联合InSAR与TPCA技术的兰州市地表形变信息提取及成因分析

兰州作为西部大开发及丝绸之路的重要节点,在现代经济、文化和交通发展中具有关键战略地位.然而由于特殊的地理位置和黄土地质,地面沉降一直是威胁其生态环境和城市基础设施安全的重要问题.因此,准确识别沉降及评估驱动因子的影响,对防治黄土地区地面沉降至关重要.本文提出将SBAS-InSAR技术与时间主成分分析法(TPCA)相结合,深入分析兰州市地面沉降及其驱动因子,从时空角度挖掘沉降信息,定量分析各驱动因子的影响.首先利用SBAS-InSAR技术获取兰州市地表时序形变数据,在此基础上利用TPCA方法从时序形变数据中提取占比较大的主成分,最后结合各主成分信号对兰州市地面沉降驱动因子进行定量分析.结果表明:兰州市地面沉降主要集中在红古区西北部、七里河区南部、城关区北部和新区西岔镇,最大沉降速率达到45.87 mm/a.在沉降严重的七里河区和新区,前4个主成分可以解释90％以上的数据特征,其中第一主成分(PC1)包含原始数据75％以上的信息.特征区域PC1特征向量变化与不同监测井水位变化的相关系数均超过0.6,表明地下水变化是兰州市地面沉降的主要影响因素.本文方法在兰州市地面沉降分析中具有一定的应用价值,为黄土地区地面沉降的治理提供参考依据.