通过对红河三角洲地区及越南河内市的地表沉降和快速城市化过程进行多轨道InSAR（合成孔径雷达）分析，发现了这些变化

《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》：Coupled ground subsidence and rapid urbanization of the Red River delta region and the city of Hanoi, Vietnam, revealed through a Multi-Track InSAR analysis

红河三角洲地区2017-2024年地面沉降研究利用Sentinel-1和TerraSAR-X多轨道SAR数据，结合MinA方法生成二维位移场，揭示河内等城市郊区沉降显著（最大累计19.6厘米），主因地质松软沉积层与地下水超采，人口增长与土地利用变化协同驱动，GPS验证误差<2毫米。

　　在越南北部的红河三角洲（Red River Delta, RRD）地区，该区域不仅是越南最重要的经济区之一，而且是高度人口密集的区域。由于长期的地下水过度开采，该地区面临着地面沉降的问题，这在很大程度上影响了其可持续发展。目前，对于该区域地面沉降的研究尚缺乏系统性，尤其是在二维分析方面。本文旨在通过利用欧洲Copernicus Sentinel-1A（S1A）卫星的多角度合成孔径雷达（InSAR）技术和TerraSAR-X（TSX）卫星的多条带数据集，全面分析2017年至2024年间红河三角洲地区的地形变形动态，并生成和解释二维地形变形图和地面变形时间序列。

研究发现，红河三角洲地区的三个大城市——河内（Hanoi）、海防市（Hai Duong）和宁平市（Nam Dinh）均受到显著的沉降影响。具体来说，河内的城市郊区边缘（四个区：Ha Dong、Hoai Duc、Thanh Tri和Dan Phuong）出现了大量的沉降现象。实验结果表明，地面沉降是主要的变形类型，而水平位移（东-西方向）则几乎可以忽略不计。此外，本文还对地面沉降与人口增长、土地覆盖变化、建成区分布、地下水开采以及地质构造之间的关系进行了综合分析，揭示了观察到的地面沉降区域的主要驱动因素是地质构造和地下水开采。

红河三角洲地区的地理特征决定了其对自然危害的高度敏感性。该地区不仅面临着海平面上升、河流洪水、风暴潮等自然灾害的威胁，还由于地下水过度开采而加剧了地面沉降的问题。红河三角洲地区的人口密度极高，大部分居民依赖地下水进行生活和经济活动，这种对水资源的高强度需求进一步加剧了地下水位的下降和地面沉降的形成。在过去的几十年里，随着城市化进程的加快，河内等城市周边的地下水开采量不断增加，导致了城市郊区边缘区域的沉降现象日益严重。

研究还使用了多种SAR数据集，包括从2017年3月到2024年5月获取的105个升轨（ascending）和107个降轨（descending）S1A SAR图像，以及从2019年2月到2020年7月获取的18个升轨TSX SAR图像。这些数据集被用来生成二维地面变形图，并进行多角度SAR图像处理，以确保分析的准确性和全面性。通过这些数据集，研究人员能够全面分析红河三角洲地区的地面沉降现象，并揭示其与多种因素之间的关系。

此外，研究还利用了GPS测量数据进行验证，这些数据提供了河内地区二维地面变形的精确度评估。GPS测量数据的时间跨度为2019年6月至2019年10月，覆盖了整个研究区域，并且与SAR图像数据集的时间范围相吻合。这些数据的加入有助于提高研究结果的可信度，并为地面沉降的精确监测提供了依据。

在方法学方面，研究采用了最小加速度组合（MinA）技术，这是一种用于处理多视角SAR图像并生成二维地面变形时间序列的方法。通过这种方法，研究人员能够从多组SAR图像中提取出地面沉降的时间序列，并结合地理信息系统（GIS）数据进行进一步的分析。MinA方法的优势在于其能够有效地处理数据中的噪声和相位解缠误差，从而提高变形监测的精度。通过使用这一方法，研究团队能够生成高精度的地面变形图，并进一步揭示地面沉降的动态变化和其与城市扩张、人口增长以及地下水开采之间的关系。

在实验结果方面，研究团队发现，红河三角洲地区的地面沉降主要集中在河内、海防市、黄连市（Huang Yen）和宁平市。这些区域的地面沉降速度达到最大值，表明这些地区的沉降问题尤为严重。通过分析不同时间段内的地面沉降速度和累计沉降量，研究人员能够识别出沉降最严重的区域，并将其与城市扩展和人口增长情况进行对比。例如，河内城市郊区边缘的Ha Dong区出现了显著的人口增长，同时该区的地面沉降速度也较高，表明人口增长与地面沉降之间存在密切关联。

研究还发现，地面沉降主要发生在覆盖有不透水地表和灌溉农田的区域。这些区域由于高强度的地下水开采和城市基础设施建设，导致了地面沉降的加剧。通过分析不透水地表的增加与地面沉降之间的关系，研究人员发现，不透水地表的扩展通常伴随着地面沉降的发生。这表明，城市扩张和基础设施建设是地面沉降的重要驱动因素。

此外，研究还对地下水开采与地面沉降之间的关系进行了探讨。在红河三角洲地区，地下水是主要的水资源来源，但其过度开采导致了地面沉降的加剧。通过分析地下水监测井的数据，研究人员发现，地下水位的下降与地面沉降速度之间存在显著的相关性。这表明，地下水的过度开采是导致地面沉降的重要因素。

在地质构造方面，研究指出，红河三角洲地区的地质构造是地面沉降的主要影响因素之一。该地区的沉积层主要由高压缩性土壤构成，这些土壤的压缩特性使得地下水的过度开采更容易引发地面沉降。通过分析不同地质层的分布和其对地面沉降的影响，研究人员发现，某些地质构造区域的沉降速度明显高于其他区域。

研究还通过随机森林（Random Forest, RF）回归模型和SHAP（SHapley Additive exPlanations）方法对地面沉降的主要驱动因素进行了定量分析。结果显示，对于南部沉降区A（Hoai Duc），地质构造是主要的影响因素，其次是人口增长和土地覆盖类型。而在北部沉降区B（Ha Dong和Thanh Tri），地下水开采则是主要的驱动因素，其次是土地覆盖类型和地质构造。这些结果表明，不同区域的地面沉降驱动因素可能有所不同，需要进行针对性的分析和治理。

通过本研究，研究人员不仅揭示了红河三角洲地区地面沉降的时空分布特征，还深入探讨了其与人口增长、土地覆盖变化、地下水开采以及地质构造之间的关系。这些发现对于制定有效的地面沉降防治措施具有重要意义，同时也为该地区的可持续发展提供了科学依据。未来，随着更多地质和地下水监测数据的获取，多维InSAR时间序列可以与地理信息系统模型相结合，以更精确地分析地面沉降的驱动因素，并为灾害预防和应对提供支持。