بررسی رفتار فرونشست زمین در منطقه غربی تهران با استفاده از تصاویر سنتینل-1 و تکنیک تداخل‌سنجی راداری مبتنی بر پراکنش‌گرهای دائمی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دانشکده مهندسی نقشه برداری، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

2 دانشگاه آزاد اسلامی واحد رودهن، تهران، ایران

3 استادیار گروه مهندسی عمران/دانشگاه آزاد اسلامی واحد رودهن/ایران،تهران

چکیده

تهران طی چند دهه اخیر با بحران فرونشست روبرو بوده است؛ خشکسالی‌های پیاپی و استخراج بی رویه آب‌های زیرزمینی برای مصارف کشاورزی و صنعتی موجب کاهش سطح آب‌های زیرزمینی و تراکم لایه‌های خاک، در نتیجه پدیده فرونشست شده است. در این مقاله یک سری زمانی دو ساله شامل 30 تصویر سنجنده سنتینل-1، با استفاده از روش تداخل سنجی راداری مبتنی بر پراکنش‌گرهای دائمی در دو ناحیه مطالعاتی مورد پردازش قرار گرفت. نقشه جابجایی متوسط سالانه برای مناطق مطالعاتی تولید گردید. نتایج، جابجایی سالانه 15 سانتی متری در جنوب منطقه مورد مطالعه، جایی که به دشت‌های شهریار و تهران منتهی می‌شود را نشان می‌دهد، اما جابجایی تنها محدود به مناطق دشتی و غیر شهری نبوده بلکه به مناطق صنعتی و شهری نیز گسترش یافته است. به طوری که در مناطق دارای واحدهای صنعتی و مسکونی، طی دو سال، شاهد جابجایی تجمعی 9 تا 13 سانتی‌متری هستیم بخصوص در محورهای ارتباطی نظیر بزرگراه فتح که در چندین بخش از این بزرگراه جابجایی بالای 4 سانتی‌متر در سال را داریم. ارزیابی نسبی نتایج در منطقه اول با استفاده از داده‌های مسیر پایین‌گذر 35 انجام گرفت که با توجه به اختلاف ناچیز برآورد دو مسیر 28 و 35، نواحی مذکور جابجایی افقی بسیار کمی داشته و عمده بردار جابجایی را حرکت قائم تشکیل می‌دهد. همچنین جابجایی قائم با استفاده از دو مدار بالا‌گذر و پایین‌گذر برای منطقه مطالعاتی دوم برآورد گردید با بهره‌گیری از داده‌های یک ایستگاه GPS صحت سنجی شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

A Study of land Subsidence in West of Tehran Using Sentinel-1 Images and Permanent Scatterers Interferometry

نویسندگان [English]

  • Yasser Maghsoudi 1
  • Reza Amani 2
  • Hasan Ahmadi 3
1 Assistant Professor, Geomatics Engineerig Faculty, K.N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran.
2 Islamic Azad University, Roudehen branch, Tehran, Iran
3 Department of Civil Engineering /Islamic Azad university-Rudehen Branch/Iran,Tehran
چکیده [English]

During the past decades, Tehran has suffered from subsidence crisis. Prolonged droughts and excessive exploitation of groundwater for agricultural and industrial purposes have reduced the level of aquifers and reduced the density of the subsurface soil layers. This study focuses on monitoring the displacement of the ground in west of Tehran which is affected by subsidence of Shahriyar and Tehran plains. A time series of 30 Sentinel-1 images were processed by radar interferometry technic based on the persistent scatterers in two years. Average annual displacement map was prepared for the region of study. The result of study indicates 15 centimeters of displacement in southern part of the study area where it ends to Shahriyar and Tehran plains. However, displacement is not limited to plain and non-urban areas. It has also scattered through industrial and urban areas. In industrial and residential areas, cumulative displacement of 9 to 13 centimeter was recorded in two years especially in Fath Highway which experiences more than 4 centimeters of displacement each year. Relative evaluation of results was made based on the data gathered from underpass 35. Considering the small difference in the estimates obtained from orbits 28 and 35, these areas had little Horizontal displacement. Displacement vector was high in vertical movement. Vertical displacement was computed for ascending and descending orbits in the second study region and verified by data from a GPS station.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Radar interferometry
  • Permanent Scatterers
  • subsidence
  • Sentinel-1
Amighpey M, Arabi S, Talebi A, Djamour, Y (2006) Elevation changes of the precise leveling tracks in the Iran leveling network. Scientific report published in National Cartographic Center (NCC) of Iran, Tehran (In Persian)

Asadzadeh F, Kaki M, Shakiba S, Raei B (2016) Impact of drought on groundwater quality and groundwater level in Qorveh-Chardoli Plain. Water Resources Research 12(3):153-165 (In Persian)

Dehghani M, Valadan Zoej M J, Entezam I, Mansourian A, Saatchi S (2009) InSAR monitoring of progressive land subsidence in Neyshabour, northeast Iran. Geophysical Journal International 178(1):47-56

Dehghani M, Zoej M J V, Hooper A, Hanssen R F, Entezam I, Saatchi S (2013) Hybrid conventional and Persistent Scatterer SAR interferometry for land subsidence monitoring in the Tehran Basin, Iran. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing 79:157-170

Farina P, Casagli N, Ferretti A (2007) Radar-interpretation of InSAR measurements for landslide investigations in civil protection practices. Paper presented at the First North American Landslide Conference

Ferretti A, Prati C, Rocca F (2001) Permanent scatterers in SAR interferometry. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing 39(1):8-20

Hanssen R F (2001) Radar interferometry: data interpretation and error analysis. Springer Science & Business Media

Kampes B M (2006) Radar interferometry. Springer

Liu P, Li Z, Hoey T, Kincal C, Zhang J, Zeng Q, Muller J P (2013) Using advanced InSAR time series techniques to monitor landslide movements in Badong of the Three Gorges region, China. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation 21:253-264

Maghsoudi Y, Mahdavi S (2015) The principles of radar remote sensing. K. N. Toosi University of Technology (In Persian)

Maghsoudi Y, van der Meer F, Hecker C, Perissin D, Saepuloh A (2017) Using PS-InSAR to detect surface deformation in geothermal areas of West Java in Indonesia. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation

Motagh M, Klotz J, Tavakoli F, Djamour Y, Arabi S, Wetzel H U, Zschau J (2006) Combination of precise leveling and InSAR data to constrain source parameters of the Mw= 6.5, 26 December 2003 Bam earthquake. Pure and Applied Geophysics 163(1):1-18

Osmanoğlu B, Sunar F, Wdowinski S, Cabral-Cano E (2016) Time series analysis of InSAR data: Methods and trends. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing 115:90-102

Sadeghi Z, Zoej M J V, Dehghani M (2013) An improved persistent scatterer interferometry for subsidence monitoring in the Tehran Basin. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing 6(3):1571-1577

Terzaghi K (1925) Principles of soil mechanics, IV-Settlement and consolidation of clay. Engineering News-Record 95(3):874-878

Wackernagel H (2013) Multivariate geostatistics: an introduction with applications. Springer Science & Business Media