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城市的地面沉降具有地面形变发育缓慢、不可逆转、不易监测等特点,但沉降一旦形成会造成城市建筑物倾斜变形、路面坍塌等危害,不但会给整个城市的经济带来严重的损失,还会对城市居民的生命安全造成严重的威胁。兰州市地处中国西北的黄土高原地带,受黄土湿陷、降雨、大型工程建设等各种复杂环境因素的影响,各类地质灾害频发。地面沉降是这一地区地质灾害的典型代表,获取长时间序列、现势性强、较高精度的地面沉降信息有助于掌握城市地面灾害缓慢变化的规律,所以在时间序列上对兰州市进行动态连续的地面沉降监测具有重要的现实意义。近几十年发展成熟的合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)技术以其广覆盖、短周期、高精度、全天候监测等特点给长时间的地表形变监测带来了新的测量手段。在地面沉降监测中广泛使用的永久散射体干涉测量(Persistent Scatterer Interferometric Synthetic Aperture Radar,PS-InSAR)技术不但可以监测长时间序列的地表形变,而且可以进行较大区域的监测,其监测精度可以达到毫米级。本文以70景降轨类型的Sentinel-1 TOPS影像数据作为数据源,基于永久散射体干涉测量技术(PS-InSAR),监测了兰州市中心城区2014.11-2019.10期间的地表形变,进一步验证了Sentinel-1数据在监测黄土地质条件下地表形变的适用性。本文所作的主要工作如下:(1)总结了国内外学者目前使用时序InSAR技术监测地面沉降的现状,并探讨了时序InSAR监测技术之一的PS-In SAR技术监测城市地面沉降的可行性;(2)分析总结了InSAR数据处理中的各类误差来源,对时序InSAR技术的原理和处理流程进行了详细说明,并对使用时序InSAR技术在地表监测方面的应用进行了归纳梳理;(3)以兰州市中心城区为研究区域,利用PS-InSAR技术监测获得了兰州市中心城区在2014.11-2019.10的年均形变速率和时序上的累积沉降量,监测结果表明兰州市中心城区整体稳定,沉降区域主要发生在城区东南方向和城区南北两山的街道和小区,东南区域的沉降呈现“带状”分布的特点,监测时段年均最大沉降速率为-39.5mm/yr,累积最大沉降量为-195.7mm,沉降速率主要集中在-9.5mm/yr~-4.1mm/yr之间,抬升速率主要集中在3.1mm/yr~5.6mm/yr之间;(4)选取同一研究区、同一时间段的升轨和降轨数据,使用PS-InSAR技术进行年均沉降速率和累积沉降量的监测结果比较,结果表明升轨和降轨的累积沉降量曲线都能够很好的吻合,较好地证明了监测结果的准确性和有效性;(5)论文对地面沉降发生的可能原因进行了定性探讨。兰州市中心城区在2014.11-2019.10期间的地面沉降可能与较长的工程施工项目以及黄土湿陷的特性有关。为了探究沉降原因,分别统计了兰州市中心城区典型沉降区域大型开工建设工程项目的数量,另外也对研究区的黄土特性进行了分析,可以发现在监测时段内,典型沉降区域范围内一直伴随着大型工程施工项目的施工。大型工程项目建设中伴随着施工取土、土地平整、地基夯实、地下管网的埋设施工等,这些工程结束时,在土方回填阶段可能对开挖的地面并未完全压实,从而在雨水作用下,黄土地基上面的建筑物因为受黄土湿陷的影响下陷,从而导致整个地面的下沉。本文关于兰州市中心城区地面形变的长时间序列监测成果给这一地区提供了现势性强的地面沉降资料,包括对典型沉降区域的识别和沉降区域形变的时空变化,不仅可以为城市土地规划提供有利的科学依据,而且对地面灾害的防治具有一定的参考意义。