城市沉降监测

低空遥感技术加持下，城市沉降监测正在补上城市安全的隐形缺口

当城市天际线不断向高空延伸，地下轨道交通网络持续向远方延伸，我们很少会注意到，脚下的土地正在以毫米甚至厘米级的速度悄然下沉。这份看不见的位移，长期积累下来足以引发建筑开裂、管线断裂、洪水倒灌等灾难性后果，成为高密度城市运行的隐形“炸弹”。今年5月，自然资源部、住建部、水利部、应急管理部四部门联合印发《关于加强城市地质安全风险防控的通知》，明确要求将地面沉降等地质隐患纳入常态化监测管控体系，正式将城市地面沉降安全提升到国家城市治理的统一部署层面。而随着合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术的成熟落地，这场看不见的土地“体检”正在迎来技术范式的变革。

长期以来，我国城市地面沉降监测依赖传统水准测量、GNSS基准站等地面监测手段，这类方法精度可达毫米级，但只能覆盖离散的监测点，难以获得城市全域连续的沉降数据，且布设成本高、维护难度大，对于建成区已经超过6万平方公里的中国城市体系来说，全面铺开几乎是不可能完成的任务。更关键的是，很多沉降风险出现在城市新区建设、地下工程施工区域，传统监测很难提前预判大范围的缓慢沉降趋势，往往是灾害发生后才能发现隐患。以上海为例，作为我国最早遭遇地面沉降问题的超大型城市，上海从上世纪六十年代就开始防控沉降，但过去受监测技术限制，始终无法实现全区域的动态更新。直到近年来，以上海市自然资源调查利用研究院团队和武汉大学测绘遥感信息工程全国重点实验室合作，将时序InSAR技术投入应用后，才完成了全市域高精度沉降场的持续更新，相关研究成果今年9月已经正式发布，为超大城市沉降防控提供了可复制的中国样本。

InSAR技术的核心优势，在于可以通过卫星或低空平台获取的合成孔径雷达影像，反演大范围地表的毫米级形变，不需要进入现场就能完成对整个城市的监测。其中，SBAS-InSAR技术作为时序InSAR的主流技术路线，已经在多个地方完成了实战检验。根据南京大学2026年即将发布的研究成果，该团队利用2020年1月至2025年3月间覆盖赣州市城区的154景Sentinel-1A卫星影像，完成了赣州全域的地面沉降监测。赣州作为南方丘陵地区的中心城市，近年来城镇化速度快，地下工程开发强度大，同时降水充沛地下水波动活跃，面临不小的沉降风险。这次研究覆盖了整整5年的沉降数据，不仅清晰识别出了多个沉降异常区，还厘清了地下水位变化、工程施工、地层压缩三个核心影响因素的贡献占比，为赣州后续的沉降管控提供了精准的决策依据。

值得注意的是，和很多人印象中“只有超大一线城市才会有沉降问题”不同，很多二三线城市其实面临更紧迫的沉降风险。赣州的案例就很有代表性：一方面，这类城市近年来进入快速建设周期，新城开发、轨道交通修建都在改变原有地质结构，但普遍缺乏常态化的沉降监测体系；另一方面，南方多含水层的地质条件，加上近年极端天气增多，地下水的波动很容易引发地层压缩，如果不能提前监测预警，很容易诱发地面塌陷等事故。四部门在今年的通知中特别强调，要“对勘查活动涉及到的深部地层充分开展地球物理探测，辨识可能影响城市安全的地面塌陷、地面沉降、水土突涌等隐患”，其实就是瞄准了当前城市开发中的监测空白——很多城市在开发建设前，对地下地质条件的探查不到位，施工过程中又没有动态监测，很容易因为人为扰动诱发沉降灾害。

从行业发展的角度看，当前城市沉降监测的需求爆发，本质上是我国城市发展从“规模扩张”转向“安全提质”的必然结果。过去几十年我国城镇化走的是快速铺开的路径，对地下地质安全的投入相对不足，现在随着城市承载的人口、资产越来越多，任何微小的地质灾害都可能引发巨大的损失：2023年全国发生地面塌陷近4000起，其中超过六成发生在城镇区域，相当一部分和未被监测到的缓慢沉降积累有关。四部门的通知明确要求，由地方人民政府组织相关部门建立健全地质安全风险研判、决策评估和风险管控的协同机制，相当于把城市沉降监测从专业技术工作，上升为地方政府必须履行的安全职责，这会直接打开行业的增长空间。

而低空经济的发展，正在给InSAR沉降监测带来新的增量。过去沉降监测主要依赖卫星影像，重访周期长，分辨率有限，对于重点工程、重点区域的高频次监测需求很难满足。现在随着低空领域开放，搭载合成孔径雷达的无人机、低空平台可以实现对指定区域的高频巡航监测，分辨率可以达到亚米级，形变监测精度和卫星相当，可以满足轨道交通沿线、新建商圈、矿区复垦城区等重点区域一周甚至更短周期的动态监测，填补了卫星监测和地面监测之间的空白。现在已经有不少低空遥感企业开始推出城市沉降监测的一体化解决方案，从数据获取到形变反演再到隐患预警，已经形成了完整的服务链条，很多地方的新城区建设、轨道交通施工都已经把这类服务纳入了招标要求。

当然，行业当前还面临不少待解的问题。比如，InSAR技术的数据解译还依赖专业团队，很多地方的自然资源部门没有自主处理数据的能力，服务成本还比较高；再比如，沉降监测的数据如何和城市规划、应急管理等部门打通，形成“监测-预警-处置”的闭环，现在还没有形成统一的标准。但从已经落地的实践来看，技术路线已经成熟，需求已经明确，政策已经到位，行业的爆发其实已经近在眼前。以上海的实践为例，通过时序InSAR监测获得的全域沉降数据，已经被应用到地面沉降防控、轨道交通运维、旧改房屋安全排查等多个领域，仅轨道交通沿线沉降监测一项，就帮助上海提前发现了近十处潜在风险，避免了可能的运营事故。

回到城市安全的本质，城市的发展不仅要向上要空间，更要向下保安全。看不见的地面沉降，考验的是城市治理的精细化水平，也给低空遥感、地质服务等相关产业带来了新的增长机会。从赣州的区域监测到上海的超大城市实践，再到国家层面的政策部署，城市沉降监测正在从一个小众的专业领域，变成支撑城市安全运行的刚需基础设施。未来，随着技术成本的不断下降，常态化的全域沉降监测会成为每一个城市的标准配置，也会成为低空经济服务民生的典型场景——毕竟，只有踩稳脚下的土地，城市才能走得更稳更远。