基于小基線集干涉測(cè)量的天津地區(qū)地表沉降時(shí)空分析

朱子林, 任 超,2, 周 呂,3,4*, 施顯健, 李現(xiàn)廣

(1.桂林理工大學(xué)測(cè)繪地理信息學(xué)院，桂林 541004；2.廣西空間信息與測(cè)繪重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，桂林 541004；3.武漢大學(xué)地球空間環(huán)境與大地測(cè)量教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430079；4.城市空間信息工程北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100038)

城市地表沉降是當(dāng)今世界各國(guó)城市化發(fā)展進(jìn)程中廣泛存在的一種緩慢的區(qū)域性地質(zhì)災(zāi)害，該現(xiàn)象是由自然地質(zhì)災(zāi)害(如地震、火山等)或人類(lèi)活動(dòng)(如地下水開(kāi)采、建筑荷載等)引起的，城市建設(shè)、農(nóng)業(yè)發(fā)展、防洪排澇等方面帶來(lái)嚴(yán)重影響[1-3]，嚴(yán)重影響著人民的生命財(cái)產(chǎn)安全以及社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。天津市大部分地區(qū)由于大量的地下水開(kāi)采以及工業(yè)和人口的迅速增長(zhǎng)，從而導(dǎo)致地面發(fā)生嚴(yán)重沉降，監(jiān)測(cè)整個(gè)天津地區(qū)沉降過(guò)程，保證人民群眾的人身和財(cái)產(chǎn)安全是亟待完成的工作[4]。目前，對(duì)于地表形變監(jiān)測(cè)和分析，傳統(tǒng)的方法主要包括水準(zhǔn)測(cè)量、GNSS(global navigation satellite system)測(cè)量等可以得到研究區(qū)域內(nèi)精度較高以及高時(shí)間分辨率的形變量[5],但是這些方法的監(jiān)測(cè)成本較高，監(jiān)測(cè)點(diǎn)在整個(gè)研究范圍內(nèi)密度有限，而且其空間分辨率較低，很難有效地分析整個(gè)研究區(qū)域范圍內(nèi)的形變。因此，對(duì)城市地表形變進(jìn)行大規(guī)模的觀測(cè)，分析更為復(fù)雜的地表沉降現(xiàn)象是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。常規(guī)的合成孔徑雷達(dá)差分干涉測(cè)量技術(shù)(differential interferometric synthetic aperture radar，D-InSAR)因其在地表沉降監(jiān)測(cè)方面具有較高的空間分辨率，逐漸成為國(guó)際上公認(rèn)的開(kāi)展地表沉降監(jiān)測(cè)的有效方法[6-7]。但是因?yàn)榭臻g失相干和大氣延遲的影響，傳統(tǒng)的D-InSAR技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中精度和可靠性會(huì)降低，為了減小上述影響，小基線集合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量(small baseline subset interferometric synthetic aperture radar,SBAS-InSAR)技術(shù)就是在常規(guī)的D-InSAR基礎(chǔ)上新興的一種技術(shù)，該技術(shù)不僅限制了時(shí)空失相干，提高影像的利用率，同時(shí)也豐富了影像的觀測(cè)信息[8]。姜德才等[9]已經(jīng)利用MCTSB-InSAR(multiple images coherent targets small baselines interferometric synthetic aperture radar)及其相關(guān)技術(shù)監(jiān)測(cè)天津市地鐵沉降的時(shí)序變化，并驗(yàn)證天津市地鐵沿線沉降比較嚴(yán)重的區(qū)域；白澤朝等[10]基于Sentinel-1A數(shù)據(jù)利用PS-InSAR(permanent scatters interferometric synthetic aperture radar)技術(shù)監(jiān)測(cè)天津市地表形變并確定天津市地表形變是地下水過(guò)度開(kāi)采造成的；雷坤超等[11]利用PS-InSAR技術(shù)研究天津市地表沉降并確定其沉降區(qū)域有向周邊延伸的趨勢(shì)，但同時(shí)利用SBAS-InSAR技術(shù)和Sentinel-1A數(shù)據(jù)研究天津地區(qū)地表沉降的工作尚不多見(jiàn)。因此，利用2017—2019年的30景Sentinel-1A 數(shù)據(jù)，采用SBAS-InSAR技術(shù)監(jiān)測(cè)天津市地表沉降，獲取了天津地區(qū)的沉降分布情況以及沉降形變速率，通過(guò)與相同時(shí)間段內(nèi)天津市二等水準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)比分析，驗(yàn)證了SBAS-InSAR技術(shù)監(jiān)測(cè)城市地表沉降的可行性，主要討論分析了天津地區(qū)的地表沉降時(shí)空變化與地下水和城市化發(fā)展的關(guān)系，以期為掌握天津地區(qū)地表形變提供理論支撐。

1 SBAS-InSAR技術(shù)原理

SBAS-InSAR是由Bernardino等[12]和Lanari等[13]于2002年正式提出的一種時(shí)序InSAR的分析方法。此方法主要是將多景SAR影像進(jìn)行一系列的排列組合，得到相關(guān)空間基線差分干涉圖，同時(shí)可以連接被較大空間基線分開(kāi)的SAR數(shù)據(jù)集，確保生成的像對(duì)中沒(méi)有孤立的集群，以增加觀測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)間采樣率，可以更好地克服空間失相干現(xiàn)象。SBAS-InSAR技術(shù)主要使用奇異值分解法(singular value decomposition,SVD)來(lái)求解研究范圍內(nèi)的形變速率，進(jìn)而獲得高相干點(diǎn)的沉降形變速率和時(shí)間序列。其主要步驟如下[14-15]。

(1)在(t0,t1,…,tn)時(shí)間內(nèi)，對(duì)獲取的N+1景同一研究區(qū)域的Sentinel-1A影像數(shù)據(jù)，選擇其中任意一幅影像作為超主影像，并將其他輔影像配準(zhǔn)到超主影像上。假設(shè)每景影像都至少有一景影像與之干涉，則N+1景影像生成M景差分干涉圖，M滿足條件：

(1)

(2)對(duì)于任意差分干涉圖j在輔影像tA時(shí)刻和主影像tB(tB>tA)時(shí)間內(nèi)獲得的影像進(jìn)行干涉處理，方位向坐標(biāo)x和距離向坐標(biāo)r像素的干涉相位(忽略大氣延遲相位、殘余地形相位和噪聲相位的影響)可以表示為

δφj=φB(x,r)-φA(x,r)≈

(2)

式(2)中：φ為干涉相位；j為差分干涉圖的景號(hào)，j∈(1,2,…,M)；λ為雷達(dá)信號(hào)波長(zhǎng)；φA(x,r)和φB(x,r)分別為tA和tB時(shí)刻SAR影像的相位值；d(tA,x,r)和d(tB,x,r)分別為tA時(shí)刻和tB時(shí)刻相對(duì)于d(t0,x,r)=0的視線方向上的累積形變量。

(3)為了更加清晰地表示地表沉降的時(shí)間序列，可以將干涉相位值用兩個(gè)采集時(shí)間內(nèi)的平均相位速率vj和該時(shí)間段之間的乘積來(lái)表示，即

(3)

則第j幅干涉圖的相位值可以表示為

(4)

即在主影像時(shí)間間隔和輔影像時(shí)間間隔上每個(gè)時(shí)間周期上速度的積分，表達(dá)成矩陣的形式,即

Bv=δφ

(5)

在計(jì)算系數(shù)矩陣B(m×n)的過(guò)程中，因?yàn)镾BAS-InSAR技術(shù)是采用多主影像時(shí)空基線的方法獲取差分干涉圖，所以矩陣B可能會(huì)出現(xiàn)秩虧的情況。矩陣B的廣義逆矩陣可以用奇異值分解法(SVD)求解，從而得到速度矢量的最小范數(shù)解，最終通過(guò)對(duì)每個(gè)時(shí)間段的速度進(jìn)行積分得到每個(gè)時(shí)間段內(nèi)的形變量。

2 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)源

天津市是中國(guó)北方的一個(gè)沿海城市，部分地區(qū)被渤海環(huán)繞，該城市中心坐標(biāo)約為117°20′E和39°12′N(xiāo)。由于大量的地下水開(kāi)采、工業(yè)和人口的快速增長(zhǎng)，天津大部分城市地區(qū)遭受了嚴(yán)重的沉降。水準(zhǔn)歷史資料顯示，自20世紀(jì)80年代以來(lái)最大累積沉降已經(jīng)超過(guò)1 m，自天津市開(kāi)始實(shí)施限水政策控制后，沉降速率逐漸變慢，但是天津市中心城區(qū)以及周邊城區(qū)仍然缺乏控制和沉降監(jiān)測(cè)[4,16]。近年來(lái)，天津地區(qū)城市與軌道交通建設(shè)飛速發(fā)展，現(xiàn)在已基本形成完整的交通網(wǎng)絡(luò)，新的沉降中心也在不斷產(chǎn)生。為了進(jìn)一步研究天津地區(qū)地表沉降情況，選擇天津地區(qū)升軌模式下Sentinel-1A數(shù)據(jù)，由于原始影像數(shù)據(jù)量較大，后期工作量較大，處理起來(lái)比較困難，因此提前對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行裁剪，裁剪后的研究區(qū)范圍如圖1所示。

圖1 研究區(qū)地理范圍Fig.1 Geographical scope of the study area

研究選擇了覆蓋天津地區(qū)的30景升軌模式下Sentinel-1A影像數(shù)據(jù)[均為垂直發(fā)射水平接收(VH)極化方式]，時(shí)間跨度為2017年1月15日—2019年7月16日由歐洲航天局(European Space Agency，ESA)提供。精密軌道數(shù)據(jù)使用的是歐洲航天局提供的衛(wèi)星精密軌道數(shù)據(jù)POD(precise orbit ephemerides)，用來(lái)提高配準(zhǔn)和基線估算的精度[17]。此外，數(shù)據(jù)處理過(guò)程中所采用的DEM數(shù)據(jù)來(lái)自美國(guó)國(guó)家航空局(national aeronautics and space administration,NASA)提供的SRTM V4 DEM，分辨率為90 m。

3 數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析

3.1 數(shù)據(jù)處理

使用SARscape數(shù)據(jù)處理軟件和30景Sentinel-1A影像數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)天津市2017—2019年的地表沉降情況，主要處理流程有：①數(shù)據(jù)預(yù)處理：由于原始數(shù)據(jù)量較大，處理起來(lái)比較困難，因此將30景原始Sentinel-1A影像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并通過(guò)裁剪得到本文研究區(qū)域；②生成連接像對(duì)：選取2018年5月10日獲取的影像為超主影像，將其他影像配準(zhǔn)到超主影像上，選取時(shí)間基線閾值為400 d和空間基線閾值為400 m，共生成139對(duì)小基線差分干涉圖集，其相對(duì)空間基線連接圖如圖2所示；③干涉工作及相位解纏：將139對(duì)干涉像對(duì)進(jìn)行干涉處理，主要包括生成干涉圖，干涉圖的去平、濾波和相位解纏以及相干性計(jì)算，將所有的數(shù)據(jù)對(duì)都配準(zhǔn)到超主影像上；④軌道精煉和重去平：該步驟主要用于估算和去除不符合要求的殘余恒定相位以及解纏后還存在的坡道相位；⑤生成時(shí)間序列結(jié)果：利用奇異值分解法對(duì)解纏后的相位進(jìn)行解算，得到每個(gè)時(shí)段內(nèi)的形變速率，最后通過(guò)地理編碼得到每個(gè)時(shí)間段在視線方向(LOS)的形變量(負(fù)值表示沉降量，正值表示抬升量)。

綠點(diǎn)代表SAR影像；線段代表干涉圖；黃點(diǎn)代表超主影像圖2 SAR干涉圖時(shí)空基線分布Fig.2 Temporal and spatial baseline distribution of SAR interferogram

3.2 結(jié)果分析

3.2.1 研究區(qū)域沉降速率分析

圖3為天津市2017—2019年地表沉降形變速率。從圖3可以看出：研究時(shí)間段內(nèi)80%的研究區(qū)域沉降形變速率在-15.8～4.1 mm/a(正值表示地表上升，負(fù)值表示地表下降)。天津中心城區(qū)的沉降范圍為-5.9～4.1 mm/a，表明天津市中心城區(qū)地表相對(duì)穩(wěn)定，這與天津市在20世紀(jì)80年代以來(lái)施行市內(nèi)六區(qū)嚴(yán)格控制地下水的開(kāi)采政策有關(guān)，因此天津地區(qū)市內(nèi)六區(qū)的地表小沉降相對(duì)較小且比較穩(wěn)定；西青區(qū)以及勝芳鎮(zhèn)(河北省霸州市所屬)出現(xiàn)明顯的沉降漏斗，其中王慶坨鎮(zhèn)沉降中心較為嚴(yán)重，沉降中心的工業(yè)區(qū)沉降最為明顯，年平均沉降速率達(dá)到-134.7 mm/a，最大累積沉降達(dá)到 324.6 mm，工業(yè)區(qū)以及居民小區(qū)都集中在該地區(qū)，工業(yè)用水以及生活用水都需要地下水，地下水開(kāi)采嚴(yán)重以及地面負(fù)荷的增加是王慶坨鎮(zhèn)沉降漏斗形成的主要原因；勝芳鎮(zhèn)沉降漏斗位于河北省霸州市與西青區(qū)臨近，該區(qū)域的郝家堡村沉降較為嚴(yán)重，年平均沉降速率達(dá)到-114.9 mm/a，最大累積沉降量達(dá)到230.8 mm，工業(yè)化的發(fā)展以及城市居民增加導(dǎo)致該地區(qū)地下水的抽取較為嚴(yán)重，過(guò)度的地下水開(kāi)采是導(dǎo)致該地區(qū)出現(xiàn)沉降漏斗的主要原因；研究區(qū)域內(nèi)靜海縣沉降區(qū)中團(tuán)泊新城沉降相對(duì)比較明顯，該區(qū)域年平均沉降速率達(dá)到-85.2 mm/a，最大累積沉降量達(dá)到167.4 mm，團(tuán)泊鎮(zhèn)被列為第三批國(guó)家新型城鎮(zhèn)化綜合試點(diǎn)地區(qū)，近年來(lái)城鎮(zhèn)化發(fā)展較為迅速，新城突出“水和生態(tài)”逐漸成為多功能于一體的中國(guó)北方水上旅游城市，城鎮(zhèn)化的迅速發(fā)展，城市擴(kuò)張以及城鎮(zhèn)化建設(shè)是該地區(qū)地表沉降的主要原因。

圖3 天津市2017—2019年地表沉降形變速率Fig.3 Deformation rate of surface subsidence in Tianjin from 2017 to 2019

3.2.2 SBAS-InSAR結(jié)果與水準(zhǔn)數(shù)據(jù)對(duì)比分析

研究區(qū)域內(nèi)主要沉降中心位于王慶坨鎮(zhèn)、勝芳鎮(zhèn)以及靜海縣，與Li等[16]利用SBAS-InSAR技術(shù)獲取的結(jié)果時(shí)空分布以及最大沉降區(qū)域(王慶坨鎮(zhèn)和勝芳鎮(zhèn))基本吻合，驗(yàn)證了本文方法獲取天津地區(qū)地表沉降形變的可靠性。為了進(jìn)一步驗(yàn)證基于Sentinel-1A數(shù)據(jù)采用SBAS-InSAR準(zhǔn)確性，選取研究區(qū)域內(nèi)相同時(shí)間段內(nèi)15個(gè)二等水準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)據(jù)(水準(zhǔn)點(diǎn) 1～15分布如圖4所示)，將二等水準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)與SBAS-InSAR相同時(shí)間段內(nèi)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，結(jié)果如圖5所示。從圖5可以看出，相同時(shí)間段內(nèi)SBAS-InSAR計(jì)算的結(jié)果與二等水準(zhǔn)數(shù)據(jù)結(jié)果吻合較好。對(duì)比分析兩種數(shù)據(jù)結(jié)果可知，兩種方法的最大相對(duì)誤差為8.1 mm，最小相對(duì)誤差為-1.54 mm，中誤差為2.9 6 mm，結(jié)果表明兩種方法得到的結(jié)果具有較好的一致性。

1～15為水準(zhǔn)點(diǎn)位置圖4 天津地區(qū)二等水準(zhǔn)分布情況Fig.4 Second-class level distribution in Tianjin

圖5 水準(zhǔn)測(cè)量與SBAS-InSAR處理結(jié)果對(duì)比Fig.5 Comparison between leveling and SBAS-InSAR processing results

3.2.3 研究區(qū)地表沉降時(shí)空變化分析

利用時(shí)序特征點(diǎn)(特征點(diǎn)分布如圖6所示)分析天津地區(qū)地表沉降能夠較為直觀地看出各特征點(diǎn)以及重點(diǎn)區(qū)域的沉降時(shí)空變化過(guò)程，選擇四處不同沉降區(qū)域進(jìn)行時(shí)序特征分析，結(jié)果如下：總體來(lái)看天津地區(qū)地表沉降不均勻較為明顯(圖7、圖8)，天津市中心城區(qū)沉降相對(duì)穩(wěn)定，王慶坨鎮(zhèn)和勝芳鎮(zhèn)出現(xiàn)明顯的沉降漏斗，兩地的最大累積沉降量分別達(dá)到324.6和230.8 mm，與這兩個(gè)明顯的沉降漏斗相比，靜海縣的沉降相對(duì)平緩，最大累積沉降為167.4 mm。由圖7、圖8(a)可以看出，王慶坨鎮(zhèn)工業(yè)區(qū)沉降較為明顯，出現(xiàn)明顯的沉降漏斗，特征點(diǎn)沉降量成逐年增加趨勢(shì)，研究時(shí)段內(nèi)該區(qū)域的最大累積沉降達(dá)到324.6 mm，工業(yè)化發(fā)展以及地下水過(guò)度開(kāi)采是導(dǎo)致沉降的主要原因；研究時(shí)段內(nèi)勝芳鎮(zhèn)沉降區(qū)的沉降隨時(shí)間變化逐漸增加，其中郝家堡村沉降最為明顯，最大累積沉降達(dá)到230.8 mm，該地區(qū)工業(yè)化發(fā)展較為迅速，工業(yè)和生活用水基本來(lái)自地下水的開(kāi)采，過(guò)度開(kāi)采地下水和工業(yè)的快速發(fā)展是該地區(qū)沉降的主要原因；靜海縣的團(tuán)泊鎮(zhèn)相較于王慶坨鎮(zhèn)和郝家堡沉降相對(duì)較為平緩，最大累積沉降量為167.4 mm，團(tuán)泊新城的發(fā)展迅速，城市化擴(kuò)張是該地區(qū)沉降的主要原因；相較于三個(gè)沉降區(qū)明顯的沉降漏斗，天津市中心城區(qū)沉降相對(duì)穩(wěn)定，由圖8(d)可以看出研究時(shí)段內(nèi)沉降量隨時(shí)間的變化有明顯的起伏現(xiàn)象，中心城區(qū)發(fā)展相對(duì)較為穩(wěn)定，同時(shí)中心城區(qū)施行限水政策嚴(yán)格控制地下水的開(kāi)采，因此中心城區(qū)的沉降相對(duì)較為穩(wěn)定。

1～15為時(shí)序特征點(diǎn)位置圖6 時(shí)序特征點(diǎn)分布情況Fig.6 Time series feature point distribution

圖7 沉降漏斗研究區(qū)Fig.7 Subsidence funnel study area

圖8 各特征點(diǎn)累積沉降Fig.8 Accumulated settlement of characteristic each points

3.2.4 工業(yè)區(qū)沉降分析

王慶坨鎮(zhèn)和勝芳鎮(zhèn)這一帶區(qū)域沉降較為嚴(yán)重，出現(xiàn)明顯的沉降漏斗，并且沉降區(qū)域有向西延伸的趨勢(shì)，針對(duì)兩地沉降的情況，單獨(dú)分析兩地沉降形成的主要原因。圖9(a)為王慶坨鎮(zhèn)沉降區(qū)域形變速率情況，圖9(b)王慶坨鎮(zhèn)沉降區(qū)地表利用情況，該地區(qū)工業(yè)化發(fā)展較快，素有“自行車(chē)之鄉(xiāng)”之稱(chēng)的王慶坨鎮(zhèn)是中國(guó)北方最大的自行車(chē)生產(chǎn)基地，有260多家自行車(chē)廠家坐落于此，在工業(yè)化發(fā)展的同時(shí)該地區(qū)的城鎮(zhèn)化建設(shè)達(dá)到了新水平，該地區(qū)的工業(yè)和生活用水均來(lái)自地下水，地下水的過(guò)度開(kāi)采以及地面負(fù)荷的增加等因素是造成該地區(qū)沉降的主要原因。由圖9可以發(fā)現(xiàn)，沉降最為嚴(yán)重的區(qū)域主要集中在工廠園區(qū)，年平均沉降速率最大超過(guò)-134 mm/a，最大累積沉降達(dá)到了324.6 mm，工業(yè)的快速發(fā)展帶來(lái)了地下水的過(guò)度開(kāi)采以及較大的地表空間利用率對(duì)地表沉降起著至關(guān)重要的影響。

圖9 王慶坨鎮(zhèn)沉降形變速率及地表空間利用Fig.9 Settlement deformation rate and utilization of surface space in Wangqingtuo town

近年來(lái)，勝芳鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，隨著中國(guó)科學(xué)院中試基地和中國(guó)金屬玻璃家具研發(fā)中心等國(guó)家級(jí)科研基地落戶于此，勝芳鎮(zhèn)被稱(chēng)為“中國(guó)金屬玻璃家具產(chǎn)業(yè)基地”，勝芳鎮(zhèn)工業(yè)發(fā)展相對(duì)較為迅速，主要有金屬玻璃家具產(chǎn)業(yè)、鋼鐵產(chǎn)業(yè)、板材產(chǎn)業(yè)以及鋼鐵產(chǎn)業(yè)。由圖10可以看出，勝芳鎮(zhèn)沉降最為嚴(yán)重的區(qū)域位于郝家堡村，年平均沉降速率達(dá)到-134 mm/a，最大累積沉降量達(dá)到230 mm，鋼鐵產(chǎn)業(yè)和板材產(chǎn)業(yè)聚集于此，工業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)帶來(lái)了地下水的過(guò)度開(kāi)采和地面荷載的增加，城鎮(zhèn)化建設(shè)使地表空間利用率增大，地下水的過(guò)度開(kāi)采和地面荷載的增加等因素是勝芳鎮(zhèn)沉降的主要原因。

圖10 勝芳鎮(zhèn)沉降形變速率地表空間利用Fig.10 Settlement deformation rate and utilization of surface space in Shengfang town

2017—2019年，西青區(qū)和勝芳鎮(zhèn)兩個(gè)地區(qū)地下水過(guò)度開(kāi)采導(dǎo)致地下水位基本處于下降狀態(tài)。同時(shí)，由于工業(yè)化和人口增長(zhǎng)的影響，兩地的城鎮(zhèn)化區(qū)域逐漸增加，因此天津地區(qū)地表沉降日益嚴(yán)重，且沉降區(qū)域有向西延伸的趨勢(shì)，需要指出的是，勝芳鎮(zhèn)和西青區(qū)之間的一大片區(qū)域受耕地和農(nóng)作物的影響，沉降的連貫性缺失。

4 結(jié)論

研究采用SBAS-InSAR技術(shù)對(duì)天津地區(qū)30幅Sentinel-1A影像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，揭示了天津地區(qū)2017—2019年的地表沉降時(shí)空變化特征。得到如下結(jié)論。

2017—2019年研究區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)明顯的不均勻沉降，天津地區(qū)中心城區(qū)地表沉降相對(duì)平穩(wěn)，平均沉降速率-5.9 mm/a。王慶坨鎮(zhèn)和勝芳鎮(zhèn)是天津地區(qū)兩個(gè)最大沉降漏斗，年平均沉降速率分別達(dá)到了-134、-114 mm/a。此外研究區(qū)內(nèi)還發(fā)現(xiàn)三個(gè)沉降較為明顯的區(qū)域，即王慶坨鎮(zhèn)和勝芳鎮(zhèn)周邊區(qū)域(-95.1～-65.3 mm/a)、這兩個(gè)城鎮(zhèn)之間的大片區(qū)域(-65.3～-55.4 mm/a)和靜?？h團(tuán)泊鎮(zhèn)(-104.9～-75.2 mm/a)；將SBAS-InSAR處理結(jié)果與同時(shí)期天津市二等水準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，得到同一沉降趨勢(shì)和分布。最大相對(duì)誤差為8.1 mm，最小相對(duì)誤差為-1.54 mm，中誤差為2.96 mm，兩種方法得到的數(shù)據(jù)結(jié)果具有較好的一致性，驗(yàn)證了利用SBAS-InSAR技術(shù)和Sentinel-1A數(shù)據(jù)用于城市地表沉降監(jiān)測(cè)的可靠性；地下水的過(guò)度開(kāi)采、工業(yè)化的迅速發(fā)展以及城鎮(zhèn)化建設(shè)是天津地區(qū)地表沉降的主要因素，同時(shí)也是導(dǎo)致天津市地表沉降范圍和幅度不斷增大的主要原因。