北京城區建築與地面沉降關係的多尺度分析

        北京是地面沉降災害較為嚴重的城市之一，目前已形成5大地面沉降區。不均勻沉降的發生會對城市基礎設施和人民生命財產安全造成極大損失。城區高密集建築群的建設也會加速地面沉降進程，誘發不均勻沉降。展開區域地面沉降監測，研究城市建築對地面沉降，尤其是不均勻沉降的貢獻，為科學開展城區規劃，有效預防、控制和減緩地面沉降具有重要的意義。研究選取東八里莊-大郊亭沉降漏斗區及其周邊區域為重點研究區，基於覆蓋北京城區的2010-2016年間的55景TerraSAR-X 影像和不同建築屬性數據，採用PS-InSAR技術、統計分析方法和地理信息系統技術，從區域尺度、街區尺度和單體建築尺度三個尺度出發，分析不同水文地質條件下城區建築與地面沉降的關係。

        結合研究區地下水分佈情況、可壓縮層結構和地質構造等水文地質資料，將其劃分為5個不同的水文地質區域，保證每個區域下水文地質條件的相似性和穩定性。分析表明，在區域尺度上，地面沉降空間分佈的主控因素為地下水位、可壓縮層厚度以及地層構造。在街區尺度上，街區建築年代與沉降不均勻性關係較為密切。無論在沉降中心區，還是在遠離沉降中心區，均發現：2005年後建成的街區相比1998年之前建成的街區，其沉降不均勻性有明顯增加。對2005年後建成的街區進行深入分析，發現街區建築體量的差異性與地面沉降不均勻性存在一定的相關性，即建築體量的不均勻性越大，街區沉降的不均勻性也越大。在單體建築尺度上，對於2005年後建成並且建築體量差異性大於10*105m3的街區進行分析，表明大部分（63%）的街區單體建築累積沉降量與建築體量之間表現出正相關趨勢，即單體建築體量越大，累積沉降量越大。同時還發現1998-2005年間建成的11個小區內有同樣的趨勢。另外，十里堡東里和萬象新天街區沉降的不均勻性與建築物建成年代相關。金蟬北里不均勻沉降的形成與地下空間建設有一定的相關性。由於北京城區複雜的土地利用結構和建築特徵的多樣性，城市建築物建設對地面沉降的影響可能會受到建築體量、建築物建成年代和地下空間利用程度等因素的多重作用。

（a）               （b）

圖 1不同累積沉降量極差區間內街區數量百分比分佈情況（a）沉降中心區（I，II，III）；（b）遠離沉降中心區（IV，V）

代表性成果：

Yang Q., Ke Y.（柯櫻海）, Zhang D., Chen B.(陳蓓蓓), Gong H.（宮輝力）, 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