很多城市的地面或基础设施有不同程度的变形现象。这些变形可能是填海造地的结果，也可能由地质因素所引起，或由人类活动（如地下开采及地下工程等）所造成。地面或城市基础设施变形可带来各种灾害，如海水倒灌、积水、破坏地表及地下基础设施(如建筑物、道路和供水系统。因此研究城市地区的变形并了解其时空变化特征，对灾害防治至关重要。目前常用的大地测量技术，如水准测量和全球导航卫星系统等，可以提供高精度的地表变形信息，但当用于大面积地表测量时，这类方法经常显得效率低，成本高，劳动强度大。
图1 合成孔径雷达干涉测量概念图
星载合成孔径雷达干涉测量技术（InSAR）是一种近几十年快速发展起来的空间对地观测技术。InSAR通过计算在不同时刻获取的两张合成孔径雷达（SAR）图像中同一观测目标与卫星之间距离的差异(即相位差异)来获取该目标所发生的形变信息（如图1所示）。自21世纪初期，多时相InSAR（Multi-Temporal InSAR）技术得以发展及大量应用。该技术利用多个SAR图像对观测目标进行精确相位差异分析，一方面降低了各种测量误差的影响(如大气延迟影响)，使变形监测精度提升到至毫米级，另一方面多时相InSAR技术可以成功地观测很多传统InSAR技术不能观测的区域和信息。多时相InSAR技术凭借其观测范围广、观测精度高等技术优势，广泛地应用于城市区域的变形监测，在防灾减灾和促进工程建设等方面的作用十分突出。近年来诸多学者针对InSAR和多时相InSAR地表变形监测技术做了大量的研究和应用（如图2所示）。
图2 1990年至2019年期间与InSAR和多时相InSAR相关的SCI论文和引用数量
得益于SAR卫星图像质量的不断提高（如分辨率），多时相InSAR从大范围的地表变形监测（如图3）扩展到了城市大型建筑物的微小变形监测（如图4）。然而，随着变形监测需求和城市结构复杂度的不断提高，多时相InSAR在城市变形监测中仍然面临诸多问题和挑战。例如，因缺少统一的标准，不同的多时相InSAR数据处理方法经常采用不同的算法，得到不同的计算结果。如何快速的处理和分析日益激增的SAR数据，获取所需要的变形产品，也是多时相InSAR技术在城市变形监测中面临的挑战。
图3 2012年1月至2014年7月北京地区地表变形速率图(单位：毫米每年)
图4 a) 2011年6月至2016年6月期间香港九龙半岛部分建筑物的变形速率图 b) 建筑物上与温度相关的热膨胀形变序列，其中由于热膨胀单向累计传播导致建筑物顶部（点A）比底部（点B）表现出更大的热膨胀形变信号
香港理工大学丁晓利教授等对于多时相InSAR在城市变形监测领域的发展和应用进行了综述性介绍，对于应用中可能遇到的问题和挑战，以及未来的技术发展进行了讨论。该工作已发表在《雷达学报》2020年第2期“合成孔径雷达技术”专刊3“Multi-temporal InSAR for Urban Deformation Monitoring: Progress and Challenges”(吴松波，乐永尧，张磊，丁晓利)。该文首先介绍多时相InSAR技术在监测城市变形中的能力，并对部分现有的多时相InSAR数据处理方法进行回顾与总结，随后概述了InSAR在城市形变监测应用的类型。文章针对多时相InSAR在城市变形监测中面临的主要问题与挑战进行了讨论并提出了一些可能的解决方案。在多时相InSAR变形产品的使用与解译方面也给出一定的论述和建议。