Monitoring Ground Displacement of Large-Scale Landfills in Wuhan Using Time-Series InSAR Technology

LI Chencheng; JIANG Liming; WU Yuxuan; SHI Xuguo; LAI Zhenyan; JIN Yuan

doi:10.13203/j.whugis20240335

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Monitoring Ground Displacement of Large-Scale Landfills in Wuhan Using Time-Series InSAR Technology

更新时间：2026-11-05

- Monitoring Ground Displacement of Large-Scale Landfills in Wuhan Using Time-Series InSAR Technology
- Geomatics and Information Science of Wuhan University Vol. 50, Issue 8, Pages: 1694-1704(2025)
- 作者机构：
  
  1.中国科学院精密测量科学与技术创新研究院大地测量与地球动力学国家重点实验室，湖北武汉，430077
  2.中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院，湖北武汉，430074
  3.中国科学院大学地球与行星科学学院，北京，100049
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13203/j.whugis20240335
  CLC： P237
- Received：09 September 2024，
  
  Published：05 August 2025
- 稿件说明：
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李晨程,江利明,吴宇轩，等.基于时序InSAR技术的武汉大型垃圾填埋场形变监测与分析[J].武汉大学学报（信息科学版）,2025,50(8):1694-1704.

LI Chencheng,JIANG Liming,WU Yuxuan,et al.Monitoring Ground Displacement of Large-Scale Landfills in Wuhan Using Time-Series InSAR Technology[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2025,50(8):1694-1704.
李晨程,江利明,吴宇轩，等.基于时序InSAR技术的武汉大型垃圾填埋场形变监测与分析[J].武汉大学学报（信息科学版）,2025,50(8):1694-1704. DOI：10.13203/j.whugis20240335

LI Chencheng,JIANG Liming,WU Yuxuan,et al.Monitoring Ground Displacement of Large-Scale Landfills in Wuhan Using Time-Series InSAR Technology[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2025,50(8):1694-1704. DOI：10.13203/j.whugis20240335

摘要

随着城市化进程加快，填埋场已成为一种安全经济处理固体废弃物的主要方式，其稳定性监测对于保障城市居民生命财产安全具有重要意义。以湖北省武汉市陈家冲和长山口生活垃圾填埋场为例，基于Sentinel-1两个相邻轨（Path 113和Path 40）合成孔径雷达（synthetic aperture radar，SAR）影像，采用小基线集SAR干涉测量（interferometric SAR，InSAR）技术获取了包含这两个大型垃圾填埋场在内的武汉部分城区2017—2024年间地表形变信息，并利用多通道奇异谱（multichannel singular spectrum analysis， MSSA）方法重建了地表形变和欧洲中期天气预报中心气温降雨的季节性。结果表明，研究区85%的区域相对稳定，Path 113和Path 40的视线向（line of sight，LOS）形变速率范围分别为-55.3~39.6 mm/a、-47.3~22.7 mm/a；长山口填埋场LOS向最大沉降速率（40.0 mm/a）位于边坡区域，陈家冲填埋场LOS向最大沉降速率(55.3 mm/a) 位于中部堆积体区域；垃圾填埋场的沉降主要受垃圾堆体的机械压缩、生化效应、气温和降雨影响，沉降相对于降雨迟滞100 d左右，迟滞相关性为0.76，相对于气温迟滞60 d左右，迟滞相关性为0.93；2019-06-21的暴雨加速了垃圾填埋场的沉降。研究证实，InSAR技术能够有效监测垃圾填埋场地表沉降，可为垃圾填埋场安全管理和环境保护提供技术支撑。

Abstract

Objectives

With the acceleration of urbanization

landfills have become a primary and economically viable solution for the safe disposal of solid waste. The stability monitoring of them is of great significance for ensuring the safety of urban residents' lives and property.

Methods

Taking the Chenjiachong and Changshankou municipal solid waste landfills in Wuhan as examples

based on Sentinel-1 synthetic aperture radar（SAR）images from two adjacent tracks (Path 113 and Path 40)

this paper obtains ground deformation information of two large landfill sites in Wuhan urban areas using small baseline subset interferometry SAR (InSAR) technology

from 2017 to 2024. To further analyze the seasonal

multichannel singular spectrum analysis was used to reconstruct surface deformation and the fifth generation ECMWF atmospheric reanalysis-derived temperature and rainfall patterns.

Results

The results indicate that approximately 85% of the study area remained relatively stable

with line-of-sight (LOS) deformation rates ranging from -55.3 to 39.6 mm/a for Path 113 and -47.3 to 22.7 mm/a for Path 40. The maximum LOS subsidence rate at the Changshankou landfill (40.0 mm/a) was observed in the slope area. While the maximum LOS subsidence rate (55.3 mm/a) was located in the central accumulation area at the Chenjiachong landfill. Subsidence at these landfills is primarily influenced by the mechanical compression of the waste body

biochemical processes

temperature

and rainfall

with a lag of approximately 100 days relative to rainfall (correlation of 0.76) and 60 days relative to temperature (correlation of 0.93). The heavy rainfall on June 21

2019

further accelerated landfill subsidence.

Conclusions

This study confirms that InSAR technology can effectively monitor surface subsidence at landfills

offering technical support for landfill safety management and environmental protection.

关键词

Keywords

references

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