鮮水河斷裂帶近20年流磁測量資料整理

李菲菲

(四川省地震局測繪工程院，四川雅安 625000)

磁場的變化與地震的形成、發(fā)展有著內(nèi)在的聯(lián)系，因此它具有地震預(yù)報的研究價值。在地殼運動、板塊運動以及地震孕育過程中，局部地殼應(yīng)力的逐漸積累，將會導(dǎo)致巖石磁性的改變和磁場時空的變化，通過對同一地區(qū)長期的地磁重復(fù)監(jiān)測和研究其磁場時空的變化，可以發(fā)現(xiàn)和分離出震前地磁場的異常變化信息及隨時間的變化趨勢，從而為地震中長期趨勢預(yù)報提供科學(xué)依據(jù)。四川省地震局測繪工程院從1991年就開始了對鮮水河斷裂帶的流動地磁重復(fù)測量工作，至2011年底，共完成了22期重復(fù)測量。2004年以前的原始數(shù)據(jù)只記錄在紙質(zhì)的觀測手簿上，不便于保存和使用。翻閱歷年的數(shù)據(jù)處理資料，發(fā)現(xiàn)當中也存在點位經(jīng)緯度錯亂和數(shù)據(jù)統(tǒng)計不合理的地方。一些對流磁資料的應(yīng)用目前僅限于分析相鄰兩期的磁力變化情況，不便于系統(tǒng)、宏觀地研究鮮水河斷裂帶上磁場的時空分布變化。基于以上幾點考慮，產(chǎn)生了對流磁歷年資料進行整理的想法。希望通過整理，將歷年觀測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成電子數(shù)據(jù)文件，同時修正在過去處理過程中存在的不合理地方。在確保計算結(jié)果準確的情況下，繪出鮮水河斷裂帶上磁力變化的時空分布變化圖，從而更好地研究自1991年以來鮮水河斷裂帶的磁場變化特征。

1 原始數(shù)據(jù)文件的形成

對照原始觀測手簿，將每年的原始數(shù)據(jù)輸入電腦形成計算程序可識別的數(shù)據(jù)文件，然后使用計算程序調(diào)用各年的數(shù)據(jù)文件進行計算，將計算結(jié)果與當年的紙質(zhì)報表按點號逐一比對，當發(fā)現(xiàn)二者有出入時再檢查原始數(shù)據(jù)后進行校對和修改，這樣可以確保人工錄入數(shù)據(jù)過程中產(chǎn)生的錯誤被全部消除，使數(shù)據(jù)文件與原始觀測手簿上的數(shù)據(jù)完全一致。截至目前，1991年至2011年的數(shù)據(jù)已全部輸入電腦并校對完畢。校對過程中發(fā)現(xiàn)并糾正了歷史資料中的一些計算和統(tǒng)計方面的錯誤，之后得到了地磁觀測數(shù)據(jù)的電子文檔。

2 地磁點位經(jīng)緯度的校正

將流磁資料應(yīng)用于地震分析預(yù)報及其他方面的科學(xué)研究時，不可避免地需要了解磁力點位的空間分布，這就涉及到磁力點位的經(jīng)緯度。2000年以前，磁力點位的經(jīng)緯度一直沿用1992年資料上的經(jīng)緯度。當時的經(jīng)緯度是使用簡單的測量儀器如三角板在地圖上粗略地測量計算后得到的，受地圖的分辨率和投影變形的影響，使用這些經(jīng)緯度展繪出來的點位與實際點位的直線距離達幾百米甚至幾千米，還有部分點位的經(jīng)緯度量測錯誤導(dǎo)致點位與實際點位的直線距離相差了幾十千米，也就是說，用這種方法得到的經(jīng)緯度存在很大的誤差甚至是粗差。2000年及之后使用的經(jīng)緯度是2000年10月制作的點之記上的經(jīng)緯度。這些經(jīng)緯度同樣是在地圖上測量計算后得到的，雖然較1992年的結(jié)果精度有所提高，但對于分析研究而言，仍然達不到理想的精度。為了獲取測點準確的經(jīng)緯度，最好的方法是使用GPS儀器到實地進行定位。但是，自建網(wǎng)以來過去了很多年，許多地磁觀測點位由于被破壞或受到嚴重干擾而棄測，即使使用GPS定位也只能確定現(xiàn)存點位的經(jīng)緯度，無法恢復(fù)建網(wǎng)時鮮水河斷裂帶上的磁力點位。采用野外作業(yè)人員的作業(yè)經(jīng)歷、點之記及Google Earth軟件三者相結(jié)合的辦法，可以用內(nèi)業(yè)的方式替代GPS儀器的外業(yè)測量模式，并且極大程度地解決了傳統(tǒng)經(jīng)緯度量取方式帶來的分辨率和投影變形的問題，在糾正過去測量錯誤的同時使找到的點位與實際點位的直線距離控制在幾米到幾十米，從而獲得更加準確的點位經(jīng)緯度。

3 舉例和結(jié)論

以117號點為例，具體操作如下。(1)使用1992年的點位經(jīng)緯度實現(xiàn)在Google Earth地圖上的粗略定位。將1992年的經(jīng)緯度按照“點號，經(jīng)度，緯度”的格式制作成文本文件(*.txt)，然后使用MapInfo軟件將該文本文件打開，并用 MapInfo“創(chuàng)建點”的功能將這些點位展繪出來。使用 MapInfo工具中的“MapInfo2Google”，由點位圖生成為*.KML文件。運行Google Earth軟件，打開生成的*.KML文件，所有的點就展繪在Google Earth的地圖上了，如圖1所示。(2)在Google Earth界面?zhèn)葯诘牧斜碇须p擊某個點的點號，Google Earth將自動在地圖上定位該點，此時該點是按照1992年的經(jīng)緯度展示的。對照點之記上的點位環(huán)境略圖(如圖2所示)，在Google Earth地圖上該點附近查找點之記上所展示的點位環(huán)境，根據(jù)點之記上的圖及相關(guān)文字描述，在Google Earth地圖上刺出該點。從圖3可以看到，117號點的新舊位置之間相距較遠，用Google Earth的標尺工具量得該距離約為400米。(3)將視角從空中切換到地面，在新刺的點位上查看點位周圍環(huán)境，并與點之記上的照片如圖4所示進行比對，從而調(diào)整所刺點的位置。經(jīng)過糾正后的點位117號的位置如圖5所示。經(jīng)過對磁力點位經(jīng)緯度的校正，最大限度地復(fù)原了鮮水河斷裂帶上流磁測點較完整的分布情況，如圖6所示。

圖1 1992年的點位經(jīng)緯度在Google Earth軟件上展繪

圖2 點之記上的點位環(huán)境略圖

圖3 Google Earth上的點位環(huán)境

圖4 點位周圍環(huán)境照片

圖5 Google Earth上的點位立體環(huán)境

圖6 新舊經(jīng)緯度成圖對比

利用Google Earth軟件，結(jié)合地磁點之記等資料，我們就能夠很好地整理地磁測量資料，速度快質(zhì)量高。