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论文 | 北京大学监测全球 465 座城市的地面沉降：印尼棉兰每年下沉 32.7 毫米，天津也在最严重一档

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mapxiaotu
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空天感知

2026年11月12日 18:03
新加坡

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导读：地面沉降的研究过去多是一座城市一座城市地做，方法、时段、口径各不相同，没法横着比。北京大学团队用同一套方法，把全球 465 座百万人口以上城市的沉降从头量了一遍：数据来自 2014–2023 年的 Sentinel-1 雷达影像，分辨率 40 米。结果有两条主线：沉得最重的地方集中在东南亚、中西亚和北美；九年里多数地方的沉降在减速，东亚、东南亚最明显。

城市地面为什么会沉，道理并不复杂：地下水抽得多了，含水层被压实，地面就往下走；油气开采、建筑荷载、软土固结也会掺一脚。沉降速度以毫米计，一年看不出动静，十年累计起来就是楼歪、管线错位、海水倒灌的风险。

所以关键问题一直很具体：哪座城市沉得最快？是还在加速，还是已经慢下来了？以往回答这两个问题只能靠零散的单城研究，覆盖到的城市有限，彼此还对不上。

这篇 2026 年 10 月发表在《自然·城市》（Nature Cities）的论文，第一次用统一流程给出全球尺度的答案。王丽君（Lijun Wang）与敖祖锐（Zurui Ao）为共同第一作者，通讯作者是陶胜利（Shengli Tao）与胡燮（Xie Hu），团队来自北京大学生态研究中心、城市与环境学院等单位，合作方包括华南师范大学、休斯敦大学等机构。

01 方法先统一：465 座城市、两套口径、三个指标

使用 Sentinel-1 的干涉雷达（InSAR）观测，时间跨度 2014 年 6 月到 2023 年 6 月，每座城市的建成区被切成 40 米见方的像元，逐个像元算沉降速度。

465 座城市分布在 107 个国家，入选门槛是人口超过 100 万；另有 12 座城市因为雷达影像不够被排除。全球一套流程跑下来，城市之间可以直接排座次。

口径有两套。第一套叫相对局地沉降：以每座城市内部一个稳定点为基准，看城内各处相对它沉了多少，适合比较一座城市内部哪片沉得狠、城与城之间谁更严重。

第二套再把这个相对值对齐到一套由全球 GNSS 观测插值出的垂直运动产品上，换算成绝对的升降。论文的也提醒：第二套引入了额外的不确定性，两套的空间格局大体一致，但读具体数字时要分清用的是哪套，下文未特别说明的都是相对局地沉降口径。

判断一座城市沉得重不重，论文用了三个指标：全城像元速度的中位数，代表整体水平；最快 5% 像元的速度，代表局部热点有多猛；速度超过每年 10 毫米的像元占比，代表快速沉降波及的面积。

三项再合成一个 0 到 100 的综合评分。验证环节用了全球 320 个 GNSS 站做对照，平均不确定性约每年 1.88 毫米。还有一组数字：465 座城市里有 204 座，此前从未有文献确认过它们的沉降状况，这次测出的指标分布和其余城市相差不大。

换句话说，近一半城市的沉降在这张全球图出现之前基本没人系统评估过。下图是这 204 座城市的格局。

02 哪里沉得最重：棉兰居首，天津排进最前列

综合评分排在最前面的城市，相对局地沉降中位数是这个量级：印度尼西亚棉兰每年 −32.7 毫米，九年累计约 294 毫米，接近 30 厘米；万隆 −21.9 毫米；墨西哥托雷翁 −17.3 毫米；伊朗伊斯法罕 −10.6 毫米。这四座的综合评分都在 99 分以上（满分 100）。棉兰全城有 71.3% 的像元沉降速度超过每年 10 毫米，已经是大面积快速下沉。

墨西哥城是另一个极端，读数时最容易读错。它的全城中位数只有 −7.9 毫米，看着并不靠前；可它最快的 5% 像元达到 −216.5 毫米，是榜单里局部沉降最猛的一个。同一座城市，中位数和热点差出近 30 倍。

所以单看一座城市的平均数会漏掉真正的风险点，论文把中位数和最快 5% 并排给出，正是为了防这种误读。

几座代表性城市的数（相对局地沉降口径）：

• 棉兰（印尼）：中位数 −32.7 毫米/年，最快 5% −80.1，快速沉降像元占 71.3%
• 万隆（印尼）：中位数 −21.9，最快 5% −119.8，占比 59.7%
• 托雷翁（墨西哥）：中位数 −17.3，最快 5% −79.5，占比 60.2%
• 伊斯法罕（伊朗）：中位数 −10.6，最快 5% −70.0，占比 51.6%
• 天津（中国）：中位数 −8.3，最快 5% −64.8，占比 46.5%
• 墨西哥城（墨西哥）：中位数 −7.9，最快 5% −216.5，占比 46.5%

中国城市里天津最突出：中位数 −8.3 毫米，快速沉降像元占 46.5%，综合评分 98.6，在全球属于最严重的一档。北京中位数 −1.9 毫米，整体温和得多，但东部片区有一片明显的快速沉降带，全城 30.2% 的像元超过每年 10 毫米，最快 5% 达到 −40.3 毫米。上海中位数 −1.8 毫米、广州 −2.0 毫米，快速沉降像元占比在 12%–13%；深圳中位数 −0.2 毫米，基本平稳。下图是论文给全球主要大城市画的沉降图，北京、上海、香港都在其中，可以对照着看颜色深浅。

从社会经济角度还分析到：发展中国家城市的各项沉降指标系统性地高于发达国家城市，统计检验显著（P 值小于 0.0001）。伦敦、纽约、东京、首尔、悉尼这些城市的中位数都在 −0.4 到 +0.5 毫米之间，接近不动。不过作者对这类小数值给了明确提醒：验证误差在每年 2–3 毫米量级，每年 1–2 毫米上下的升降读数本身就在噪声边缘，不要把 0.5 毫米的差别当成结论。

03 九年里最值得说的变化：多数地方在减速

这篇论文和以往单城研究最大的区别，是它不满足于给出一个平均速度，还对每个像元的时间序列做了分段拟合，找沉降加速或减速的转折点。

把 465 座城市的像元加总：处于减速状态的约 1063 万个，处于加速状态的约 901 万个，减速占了多数。

分区域看，减速力度最强的是东南亚和东亚；非洲和大洋洲则是加速像元多于减速像元的少数区域。下图是论文补充材料里的一组时间序列，来自东南亚一座城市的三个测点：2019 年前后曲线齐齐变平，沉降从陡降转为接近停滞。

东亚减速的典型是京津冀。论文将原因列出：南水北调等跨流域调水加上地下水开采管控，区域地下水位逐步回升，沉降随之明显缓解。天津的相对沉降中位数虽然仍排在全球前列，但那是九年平均的结果，九年后段的速度已经比前段慢。

同一区域内部并不整齐。东亚和东南亚有大片城区在减速，也有相当面积在加速，论文把这归因于快速城市化和资源开发的压力分布不均：治理跟上的地方慢下来，新开发区和抽水强度大的地方还在往下走。

对城市管理来说，这张图给出的用法：先按综合评分和热点分布圈定优先治理的城市，再看趋势决定是维持现有管控还是加码。

💡 小结：这项工作最有分量的地方是口径统一：同一套流程、同一组指标量完 465 座城市，沉降研究第一次有了全球可比的底账。棉兰、万隆、托雷翁、伊斯法罕的中位数沉降最快，墨西哥城的局部热点最猛，天津在中国城市里最需要盯。趋势面是好消息占多：全球减速像元多于加速，东亚和东南亚减速最明显，京津冀的缓解和地下水治理对得上。

全部 465 座城市的沉降图、相干性和参考点信息都已上线 GUS 平台公开查询，逐城数据与代码在 Code Ocean 开放。