Science Cultivation

Science Cultivation

Investigating the Capability of Sentinel-1 in Monitoring the Land Subsidence Phenomenon

Document Type : Promotion Article

Authors
1 Department of Range and watershed management, College of Agriculture and Natural Resources of Darab, Shiraz University, Darab, Iran.
2 Department of Environmental Sciences, Faculty of Natural Resources and Marine Sciences, Tarbiat Modares University, Noor, Iran.
Abstract
Land Subsidence (LS), this uninvited geological phenomenon, has affected nearly every corner of the globe, leaving a trail of destruction in infrastructure and facilities. This silent yet devastating event has increasingly highlighted the necessity for continuous monitoring and surveillance. Fortunately, significant advancements in remote sensing technology, particularly in the field of Synthetic Aperture Radar (SAR) interferometry, have opened new windows for the precise analysis of the intensity, patterns, and temporal trends of subsidence. This study examines the capabilities of the Sentinel-1 satellite in the Interferometric Wide (IW) operational mode and explores its potential in monitoring this phenomenon. Given the widespread occurrence of subsidence across the country, it is hoped that by leveraging the capabilities of this satellite and the easy, free access to its imagery, effective steps will be taken by executive bodies to control and manage this phenomenon
Keywords

] کریمی، مرتضی.، قنبری علی اصغر.، امیری شهرام (1392). سنجش خطر پذیری سکونتگاه‌های شهری از پدیده فرونشست زمین مطالعه موردی: منطقه 18 شهر تهران، برنامه ریزی فضایی، دوره سوم، شماره 1، صص 37-56.
.[2] شریفی کیا، محمد (1389). بررسی پی آمدهای ناشی از پدیده فرونشست در اراضی و دشت های مسکونی ایران، مجله انجمن زمین‌شناسی مهندسی ایران، دوره سوم، شماره 4-3، صص 43-58.
[3]. عمادالدین، سمیه.، شاهی، ویدا.،  آرخی، صالح.، آق‌آتابای، مریم (1401). تعیین میزان فرونشست زمین در محدوده مخروط افکنه جاجرود با استفاده از تکنیک تداخل‌سنجی تفاضلی راداری، پژوهش های جغرافیای طبیعی، دوره 54، شماره 2، صص 169-183.
[4]. سعیدی، حمید.، لشکری پور، غلامرضا.، غفوری، محمد (1398). ارزیابی درز و شکاف‌‌‌‌های حاصل از ‌فرونشست زمین در دشت کاشمر-بردسکن در شمال شرق ایران، مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، دوره 10، شماره 35، صص 74-88.
[5]. صفری نامیوندی، مهدی.، اسدی، معصومه.، ایرانی هریس، صیاد،   امینی ابوالفضل (1403). تحلیل نقش عوامل انسانی در وقوع فرونشست با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و راداری (مطالعه موردی: شهر پیشوا)، مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، دوره 15، شماره 57، صص 39-23.
[6]. Chaussard E., Amelung F., Abidin H., & Hong S. H. (2013). Sinking cities in Indonesia: ALOS PALSAR detects rapid subsidence due to groundwater and gas extraction. Remote sensing of environment, Vol. 128, PP.150-161.  
[7]. 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, Vol.178, No.1, PP. 47-56. 
[8]. Farías C. A., Lenardón Sánchez M., Bonì R., & Cigna F. (2024). Statistical and Independent Component Analysis of Sentinel-1 InSAR Time Series to Assess Land Subsidence Trends. Remote Sensing, Vol.16, No. 21, PP. 1-28. 
[9]. Rafiei F., Gharechelou S., Golian S., & Johnson B. A. (2022). Aquifer and land subsidence interaction assessment using sentinel-1 data and DInSAR technique. ISPRS International Journal of Geo-Information, Vol. 11, No. 9, PP. 1-29.
[11]. Cigna F., & Tapete D. (2021). Sentinel-1 big data processing with P-SBAS InSAR in the geohazards exploitation platform: An experiment on coastal land subsidence and landslides in Italy. Remote Sensing, Vol. 13, No.5, PP. 1-25.
[12]. Raspini F., Caleca F., Del Soldato M., Festa D., Confuorto P., & Bianchini S. (2022). Review of satellite radar interferometry for subsidence analysis. Earth-Science Reviews, Vol. 235, PP. 104239.
[13]. Sowter A., Amat M. B. C., Cigna F., Marsh S., Athab A., & Alshammari L. (2016). Mexico City land subsidence in 2014–2015 with Sentinel-1 IW TOPS: Results using the Intermittent SBAS (ISBAS) technique. International journal of applied earth observation and geoinformation, Vol. 52, PP. 230-242. 
[14]. متکان، علی اکبر.، حاجب، محمد.، آذرخش، زینب. (1399). مقدمه ای بر سنجش از راه دور راداری. انتشارات دانشگاه شهید بهشتی، تهران، 386 صفحه.
[15]. مقصودی، یاسر.، مهدوی، ساحل. (1403). مبانی سنجش از راه دور راداری. انتشارات دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی، تهران، 340 صفحه.
[16]. Roozban, A.(2017(. Subsidence Investigation Using Dinsar Method and the New SENTINEL Sensor Data: Ministry of Science Research and Technology Graduate University Of Advanced Technology Faculty Of Civil and Surveying Engineering Epartment of Surveying Engineering, A Thesis for Degree of Master of Science (M.Sc.) In Remote Sensing Engineering, P. 110.
[17]. Alibakhshi, H. (2016). An Investigation Evaluation of Varamin Plan Subsidence with Using Geodetic Technique Like-Leveling, Observation GPS And Insar: Islamic Azad University, SCIENCE AND RESEARCH BRACH - SHAHROOD, Faculty of Engineering – Department of Surveying, Thesis for Receiving «M.Sc» Degree on Geodesy, V. 148.
[18]. Maleki, M. (2015). Comparison of Optic and Radar Data for Terrain Feature Extraction: Kharazmi University Fluctory of Geography Science Remote Sensing and Geographic Information Seystem (GIS) Departemant, V. 100.
[19]. نصیری خانقاه، علیرضا.، شریفیان عطار، رضا. (1398). کاربرد تداخل‌سنجی رادار در مطالعه فرونشست. انتشارات مهر جالینوس، مشهد، 294 صفحه.
[20]. Amig Pe, M., And Arabi, S.(2009). Report of Research Project of Yazd Subsidence Survey Using Radar Interference and Precision Alignment Technique: National Mapping Agency, P. 46.
[21]. Ravanfar, S. M.(2015) Evaluation of Land Subsidence Using Rastering Model In GIS Environment: ISLAMIC AZAD UNIVERSITY MARVDASHT BRANCH Faculty Of Engineering Department Of Civil, Thesis For Receiving (M.Sc) Degree on Civil Engineering, P. 133.
[22]. Van der Horst T., Rutten M. M., van de Giesen N. C., & Hanssen R. F. (2018). Monitoring land subsidence in Yangon, Myanmar using Sentinel-1 persistent scatterer interferometry and assessment of driving mechanisms. Remote sensing of environment, Vol. 217, PP. 101-110.
[23]. Azarakhsh Z., Azadbakht M., & Matkan A. (2022). Estimation, modeling, and prediction of land subsidence using Sentinel-1 time series in Tehran-Shahriar plain: A machine learning-based investigation. Remote Sensing Applications: Society and Environment, Vol. 25, PP. 100691. 
[24]. Navarro-Hernández M. I., Tomás R., Valdes-Abellan J., Bru G., Ezquerro P., Guardiola-Albert C., Elçi A., Batkan E.A., Caylak B., ¨Oren A.H., Meisina C., Pedretti L., & Rygus M. (2023). Monitoring land subsidence induced by tectonic activity and groundwater extraction in the eastern Gediz River Basin (Türkiye) using Sentinel-1 observations. Engineering Geology, Vol. 327, PP. 107343. 
[25]. Qiao X., Chu T., Tissot P., & Holland S. (2023). Sentinel-1 InSAR-derived land subsidence assessment along the Texas Gulf Coast. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, Vol. 125, PP. 103544.  
[26]. رجبی، معصومه.، روستایی، شهرام.،  مطاعی، سارا (1402). ارزیابی خطر فرونشست‌زمین در دشت کرمانشاه با استفاده از سنجش از راه دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، جغرافیا و برنامه‌ریزی، دوره 28، شماره 88، صص 328-308.
 
Volume 15, Issue 2 - Serial Number 30
December 2025
Pages 207-214

  • Receive Date 30 June 2025
  • Revise Date 21 September 2025
  • Accept Date 09 October 2025