中國大陸現(xiàn)代垂直形變圖集的 編制與資料整編

薄萬舉

（中國天津300180 中國地震局第一監(jiān)測中心）

20 世紀80 年代，中國地震局第一監(jiān)測中心牽頭利用全國水準資料編制了第1 套中國大陸垂直形變圖。90 年代初，在全面收集資料的基礎(chǔ)上編制了第2 套中國大陸垂直形變圖。2 套圖在現(xiàn)今構(gòu)造運動和強震中長期預(yù)測等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，如大多數(shù)強震均發(fā)生在垂直形變的高梯度帶部位。2001 年，測繪系統(tǒng)利用20 世紀90 年代以前產(chǎn)出的3 期精密水準資料編制了第3 套中國大陸垂直形變圖，其結(jié)果進一步證明了地殼（表）運動存在空間上的差異性和時間上的動態(tài)性，并明確了靜態(tài)大地測量與動態(tài)大地測量相結(jié)合是維持高精度高程控制網(wǎng)的基本保障，為確定高程控制網(wǎng)復(fù)測周期、基準修訂、高程修訂與更新等奠定了基礎(chǔ)。上述3 套垂直形變圖在多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用的同時，共同表現(xiàn)出以下不足：①采用各自假定的參考基準，不利于多種信息的融合使用和新圖系列化編研；②缺乏必要的多點約束，導致誤差積累較大；③資料種類單一，GPS 和InSAR 等技術(shù)未得到有效應(yīng)用；④圖件信息單一，未充分兼顧多方面需求；⑤因時效性，已無法滿足當前需求。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，汶川等大地震造成的社會易損性凸顯，而城市地面沉降對社會發(fā)展造成了顯著影響，以防災(zāi)減災(zāi)為主要目標的地震預(yù)測預(yù)報，以區(qū)域經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展為目標的地面沉降控制，均需要密切關(guān)注多時空分辨率的地殼垂直形變及其變化情況。中國大陸現(xiàn)代垂直形變圖集的編制與資料整編，是由筆者牽頭負責的科技部科技基礎(chǔ)性工作重點項目（項目編號：2015FY210400）。本項目產(chǎn)出了新一代多時空分辨率垂直形變圖，將為我國城市規(guī)劃、國防建設(shè)、重大工程的地震安全性評價、抗震設(shè)防等提供科學依據(jù)和基本信息，并為強震趨勢和危險區(qū)預(yù)測工作提供支持。

本項目以兼顧各方的基本需求為目標，在總結(jié)并認識以往垂直形變圖編制工作的優(yōu)勢和不足的基礎(chǔ)上，充分考慮圖件的繼承性與系列化，對20 世紀90 年代以前的觀測資料重新進行處理、歸算，并對圖件重新研編，補充90 年代以來全國精密水準和地震水準資料，通過增加必要的彌補性聯(lián)網(wǎng)觀測，融合GPS 和InSAR 結(jié)果，編制中國大陸多時空尺度、統(tǒng)一參考基準的新一代垂直形變圖。本項目廣泛收集1950 年以來分屬多部門的精密水準、GPS 和InSAR 等觀測資料，在資料整編與處理的基礎(chǔ)上，對不同手段測網(wǎng)缺少連接的情況進行必要的融合與彌補性水準聯(lián)測，保證多種資料可被融合利用。通過對多手段資料，融合處理實現(xiàn)基準統(tǒng)一與歸算，統(tǒng)一不同信息表述，進行多類別數(shù)據(jù)處理方法和圖像生成方法等的優(yōu)選，實現(xiàn)上述方法的相對最優(yōu)組合，達到多種資料處理結(jié)果的優(yōu)勢互補?；谫Y料收集和數(shù)據(jù)融合處理結(jié)果，編制信息豐富的多時段、多區(qū)域、多手段、多類型、多信息層級、多介質(zhì)形式和多比例尺的新一代垂直形變圖集。該圖集包括中國大陸、活動構(gòu)造區(qū)/帶多時空分辨率地殼垂直形變等值線、梯度等值線和測點垂直運動圖，同時包括典型強震和典型地表沉降區(qū)垂直形變圖。本項目產(chǎn)出的新一代中國大陸多時空分辨率垂直形變圖，對推動以下工作具有重要意義：①為國家各項建設(shè)，特別是為經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展、自然災(zāi)害預(yù)測預(yù)防、資源開發(fā)、大型工程決策、城市環(huán)境監(jiān)測等，提供精確可靠的地表垂直形變信息；②促進地震預(yù)測預(yù)報及其應(yīng)用的基礎(chǔ)研究，為強震危險區(qū)判定、地震烈度區(qū)劃分提供重要依據(jù)；③為重大工程建設(shè)的地震安全性評價提供支持；④為進一步認識構(gòu)造活動和構(gòu)造變形、中國大陸主要構(gòu)造塊體內(nèi)部和邊界的相對運動特征等提供支持；⑤可展示特定沉降區(qū)的地表垂直形變分布，為制定地面沉降防控措施提供依據(jù)；⑥可展示典型地震的地表垂直形變分布，為強震機理研究提供依據(jù)；⑦可充分利用和挖掘新老資料的綜合利用價值，推動資源共享，實現(xiàn)多部門資料的優(yōu)勢組合，更廣泛地服務(wù)于社會。