【葛大庆谈“全国地面沉降InSAR调查与监测工程进展”】（一）背景、 InSAR技术发展与规模化应用
葛大庆，雷达遥感研究所所长｜中国国土资源航空物探遥感中心
背景
地面沉降是我国中东部平原、盆地和三角洲地带面临的主要地质灾害，以华北平原、长江三角洲、汾渭盆地等为代表的三大地面沉降区因长期过量开采地下水，产生大范围沉降，局部伴有地裂缝发生，其影响范围广、防治难度大，形成过程缓慢，难以恢复。
截至2009年，全国累计地面沉降量超过200毫米的地区达到7.9万平方公里，发生地面沉降的城市超过50个，分布于北京、天津、河北、山西、上海、江苏、浙江、陕西等多个省(区、市)。
我国政府高度重视地面沉降防治工作，国务院领导曾多次作出批示，要求国土资源部门开展地面沉降监测与防治工作。
早在2002年，时任国务院副总理的温家宝同志在国土资源部《关于长江三角洲地区地面沉降防治的调研报告》上批示：“超采地下水造成地面沉降在许多地方呈加剧趋势，成为影响生态环境和可持续发展的一个重大问题，必须引起足够重视并采取综合措施加以解决”。
图1.地面沉降基本状况
为加强地面沉降防治工作的组织领导，强化协调配合，2007年经国务院批准，建立了全国地面沉降防治部际联席会议制度。
由国土资源部会同国家发改委、财政部、住建部、铁道部、交通部、水利部、环保总局、国务院法制办、地震局等部委，按照职责分工，研究地面沉降防治工作有关问题。
此后，长三角、华北平原、汾渭盆地三个全国重点地区逐步开展地面沉降防治工作的联防联控，部省、省际地面沉降防控联席会议制度有力的推动了地下水和地面沉降监测工作，促进了监督监管工作的全面开展。
全国地面沉降InSAR调查与监测工程
InSAR技术发展与规模化应用
2000年前后，雷达干涉测量（InSAR）技术经过欧洲众多科研团队
（TRE、IREA、e-GEOS、DLR、TuDelft、GAMMA、Altamira等）的研究与发展，具备了从事地表形变调查与监测的基本条件，从形变信息提取的方法技术先后发展了常规差分干涉测量（D-InSAR）、相干目标差分干涉相位时间序列分析（如永久散射体干涉测量PSInSAR，短基线集SBAS方法等）技术等，改变了单一时相下差分干涉相位受制于外部因素（大气\轨道等）影响监测结果精度偏低的困境。
此后，随着欧空局（ESA）ENVISAT卫星大量获取ASAR数据并保持较高的轨道测量精度，为长期规模化InSAR应用提供了数据基础。
加之欧空局大力推动InSAR技术环境监测应用，陆续召开的Fringe国际InSAR技术研讨会极大的促进了多尺度地表形变高精度InSAR监测实践，拓展了这一空间对地观测心技术的应用领域。
图2 欧洲哥白尼科学计划(GMES)与Sentinel-1卫星业务化InSAR应用
需要特别指出的是ESA支持的“全球环境监测计划（GMES，Global Monitoring for Environment and Security）”下属的Terrafirma项目，该项目旨在利用近ERS（卫星工作期为1992-2000年）、ENVISAT（工作期为2002-2010年）以及Sentinel-1（2014年发射，双星编队模式）系列卫星和InSAR技术进行地表移动及其灾害的调查与监测，为灾害早期识别、风险评估和防灾减灾提供技术和数据支持。
该项目根据地表形变的主控因素分为三个主题，分别为构造地质专题、海岸带专题和水文地质专题。
其中，构造地质专题主要面向地震、活动断裂、大地构造活动等开展InSAR调查监测与灾害分析；海岸带专题主要面向沿海低凹地区地面下沉与城市防洪减灾；而水文地质专题则针对地下水开发利用引发的地面沉降，山体滑坡及矿山（固体或液体）开采沉陷的大范围监测制图。
该计划始于2003年，目前已进入第四阶段，成为欧空局主导的Copernicus计划下陆地监测服务(Copernicus Land Monitoring Service)计划。
至2013年已圆满完成第三阶段的工作，进入第四阶段后，主要利用ESA新一代中尺度雷达卫星Sentinel-1，继续围绕三个专题开展地表形变与地质灾害服务。
截至2014年已经开展并完成了长期提供Terrafirma产品及在线服务的技术保障。
作者：葛大庆、张玲、王艳、李曼、刘斌、郭小方、王毅
（中国国土资源航空物探遥感中心 卫星应用技术研发室）
编辑｜GeoTalks
未完待续。
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