地層下陷人為因素包含地底下的資源開採，如金屬採集、石油與天然氣的抽取、煤炭與硫磺的挖掘，或是隧道、地鐵的建造工作，以及大規模抽取地下水體影響含水層壓密行為，使土層沉陷。在台灣，以西部平原地區的地層下陷情形最為嚴重。

　　西部平原地區以沖積地形為主體，構成的成分主要為砂土，形成相當疏鬆的地質結構。此外，屏東縣、雲林縣、彰化縣、嘉義縣的地表水資源不足以滿足其需求，故改以抽取地下水作為主要用水來源。當土壤中的孔隙水壓降低，加上疏鬆的地質結構，將產生嚴重的地層下陷。近年來InSAR技術的蓬勃發展，可以於短時間內重複觀測特定地區，並取得大範圍的地表形變資訊，透過InSAR技術，我們更能有效監測台灣地層下陷區域，進而預防地層下陷。

1. 緒論

　　台灣的地層下陷情形多歸因於過度抽取地下水。由於不規律的降雨與工業用水量的增長，近年來的地層下陷愈趨嚴重。彰化、雲林、嘉義、屏東地區的過度抽取地下水情形尤其嚴重。台灣高鐵(THSR)的路線穿越雲林中部，而其地層下陷速率為全台之最，逐漸成為重要的議題。濁水溪沖積扇的地質條件相對較弱，並且受到地下水流失所造成的壓密作用影響。這些受到地層下陷影響的地區，往往會伴隨著淹水、土壤鹽鹼化的情形，只要我們能夠觀測沉陷的情況，就能夠預防地層下陷。 

2. InSAR原理

　　圖1為InSAR的原理，InSAR結合了常規SAR和干涉技術來測量地震，地層下陷和基礎建設損壞引起的地表形變。圖1中，第一幅影像紀錄了雷達波的相位，第二幅影像則紀錄同一地點但不同時間的相位。如果地表經歷地層下陷，則兩個InSAR影像之間的相位將導致與地表形變和高程相關的干涉條紋。干涉條紋的成果會因大氣延遲效應，電離層延遲效應，較差的地表反射率和SAR衛星軌道誤差而變得不佳。 目前以 Persistent Scatterers InSAR (PSInSAR), Small BAseline Subset Differential Interference Technique (SBAS) and Temporal Coherence Point InSAR (TCPInSAR)三者最蔚為人知。

圖1：InSAR原理

3. 衛星SAR影像

　　1991年，ESA發射ERS-1衛星，使用C波段訊號，以及35天再訪週期，而後繼的ERS-2，於1995年發射，亦以相同的軌道參數進行任務。2002年ESA發射Envisat，其搭載ASAR（Advanced Synthetic Aperture Radar）。2006年，日本發射ALOS衛星，使用PALSAR上的L波段訊號，其長波長訊號對於植被覆蓋地區具有優勢。而後繼的ALOS-2於2014年開始執行任務。2014年與2016年，Sentinel-1A與Sentinel-1B被發射，兩顆衛星能提供每6天、短空間基線的週期影像，無償提供且足以觀測全世界的地層下陷情形。

4. 以InSAR觀測雲林、彰化、嘉義、屏東地區地層下陷

　　圖2展示2006年至2008年，使用Envisat影像與PSInSAR方法觀測得到的彰化縣與雲林縣的地層下陷平均速率。PSInSAR結果顯示高鐵路線穿越三個嚴重地層下陷的鄉鎮，其中最大下陷速率為7 cm/year。此外，PSInSAR結果在麥寮鄉附近觀測到較大的下陷速率，這是在地表觀測中無法觀測到的，而彰化縣大城鄉、芳苑鄉、二林鎮也有較大的下陷速率。我們透過2016年4月至2017年4月的Sentinel-1A雷達干涉影像，估計雲林縣的地層下陷速率，比較圖2與圖3，雲林的地層下陷已經持續了一段時間，雲林市土庫鎮和元長鄉的最大地層下陷速率仍接近每年7 cm/year。麥寮工業區持續經歷地層下陷，下陷速率達7 cm/year。

圖2：2006年至2008年，使用Envisat影像得到的彰化縣與雲林縣的地層下陷平均速率，暖色表示地層下陷速率較大。

圖3：2016年4月至2017年4月，由Sentinel-1A SAR 影像計算得到的雲林地層下陷速率。

　　嘉義縣也經歷了地層下陷，在沿海地區具有大量的水產養殖業。圖4顯示，嘉義沿海地區的最大下陷速率為4.5 cm/year，直接風險是造成排水困難，這可能導致了2018年8月的淹水。另外的風險是沿海土壤層和含水層的鹽鹼化。鹽鹼化將逐漸消耗受影響土壤中的有機物，破壞生態系統，使土地永久無法使用。圖5顯示了由2018-2020 Sentinel 1-A SAR影像計算之屏東下陷速率。如同嘉義，屏東水產養殖業大規模的抽取地下水，引發地層下陷，其中最大下陷速率為47.3 mm/year。圖5像元全部位於養殖魚塭區域，下陷速率皆超過 37.8 mm/year。

圖4：以ALOS/PALSAR影像計算得到的嘉義縣地層下陷速率(2007-2011年)

圖5：以Sentinel-1A 影像計算得到的屏東沿海地層下陷速率(2018-2020年)

5. 結論

　　彰化，雲林，嘉義和屏東的地層下陷是由於過度抽取地下水造成的，不幸的是，這種情況仍在持續發生。 InSAR仍然是觀測這四個縣地層下陷的必不可少的工具。在台灣太空計劃的第三階段（2019年開始）中，將啟動多個SAR任務，它們還將與未來的國際的SAR任務一起，以促進對地層下陷的全球監測。