Analyse des caractéristiques spatio-temporelles des affaissements du sol dans la plaine de Pékin basée sur ST-PCA

SONG Zongwen ,  

WANG Yanbing ,  

LI Xiaojuan ,  

LI Chenxia ,  

ZHAO Yali ,  

LI Yanxin ,  

YANG Xiyue ,  

CHENG Haowen ,  

摘要

L'affaissement du sol est une catastrophe géologique à long terme à large impact, à laquelle de nombreuses villes sont confrontées. La découverte précoce de l'affaissement du sol dans la plaine de Pékin et la longue période de surveillance permettent d'analyser les caractéristiques de son évolution spatio-temporelle et fournissent un important soutien de données pour la prévention de l'affaissement du sol. L'analyse des composantes principales spatio-temporelles ST-PCA (Spatial and Temporal Principal Component Analysis) est une méthode de transformation mathématique d'un ensemble de variables corrélées en un autre ensemble de nouvelles variables non corrélées. Il est utilisé dans le domaine géologique pour extraire les caractéristiques évolutives spatio-temporelles des données. Dans cette étude, sur la base des données de mesure de l'interférométrie radar à ouverture synthétique à diffusion persistante PS-InSAR (Persistent Scatterer Interferometric Synthetic Aperture Radar) de la plaine de Pékin de 2010 à 2016, des tendances et des fluctuations des affaissements du sol ont été mises en évidence à l'aide de la méthode ST-PCA, avec les modèles de distribution spatiale correspondants et leurs lois d'évolution temporelle. Les résultats montrent: (1) L'analyse de la première composante principale temporelle TPCA (Temporal Principal Component Analysis) a révélé que dans l'ensemble, la plaine de Pékin présente un caractère de distribution spatiale inégale des affaissements. La deuxième composante principale TPC2 peut mettre en évidence un caractère spatial saisonnier différentiel prononcé dans la zone d'entonnoir d'affaissement avec un affaissement supérieur à 30 mm/an, se manifestant par une grande quantité d'affaissement dans les régions septentrionales pendant l'été et une grande quantité d'affaissement dans les régions méridionales pendant l'hiver. (2) L'analyse de la première composante principale spatiale SPCA (Spatial Principal Component Analysis) a mis en évidence les caractéristiques majeures des affaissements dans la plupart des régions, où les affaissements du sol se manifestent comme une diminution linéaire continue. La deuxième et la troisième composantes principales SPC2 et SPC3 ont montré que l'affaissement annuel moyen dans les zones d'affaissements faibles et les zones sans affaissement est proche de 0 mm/an, mais les fluctuations saisonnières se manifestent clairement. En conclusion, les affaissements du sol dans la plaine de Pékin présentent un caractère de tendance linéaire continue avec des fluctuations saisonnières dans le temps et montrent une distribution inégale et un regroupement régional dans l'espace, tandis que la zone d'entonnoir d'affaissement manifeste un effet de superposition spatio-temporel.

关键词

Analyse des composantes principales spatio-temporelles ; Caractéristiques évolutives spatio-temporelles ; Affaissement du sol ; Radar à ouverture synthétique à diffusion persistante ; Données Radarsat-2

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