北京城区建筑与地面沉降关系的多尺度分析

        北京是地面沉降灾害较为严重的城市之一，目前已形成5大地面沉降区。不均匀沉降的发生会对城市基础设施和人民生命财产安全造成极大损失。城区高密集建筑群的建设也会加速地面沉降进程，诱发不均匀沉降。展开区域地面沉降监测，研究城市建筑对地面沉降，尤其是不均匀沉降的贡献，为科学开展城区规划，有效预防、控制和减缓地面沉降具有重要的意义。研究选取东八里庄-大郊亭沉降漏斗区及其周边区域为重点研究区，基于覆盖北京城区的2010-2016年间的55景TerraSAR-X 影像和不同建筑属性数据，采用PS-InSAR技术、统计分析方法和地理信息系统技术，从区域尺度、街区尺度和单体建筑尺度三个尺度出发，分析不同水文地质条件下城区建筑与地面沉降的关系。

        结合研究区地下水分布情况、可压缩层结构和地质构造等水文地质资料，将其划分为5个不同的水文地质区域，保证每个区域下水文地质条件的相似性和稳定性。分析表明，在区域尺度上，地面沉降空间分布的主控因素为地下水位、可压缩层厚度以及地层构造。在街区尺度上，街区建筑年代与沉降不均匀性关系较为密切。无论在沉降中心区，还是在远离沉降中心区，均发现：2005年后建成的街区相比1998年之前建成的街区，其沉降不均匀性有明显增加。对2005年后建成的街区进行深入分析，发现街区建筑体量的差异性与地面沉降不均匀性存在一定的相关性，即建筑体量的不均匀性越大，街区沉降的不均匀性也越大。在单体建筑尺度上，对于2005年后建成并且建筑体量差异性大于10*105m3的街区进行分析，表明大部分（63%）的街区单体建筑累积沉降量与建筑体量之间表现出正相关趋势，即单体建筑体量越大，累积沉降量越大。同时还发现1998-2005年间建成的11个小区内有同样的趋势。另外，十里堡东里和万象新天街区沉降的不均匀性与建筑物建成年代相关。金蝉北里不均匀沉降的形成与地下空间建设有一定的相关性。由于北京城区复杂的土地利用结构和建筑特征的多样性，城市建筑物建设对地面沉降的影响可能会受到建筑体量、建筑物建成年代和地下空间利用程度等因素的多重作用。

（a）               （b）

图 1不同累积沉降量极差区间内街区数量百分比分布情况（a）沉降中心区（I，II，III）；（b）远离沉降中心区（IV，V）

代表性成果：

Yang Q., Ke Y.（柯樱海）, Zhang D., Chen B.(陈蓓蓓), Gong H.（宫辉力）, Lv M., Zhu L.（朱琳）, Li X.（李小娟）. Multi-Scale Analysis of the Relationship between Land Subsidence and Buildings: A Case Study in an Eastern Beijing Urban Area Using the PS-InSAR Technique. [J] Remote Sensing, 2018