Two-Dimensional Surface Subsidence Monitoring over Mountain Excavation and City Construction Region with PS-DS-InSAR Technique in Yan'an New District

QIN Zhiqiang; JIANG Ya'nan; ZHANG Chao; YANG Jiakai; ZHOU Chongyang

doi:10.13203/j.whugis20250001

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Two-Dimensional Surface Subsidence Monitoring over Mountain Excavation and City Construction Region with PS-DS-InSAR Technique in Yan'an New District

更新时间：2026-11-05

- Two-Dimensional Surface Subsidence Monitoring over Mountain Excavation and City Construction Region with PS-DS-InSAR Technique in Yan'an New District
- Geomatics and Information Science of Wuhan University Vol. 50, Issue 8, Pages: 1719-1731(2025)
- 作者机构：
  
  1.成都理工大学地球与行星科学学院，四川成都，610059
  2.成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护全国重点实验室，四川成都，610059
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13203/j.whugis20250001
  CLC： P237
- Received：11 October 2024，
  
  Published：05 August 2025
- 稿件说明：
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秦知强,蒋亚楠,张超，等.延安新区平山造城后PS-DS-InSAR二维形变监测[J].武汉大学学报（信息科学版）,2025,50(8):1719-1731.

QIN Zhiqiang,JIANG Ya'nan,ZHANG Chao,et al.Two-Dimensional Surface Subsidence Monitoring over Mountain Excavation and City Construction Region with PS-DS-InSAR Technique in Yan'an New District[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2025,50(8):1719-1731.
秦知强,蒋亚楠,张超，等.延安新区平山造城后PS-DS-InSAR二维形变监测[J].武汉大学学报（信息科学版）,2025,50(8):1719-1731. DOI：10.13203/j.whugis20250001

QIN Zhiqiang,JIANG Ya'nan,ZHANG Chao,et al.Two-Dimensional Surface Subsidence Monitoring over Mountain Excavation and City Construction Region with PS-DS-InSAR Technique in Yan'an New District[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2025,50(8):1719-1731. DOI：10.13203/j.whugis20250001

摘要

延安新区高填方岩土工程引发了大面积地面沉降，工后不均匀的地面沉降会直接影响地表设施稳定性，因此监测地面沉降和探究形变机理十分必要。基于此，利用一种联合永久散射体(persistent scatterer

PS)与分布式散射体(distributed scatterer

DS)合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar，InSAR)方法，处理2019-01—2022-06的两个轨道共计181景Sentinel⁃1A数据，得到延安新区地表沉降结果。将时序InSAR结果解算至二维方向分析其形变特征，通过变分模态分解得到形变趋势与周期项，进一步探讨沉降与降水的关系。结果表明，PS-DS-InSAR方法相较PS-InSAR方法的点覆盖率由42.48%提高至85.18%；垂直向主要形变速率为-40~10 mm/a，最大沉降速率为65.3 mm/a，位于延安新区东北部，填土厚度是沉降尺度的直接影响因素；东西向形变主要分布于原状沟谷两侧，与工前地形直接相关。此外，周期性强降雨也会对地面沉降的波动产生显著的周期影响。研究结果可以为沟壑地区高填方工后的地表形变监测、工程建设提供科学参考。

Abstract

Objectives

The high-fill geotechnical engineering in Yan'an new district has induced large-scale ground settlement

which directly impacts the stability of surface facilities. Therefore

it is essential to monitor and investigate the mechanisms of ground settlement and deformation.

Methods

Based on this

we employed a time-series interferometric synthetic aperture radar (InSAR) method that combines measurements from persistent scatterer (PS) and distributed scatterer (DS) (PS-DS-InSAR)

to process a total of 181 scenes of Sentinel-1A data from ascending orbits spanning from January 2019 to June 2022. This allowed us to obtain ground deformation data for Yan'an new district. Subsequently

we conducted a two-dimensional decomposition of the time-series results to reveal the mechanism of two-dimensional surface deformation. Additionally

we utilized variational mode decomposition technology to decompose the precipitation and settlement data of Yan'an new district into trend and periodic components

thereby investigating the relationship between the components.

Results

Utilizing the aforementioned improved method

the point coverage increased from 42.48% to 85.18%. The primary vertical deformation rate ranges from -40 to 10 mm/a

with the maximum settlement rate of 65.3 mm/a observed in the northeastern part of the new area. The thickness of the fill soil is a direct influencing factor on the settlement scale. Eastward deformation is distributed on the left side of the valleys

while westward deformation is located on the right side

which is highly correlated with the pre-construction terrain.

Conclusions

This research can provide scientific references for surface deformation monitoring and engineering construction in gully regions after high fill engineering.

关键词

Keywords

references

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