fields of interferometric radar technology, and introduces the advantages and disadvantages of DInSAR technology in monitoring urban surface deformation. At the same time, the technical principle and process of PSInSAR are described, and the prominent advantages of PSInSAR technology are used to analyze the spatial and temporal settlement in Shanghai.

2. The sentinel-A data and ALOS data were calculated and analyzed to obtain the settlement rate of the settlement area in Shanghai area. The results show that the land subsidence rate in Hongkou district, the main urban area of Shanghai, is 6-8mm/a, the maximum subsidence rate is about 10mm/a in parts of both sides of The Huangpu River in Minhang District, and the subsidence rate in the southern part of Fengxian District is relatively slow, 0-4mm/a.

3. Through the analysis of the experimental results and the historical settlement factors in Shanghai area, three important reasons for the settlement are obtained: In the development history of Shanghai, a large number of groundwater extraction caused irreversible damage to the underground space, resulting in the collapse of the soil structure and causing regional subsidence reaction. The rapid advancement of urbanization leads to the continuous rise of high-rise buildings, the continuous development of underground space and the continuous expansion of urban rail transit, resulting in the funnel-shaped settlement. Shanghai is part of the Alluvial plain of the Yangtze River Delta, The extension of the outer ring beach leads to slow settlement.

目 录

摘 要 Ⅰ

ABSTRACT Ⅱ

第一章 绪论

1.1 研究的背景和意义 1

1.2 国内外发展现状 1

1.3 研究目标 3

1.4 研究的安排和提高之处 4

第二章 DInSAR技术

2.1 InSAR成像原理 5

2.2 DInSAR技术原理 6

第三章 永久散射体雷达干涉（PSInSAR）技术

3.1 PSInSAR技术概述 7

3.2 PSInSAR技术基础原理 7

3.3 PSInSAR技术算法模型 8

3.3.1 引言 8

3.3.2 干涉模型 9

3.3.3 差分干涉模型 9

3.3.4 PS相位差分模型 10

3.4 PSInSAR技术特点 11

3.5 PS点的提取方法——振幅离差阈值法 11

第四章 上海地区地面沉降实验分析

4.1 研究区域概况 13

4.2 数据来源 13

4.3 上海地区Sentinel-A数据分析............................... 14

4.3.1 中心城区区内沉降主要分析 15

4.3.2 闵行区黄浦江两侧重点分析 17

4.3.3 奉贤区南部地区分析 18

4.4 上海地区ALOS数据分析................................... 20

第五章 结论和展望

5.1 结论 22

5.2 展望 22

参考文献 24

致谢 26

第一章 绪论

1.1 研究的背景和意义

地面沉降是在一种具有潜在威胁性的地表形变，上海市在上世纪就已经出现了地面沉降的突出问题。一方面随着上海地区城市化进程的推进，城市高楼建设的快速发展，道路交通设施的完善，另一方面自然因素的影响，比如地下水开采、河沙漫滩堆积、地壳运动等影响上海地区的地面沉降速率，城市居民不得不面对地面沉降所带来的潜在危险，例如房屋崩塌、地面塌陷、开挖地下管线引发事故等重大安全隐患，造成威胁人们生活和工业生产的安全问题。相对于传统测量技术，如水准测量技术中有些人员无法进入的地方，难以进行现场区域测量；GPS、摄影测量等技术测量大范围空间和宽领域时间等方面能力有所欠缺。因此，可以借助雷达卫星获取卫星影像数据，找出合适的应用技术，经过解算处理后得到相应的地面沉降处理结果。

请支付后下载全文，论文总字数：20137字