珠江三角洲地區近二十餘年來，經歷了舉世矚目的快速的城市化過程。城市擴展、人口劇增以及工業企業快速增長，使到這一地區面臨著一系列的生態環境和地質環境問題，包括水資源狀況惡化、土地資源退化、不透水層增加與城市熱島效應、洪澇災害、鹹潮、以及地面沉降等，已經成為該地區可持續發展的制約因素。其中，城市不透水層與地面沉降問題日益突出。
不透水層 (impervious surfaces) 定義為諸如屋頂、瀝青、水泥道路以及停車場等具有不透水性的地表面。近年來，不透水層是城市化的重要特徵，並且認為是衡量城市環境品質的關鍵指數。已有研究成果表明，城市不透水層的增加，一方面將提高同樣降雨條件下的地表徑流量和河川徑流量，造成城市排水和防洪壓力加大；同時，嚴重阻隔地表水迴圈過程，削弱降雨下滲對地下水的補給，導致城市地表下沉和水源污染等系列問題。另一方面，由於不透水地面取代了原來的農田和森林植被，地面通過植物蒸騰作用散發的熱量減少，使得城市熱島現象更為普遍。因此，識別和繪製不透水層空間分佈並分析其時空變化過程，不僅對城市環境管理（水質評估）還是水利（防洪）或規劃（城市擴展）等相關部門都具有十分重要的意義。
地面沉降是城市化進程中普遍存在而不容忽視的地質環境問題。這種連續的、漸進的、累積式的地質災害，其過程緩慢且不可逆，一旦行成便難以恢復，給城市發展帶來巨大的危害並威脅人民生命財產安全。由於過量開採地下水資源和填海造地等人為活動，迄今為止，我國已有17個省、市、自治區的96個城市和地區發生了不同程度的地面沉降，沉降總面積達5萬多平方公里，而其中約80％分佈在東部沿海地區。尤其在長江三角地區和環渤海地區等現代三角洲平原已形成超巨型沉降漏斗，地面沉降在整個區域呈擴展之勢令世界矚目。
為此，香港中文大學太空與地球資訊科學研究所充分利用設立在中文大學的衛星遙感地面站等設施，建立以衛星遙感、城市與城市群地理資訊系統和都市人居環境分析與模擬等方面的研究隊伍，利用多源衛星遙感資料，在珠江三角洲地區開展城市環境綜合調查與災害監測等研究，包括城市不透水層現狀調查、城市擴展監測、近海油污和水質監測、城市水災以及地面沉降災害監測等。這些遙感資料結合城市其他基礎訊息，可以提取城市生態環境參數，為城市環境評估和減災防災提供重要的訊息。
圖1
珠江三角洲地區自改革開放以來到上世紀末三個時期的城市擴展情況，分別由1979年、1990年和2000年的Landsat TM/ETM+衛星遙感圖像監測得到。結果表明，1979-2000年這段時間，該地區土地利用和土地覆蓋發生了劇烈的變化，以東莞市為例，城鎮面積增長了近三倍，城市化比例由1979年的13%增長到2000年的51%，城鎮迅速擴展，給城市自然生態環境和人居環境帶來巨大壓力。
圖1 珠江三角地區城市擴展衛星遙感監測 (1979年-2000年)
圖2
利用2003年10月18日SPOT 5衛星遙感圖像，獲取的香港維多利亞港兩岸城區不透水層百分比 (impervious surfaces percentage, ISP) 資料，位於九龍和港島的大部分城區具有很高的不透水層百分比，基本在60％以上，而位於圖像底部和右上角的郊野區域則低於40％。那些具有高ISP的城市地區，人居環境品質、城市排污以及防洪洩洪將受到嚴重影響。
圖2 香港九龍港島地區不透水層衛星遙感監測 (2003年10月)
圖3
是採用先進的衛星雷達遙感干涉測量技術獲取的2005年至2006年期間香港城市部分地區地面沉降監測結果。所用的遙感資料全部來自於香港中文大學衛星遙感地面站接收的ENVISAT遙感衛星高解析度雷達圖像。初步監測結果表明，香港城區大部分比較穩定。與此同時，中文大學也挑選某些特定區域，利用衛星遙感技術開展長期的地面沉降監測。
圖3 香港城市部分地區地面沉降衛星遙感監測 (2005年-2006年)