随着社会经济的快速发展,我国兴建了大量的道路、建筑物、高速铁路、桥梁等基础设施,然而,运营时间和环境荷载的不断增加会破坏其结构的稳定性,表现为结构的缓慢形变,当形变量累积甚至超出规定限度时,可能造成安全隐患甚至直接威胁它们的安全运营。因此,城市基础设施的运营安全作为一个重要的现实问题,已经引起了公共安全、对地观测和土木工程等领域的日益关注,亟需发展一种科学、高效的技术手段对它们进行便捷精细的形变监测,为及时发现安全隐患和确保它们的安全运营提供技术保障。时间序列D-InSAR技术以其全天时、全天候获取地面信息的独特优势,已经发展成为测量大范围地球表面微小变化的一种有效方法,它通过分析不受时间/空间去相干和大气效应影响的稳定点目标（如人工建筑物、人工架设的角反射器等）,获取这些点位上准确可靠的时间序列相位和形变信息,观测成本较低,重复观测周期短,覆盖范围大,理论精度可以达到毫米级,凸显了该技术对城市基础设施的进行精细形变测量的独特优势。然而,城市基础设施的结构复杂,对其进行结构层面的详细形变分析将对InSAR形变监测精细度提出更高的要求,常规时间序列D-InSAR方法已经无法满足新的监测需求。首先,在道路网形变测量中,高分辨率数据中信号叠掩现象更加严重会导致道路点目标估算不准确,因此,如何准确地在道路网上识别高密度的点目标是需要克服的困难;其次,单幅高分辨率SAR影像覆盖范围小,难以满足大范围道路网的整体监测需求,因此,融合多轨道SAR数据集的形变监测结果是需要解决的问题;金属架构基础设施容易发生明显的温度形变,造成形变相位估算误差,因此,研究合适的温度形变估算方法也是亟需解决的问题;另外,桥梁由于结构更复杂,常规的点目标识别和单一的形变分析方法,已经难以满足应用需求,因此,完善桥梁形变分析方法并挖掘更多有用信息是实际应用中必须解决的问题;最后,受到SAR侧视成像几何的限制,复杂结构桥梁的二维形变图已经不能满足用户对形变结果的多视角理解,因此,改善桥梁形变结果的可视化表达,并辅助实现精细化的形变机理分析也是需要考虑的问题。针对上述分析中存在的问题,本文结合研究对象的具体结构和材料特征,对常规方法中的点目标提取、温度形变估算、点目标三维可视化、形变结果解译等关键环节进行了改进,实现了对不同类型城市基础设施（包括大范围道路网、金属架构基础设施、复杂结构桥梁等）的精细形变监测（点目标精细化识别、温度形变估算、三维形变解算等）和精细结果解译（形变时空特性分析、结构三维可视化、形变机理研究等）。针对不同类型的城市基础设施形变监测,本文主要的研究成果如下:（1）在大范围道路网沉降监测中,提出了语义约束的结构点目标精细化识别方法和多轨道道路网D-InSAR点目标的配准与融合分析方法,最大化结构上可识别的点目标数量和精度,实现了上海市相邻轨道Terra SAR-X道路网监测结果的融合,提取了上海市大范围的高架道路网、高速路网和轨道交通网沿线的沉降情况,利用水准数据对沉降结果进行了空间分布和时间序列两方面的精度验证,并探讨了不同的建设时期和建设形式对道路网沿线沉降时空演化的影响。（2）在金属架构基础设施的形变测量中,提出了相干性加权的最小二乘温度形变建模与分析方法,对结构的温度形变进行定性分析和定量解算,将该方法应用于单体建筑物和高速铁路的形变测量中,实现了趋势形变与温度形变的分离,得到更准确的形变测量结果,通过对比材料的热膨胀系数,验证了温度形变模型的可靠性,并基于温度形变估算值对高铁沿线进行了灾害风险等级评估。研究结果探讨了金属架构基础设施温度形变的一般规律,即其传播方向、空间分布、和幅度大小,与目标的几何形状、静态结构特性、和材料属性之间的相关关系。（3）在复杂结构桥梁的形变监测中,首先对桥梁后向散射特性进行了分析,并根据桥梁结构的相干性程度完善点目标提取策略;在桥梁形变特征分析中,通过对形变关键点的识别和分析,成功探测了拱桥和斜拉桥的形变特征与其具体结构和材料特性之间的潜在关联;在桥梁形变机理研究中,改善了桥梁三维结构上形变结果的可视化效果,基于时间序列形变模型对点目标进行分类,并将不同类型的点目标与特定桥梁结构进行空间关联,研究了拱桥和斜拉桥不同结构组件上的经验性形变机理。