區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性大地測量監(jiān)測 *** 及應用
黨亞民, 楊強, 王偉
中國測繪科學研究院, 北京 100830
收稿日期：2017-06-20；修回日期：2017-09-11
基金項目：國家自然科學基金（41474011；41374081）
添加微信好友, 獲取更多信息
復制微信號
之一作者簡介：黨亞民(1965-), 男, 研究員, 博士生導師, 研究方向為大地測量基準和地球動力學。E-mail:dangym@ca *** .ac.cn
通信作者：楊強, E-mail：yangqiang@ca *** .ac.cn
摘要：全球大地測量觀測系統(tǒng)（GGOS）已在地球變化監(jiān)測中得到了廣泛應用。本文系統(tǒng)介紹了綜合大地測量各類觀測數(shù)據(jù)，以及地質(zhì)、地震等資料，開展區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性大地測量監(jiān)測和評價的 *** 。以環(huán)渤海區(qū)域和川滇區(qū)域為例，分別針對地面沉降顯著、地震多發(fā)等不同地質(zhì)環(huán)境特征，介紹了區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性監(jiān)測技術最新進展及應用成果。結(jié)果表明，針對不同地質(zhì)環(huán)境背景，基于各類大地測量監(jiān)測數(shù)據(jù)，結(jié)合地質(zhì)、地震、水文等資料，可有效實現(xiàn)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性監(jiān)測和評價，拓展了大地測量地球變化監(jiān)測的應用領域，有重要的科學意義和實用價值。
關鍵詞：地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性 大地測量監(jiān)測 地表變化 因子分析法 定量評價
Geodetic Method and Application for Monitoring the Stability of Regional Geological Environment
DANG Yamin, YANG Qiang, WANG Wei
Abstract: Global geodetic observing system (GGOS) has been widely applied to monitoring the global change. This paper systematically introduces the method for monitoring and evaluating the regional geological environment stability by comprehensively utilizing multi-source geodetic observations, geological and sei *** ic data. Circum-Bohai-Sea area and Sichuan-Yunnan area as two typical cases are studied to introduce the latest progresses and applications in monitoring and evaluating the regional geological environment stability, where the geological environment of the former is characterized by the subsidence while that of the latter mainly represents the areas with frequent earthquakes. The typical case studies show that, for different geological environment backgrounds, by combining the multi geodetic monitoring data with geological, sei *** ic, hydrological data, regional geological environment stability can be effectively monitored and evaluated. Monitoring and evaluating the regional geological environment stability has been expanding the geodetic applications in global change monitoring, and this work is of important scientific and practical significance.
Key words: geological environment stability geodetic monitoring earth surface change factor *** ysis method quantitative evaluation
全球大地測量觀測系統(tǒng)(GGOS)通過整合各種大地測量觀測和技術 *** ，形成新一代大地測量產(chǎn)品，開展地球科學研究，并在全球變化監(jiān)測和防災減災等方面為 *** 決策、經(jīng)濟發(fā)展提供支持[1]。隨著大地測量監(jiān)測手段的不斷完善，GNSS、水準、重力、InSAR、衛(wèi)星測高等大地測量技術越來越多地應用于地球變化和災害監(jiān)測。
過去幾十年，以GNSS為代表的現(xiàn)代大地測量技術在監(jiān)測全球板塊運動、地殼運動和區(qū)域地殼形變及地表應變等方面發(fā)揮了重要作用[2-8]，在聯(lián)合地震觀測分析研究地震前兆、孕育和破裂過程，以及震源機制解釋等方面也取得了許多研究成果[9-16]。此外，大地測量地表觀測在地殼非構(gòu)造負荷形變監(jiān)測方面也具有重要應用[17-19]。
區(qū)域地殼穩(wěn)定性評價概念最早由地質(zhì)工作者在地震地質(zhì)研究和重大工程建設實踐中提出，主要以斷裂活動性、地震活動性和斷塊穩(wěn)定性為依據(jù)來評價地殼穩(wěn)定性[20-23]。后來逐漸考慮地殼穩(wěn)定性評價的層次性問題，顧及外動力和地質(zhì)事件對其穩(wěn)定性評價的影響，地殼形變、地應力、地震資料等已成為當前地殼穩(wěn)定性分析的重要依據(jù)。針對不同研究對象和區(qū)域地質(zhì)環(huán)境特點，利用地球物理、地殼形變、地應力、地應變等資料，開展區(qū)域地殼穩(wěn)定性綜合評價已成為該領域的研究熱點[24-28]。
國家規(guī)模化經(jīng)濟布局與大型工程建設需要安全穩(wěn)定的地質(zhì)環(huán)境保障。通常在地殼穩(wěn)定性評價中，重點考慮地殼構(gòu)造穩(wěn)定性，并兼顧地質(zhì)災害等相關因素。但由于地殼整體地質(zhì)構(gòu)造活動和局部地表地質(zhì)災害產(chǎn)生機理有本質(zhì)不同，在地殼穩(wěn)定性評價中，地表監(jiān)測成果及其產(chǎn)生機理往往無法嚴格區(qū)分。為此，有學者從地質(zhì)遙感角度提出了以區(qū)域地質(zhì)環(huán)境遙感調(diào)查因子，如地震、地質(zhì)災害、活動斷裂等作為基礎地質(zhì)環(huán)境要素，進行區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性定量評價研究[29]。本文基于調(diào)查區(qū)域精確的大地測量監(jiān)測資料，對該區(qū)域的地表形變和物質(zhì)遷移(運動)進行精細分析，結(jié)合地震、地質(zhì)和水文資料，對區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性大地測量監(jiān)測評價 *** 開展研究。
地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性是綜合反映地表在各種構(gòu)造力和負荷、均衡等非構(gòu)造力共同作用下地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定程度的一項重要指標。地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性大地測量監(jiān)測利用GNSS、水準、重力、衛(wèi)星測高等大地測量技術，獲取地表幾何物理信息及變化特征，在此基礎上，結(jié)合地質(zhì)、地震和水文等資料，通過多要素綜合統(tǒng)計分析，建立穩(wěn)定性評價模型與判定準則，定量分析評價一定時域內(nèi)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性空間分布與變化，實現(xiàn)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性綜合評價。
1 區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性監(jiān)測 ***
地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性監(jiān)測主要考慮由于地球構(gòu)造力和非構(gòu)造力引起的地球表面和地球內(nèi)部各類變化。長期以來，大地測量為地球科學研究提供精確的地表變化和重力場變化信息。地表變化監(jiān)測主要利用GNSS、水準、InSAR等技術獲取地殼形變、區(qū)域地塊運動和地面沉降等信息；重力場變化信息通過地面重力和衛(wèi)星重力等觀測手段獲取。除此之外，區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性監(jiān)測必須充分考慮與地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性有關的其他監(jiān)測信息，如地裂縫分布、斷裂分布、歷史地震時空分布、震級、深度、地震峰值加速度、斷裂活動，以及地下水的分布和變化等水文監(jiān)測資料。
1.1 區(qū)域地表變化監(jiān)測
區(qū)域地表變化監(jiān)測主要利用GNSS、水準、InSAR等 *** 。其中，GNSS精度高，布測靈活，尤其隨著我國GNSS CORS分布密度的提高，可對監(jiān)測區(qū)域地殼形變和趨勢進行實時連續(xù)監(jiān)測，對地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定監(jiān)測提供了可靠的形變數(shù)據(jù)保障。因此，對于區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性形變監(jiān)測，可以通過收集監(jiān)測區(qū)域的CORS站數(shù)據(jù)及定期復測的GNSS監(jiān)測網(wǎng)觀測數(shù)據(jù)，也可以在重點區(qū)域通過布測GNSS連續(xù)或定期復測監(jiān)測點，實現(xiàn)高精度的區(qū)域地殼形變監(jiān)測。水準測量一直以來都是地殼垂直形變最可靠的數(shù)據(jù)源。多年來，我國重大工程和重點建設區(qū)域，地震和地質(zhì)災害多發(fā)區(qū)域，都布設了密集的水準監(jiān)測網(wǎng)，積累了豐富的垂直形變觀測數(shù)據(jù)。
合成孔徑雷達干涉測量(InSAR)及差分干涉測量(DInSAR)技術是近年發(fā)展起來的一種快速準確高精度地形變監(jiān)測 *** ，它最明顯的優(yōu)勢是覆蓋范圍大，觀測精度高(達到厘米乃至毫米精度)，可以獲得某一地區(qū)連續(xù)的地表形變信息，即獲得大空間尺度、大時間跨度的微小形變階段性累積量信息，成為連續(xù)空間地殼形變尺度和形變速率等定量化的數(shù)據(jù)基礎，可廣泛應用于地震地質(zhì)災害形變、滑坡、地面沉降監(jiān)測，尤其InSAR聯(lián)合高精度的GNSS水平位移觀測，可實現(xiàn)高精度和高可靠性的地表三維形變精確反演。
1.2 重力場變化監(jiān)測
重力場及其變化反映了地球表層及內(nèi)部的物質(zhì)密度分布和運動狀態(tài)，根據(jù)重力場的時空變化，可推演和監(jiān)測地球系統(tǒng)物質(zhì)運移和交換過程。高分辨率的重力場時空動態(tài)變化信息可用于監(jiān)測與其相關的陸地水儲量、水循環(huán)、海水質(zhì)量變遷、地震形變、冰體質(zhì)量平衡、冰后回彈等地球物理過程。根據(jù)測量 *** 的不同，重力測量通常分為地面重力測量和衛(wèi)星重力測量。地面重力測量包括站點重力測量、海洋和航空重力測量。地面重力測量的優(yōu)勢在于精度高，可用于解算重力場精細結(jié)構(gòu)，而缺點在于數(shù)據(jù)覆蓋率低，并且存在測量結(jié)果不同區(qū)域精度不一致的問題。衛(wèi)星重力測量則在獲取重力場時變信息方面具有明顯優(yōu)勢。
對區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性重力(場)變化監(jiān)測，一般可以收集陸地重力觀測臺站連續(xù)重力監(jiān)測數(shù)據(jù)、流動重力監(jiān)測網(wǎng)觀測數(shù)據(jù)，包括區(qū)域相對重力網(wǎng)、絕對重力網(wǎng)、微重力網(wǎng)和重力垂直梯度測線在內(nèi)的綜合高精度重復重力測網(wǎng)數(shù)據(jù)。當然，可以根據(jù)監(jiān)測需要，補充地面重力觀測數(shù)據(jù)。此外，根據(jù)衛(wèi)星重力數(shù)據(jù)獲得重力場變化信息可廣泛應用于研究地表河流及地下水儲量變化等。
1.3 地質(zhì)地震水文變化監(jiān)測
區(qū)域地形分布對于地質(zhì)災害分布存在高相關性，為分析地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性中地質(zhì)災害的影響，一般需要獲取研究區(qū)域的地形分布特征，并計算研究區(qū)域邊坡角度。研究區(qū)域的區(qū)域活動斷裂也是區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性監(jiān)測評價的重要地質(zhì)資料，它們大多經(jīng)歷了復雜的地質(zhì)演化過程，表現(xiàn)出繼承性和新生性，常是構(gòu)造單元的分界線，其分布與地震活動關系密切。在穩(wěn)定性評價中既要考慮活動斷裂帶，同時需要考慮斷層緩沖區(qū)。
區(qū)域歷史地震是地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性監(jiān)測評價另外一個重要因素，分析歷史地震特征，有助于了解研究區(qū)域內(nèi)的地震分布、震源等，為地震危險性分析提供基礎信息。此外，研究區(qū)域的水文監(jiān)測資料，尤其地下水變化也是影響區(qū)域地質(zhì)環(huán)境評價的一個不可缺少的因素。在區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性監(jiān)測評價中，根據(jù)不同研究區(qū)域的實際情況，還有其他一些相關的地質(zhì)、水文監(jiān)測資料，例如研究區(qū)域的地殼物理性質(zhì)、地應力、大地熱流等監(jiān)測資料，需要根據(jù)實際情況予以考慮。
2 區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性綜合定量評價模型
根據(jù)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性大地測量監(jiān)測(包括地震地質(zhì)和水文資料等)成果類型多、相關性強等特點，本文引入多元統(tǒng)計分析中的因子分析法建立區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性定量評價模型[30-31]，對區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性進行綜合評價。
首先要對多個影響因素進行分類，將相關性較高，即聯(lián)系比較緊密的影響因素分在同一類中。不同類因素之間的相關性則相對較低，將每一類因素作為公共因子，求解少數(shù)幾個公共因子線性函數(shù)與特殊因子之和來定量評價區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性。
設所有觀測變量表示為X=[X1 X2 … Xp]T，共有p種變量，且有
(1)
式中，μi表示Xi均值；fi表示公共因子，共有m個；ei表示特殊因子；αij表示Xi和fj相關系數(shù)。
(1) 首先對數(shù)據(jù)標準化。將Xi轉(zhuǎn)換為均值為0，方差為1的形式。
標準化后數(shù)學模型為
(2)
(2) 建立相關系數(shù)矩陣。設A=(αij)P×m，這里矩陣A稱為因子荷載矩陣，相關系數(shù)矩陣R表示為R=A·AT
(3)
(3) 求解相關系數(shù)矩陣特征值和特征向量，確定公共因子。
計算相關系數(shù)矩陣R的特征值λ=[λ1 λ2 … λp]，以及其對應的標準正交化特征向量li。
(4) 計算觀測值Xi與公共因子fj之間的相關系數(shù)αij，建立荷載矩陣。
可以采用主成分分析法計算相關系數(shù)αij，計算公式為
(4)
求得αij，即可得到荷載矩陣A=(αij)P×m。
(5) 求解因子得分系數(shù)。采用回歸法計算因子得分系數(shù)。代入荷載矩陣A，求解公共因子得分系數(shù)矩陣bj。
(6) 計算公共因子得分。獲得各公共因子得分系數(shù)，計算得分
(5)
根據(jù)公共因子得分，即可開展區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性評價。
3 區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性監(jiān)測評價應用
開展區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性監(jiān)測評價研究，一般選取地質(zhì)環(huán)境變化比較明顯的區(qū)域。環(huán)渤海區(qū)域是我國東部工業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展重點區(qū)域，該區(qū)域斷裂眾多，歷史上曾發(fā)生多次7.0級以上地震，此外該區(qū)域?qū)俚刭|(zhì)松散沉積物分布區(qū)，地下水開采等導致地面沉降嚴重。川滇區(qū)域活動斷裂密集，區(qū)域內(nèi)地震活動頻度高、強度大。本文選擇這兩個地質(zhì)環(huán)境背景差異明顯的典型區(qū)域，收集了兩個區(qū)域大地測量、地震地質(zhì)、地面沉降、水文等監(jiān)測資料，開展典型區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性監(jiān)測評價。
3.1 環(huán)渤海地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性監(jiān)測評價
3.1.1 區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性大地測量監(jiān)測
根據(jù)區(qū)域主要地質(zhì)環(huán)境特征，本文將地殼構(gòu)造形變、地面沉降作為地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性大地測量主要監(jiān)測內(nèi)容，監(jiān)測數(shù)據(jù)主要包括：① 1999—2014年GNSS基準站數(shù)據(jù)，包括陸態(tài)網(wǎng)基準站46座，河北、山東等省基準站85座；② 1999—2013年7期陸態(tài)網(wǎng)572個GNSS區(qū)域站數(shù)據(jù)；③ 1977—1999年901個國家一等水準點不定期復測數(shù)據(jù)；④ 地震部門提供的跨斷層不定期復測20條測線水準數(shù)據(jù)。
本文利用GAMIT/GLOBK軟件對GNSS觀測數(shù)據(jù)進行處理，獲取了該區(qū)域水平和垂直運動監(jiān)測結(jié)果(見圖 1)；并利用非均勻分布的GNSS速度矢量，計算空間連續(xù)變化的應變率場(見圖 2)。
圖 1 環(huán)渤海區(qū)域地殼運動速率Fig. 1 Crustal movement in circum-Bohai-sea region
圖 2 環(huán)渤海區(qū)域應變率場Fig. 2 Crustal strain rate in circum-Bohai-sea region
利用環(huán)渤海區(qū)域901個水準點復測成果，監(jiān)測該區(qū)域垂直運動(見圖 3(a))。聯(lián)合該區(qū)域水準復測和GNSS監(jiān)測結(jié)果，可獲取該區(qū)域較詳細地面沉降分布結(jié)果(見圖 3(b))。
圖 3 環(huán)渤海區(qū)域地面沉降Fig. 3 Land subsidence in circum-Bohai-sea region
3.1.2 區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性評價
根據(jù)環(huán)渤海區(qū)域地質(zhì)環(huán)境特點，收集了相關的地質(zhì)地震資料，分析確定采用更大剪應變率、面膨脹率、地面沉降、斷層數(shù)目、斷層緩沖區(qū)面積比率、地震頻次、地震能量、地震帶峰值加速度等8項指標作為區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性評價指標。利用因子分析法建立該區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性定量評價模型，進行該區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性評價。利用8項指標的相關性信息確定公共因子，并確定公共因子得分系數(shù)，對8項指標進行定權(見表 1)，計算評價單元得分，實現(xiàn)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性定量評價(見圖 4)。
表 1 評價指標定權Tab. 1 Evaluating index and the weights
| 評價指標 | F1 | F2 | F3 | F4 | 共同度 | 指標權重 |
| 地震頻次 | 0.75 | 0.40 | 0.14 | 0.12 | 0.87 | 0.142 |
| 地震能量 | 0.72 | 0.01 | 0.17 | 0.15 | 0.76 | 0.113 |
| 斷層數(shù)目 | 0.80 | 0.03 | 0.02 | 0.13 | 0.71 | 0.136 |
| 斷層緩沖區(qū)面積比率 | 0.60 | 0.33 | 0.09 | 0.03 | 0.69 | 0.108 |
| 地面沉降 | 0.83 | 0.53 | 0.10 | 0.07 | 0.99 | 0.161 |
| 地震帶峰值加速度 | 0.02 | 0.19 | 0.82 | 0.32 | 0.90 | 0.100 |
| 面膨脹率 | 0.38 | 0.47 | 0.47 | 0.23 | 0.80 | 0.131 |
| 更大剪應變率 | 0.27 | 0.42 | 0.01 | 0.77 | 0.91 | 0.116 |
圖 4 環(huán)渤海區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性定量評價Fig. 4 Quantitative evaluation of regional geological environment stability in circum-Bohai-sea region
通過圖 4穩(wěn)定性定量評價結(jié)果可以看出，計算得到的環(huán)渤海區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性綜合評價結(jié)果與大地測量監(jiān)測結(jié)果和地震地質(zhì)監(jiān)測資料有很多的一致性。由圖 5(a)區(qū)域斷裂及活動性分布和圖 5(b)歷史地震分布可以看出，郯廬斷裂、張家口-蓬萊斷裂等斷裂密集分布區(qū)及歷史地震頻發(fā)區(qū)也是該區(qū)域地質(zhì)環(huán)境較不穩(wěn)定區(qū)域。兩者與地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性評價結(jié)果較為吻合。
圖 5 環(huán)渤海區(qū)域地質(zhì)與地震資料Fig. 5 Geological and sei *** ic data in circum-Bohai-sea region
3.2 川滇區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性監(jiān)測評價
3.2.1 區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性大地測量監(jiān)測
川滇區(qū)域地殼運動主要以構(gòu)造活動為主，地殼形變大，地震、地質(zhì)災害頻繁。針對該區(qū)域地質(zhì)環(huán)境特點，地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性監(jiān)測評價采用的數(shù)據(jù)主要包括：① 1999—2015年GNSS基準站數(shù)據(jù)，包括陸態(tài)網(wǎng)基準站65座、四川省基準站47座；② 1999—2015年8期陸態(tài)網(wǎng)449個GNSS區(qū)域站數(shù)據(jù)；③ 1999—2015年20期陸態(tài)網(wǎng)5′×5′格網(wǎng)值地面重力數(shù)據(jù)；④ 2002—2015年GRACE衛(wèi)星重力時變重力場數(shù)據(jù)。
利用GNSS監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取了川滇區(qū)域水平和垂直運動結(jié)果(見圖 6)，并計算得到了該區(qū)域的應變率場(見圖 7)。重力場異常變化和該區(qū)域地震、地質(zhì)災害存在一定關聯(lián)性，利用川滇區(qū)域重力測量數(shù)據(jù)，可以監(jiān)測該區(qū)域重力變化時空分布。
圖 6 川滇區(qū)域地殼運動Fig. 6 Crustal movement in Sichuan-Yunnan region
圖 7 川滇區(qū)域地殼應變率Fig. 7 Crustal strain rate in Sichuan-Yunnan region
3.2.2 區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性評價
根據(jù)川滇區(qū)域地質(zhì)環(huán)境特點，收集整理地質(zhì)地震水文資料，分析確定更大主應變、更大剪應變、垂直形變、斷裂數(shù)目、地震加速度、地震能量、地質(zhì)災害點、地面重力變化等指標用于評價川滇區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性，實現(xiàn)區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性定量評價(見圖 8)。
圖 8 川滇區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性評價Fig. 8 Quantitative evaluation of regional geological environment Stability in Sichuan-Yunnan region
不難看出，圖 8穩(wěn)定性評價結(jié)果較準確反映川滇區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定問題。對照圖 9(a)川滇區(qū)域斷裂分布和圖 9(b)區(qū)域歷史地震分布，可以發(fā)現(xiàn)在在龍門山、鮮水河、小江、怒江、紅河等斷裂周邊，斷裂分布密集，同時也是地震多發(fā)區(qū)，兩者與區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性評價結(jié)果中較不穩(wěn)定區(qū)域分布較為一致。
圖 9 川滇區(qū)域地質(zhì)與地震資料Fig. 9 Geological and sei *** ic data in Sichuan-Yunnan region
4 結(jié)論與討論
隨著大地測量技術的發(fā)展，大地測量觀測的精度、空間分布和現(xiàn)勢性不斷提高，各類連續(xù)大地測量觀測數(shù)據(jù)也以前所未有的速度累積。傳統(tǒng)意義上大地測量主要提供全球和區(qū)域高精度的測圖基準、研究地球形狀、測定地面點幾何位置等，綜合利用多種大地測量觀測研究和監(jiān)測地球變化，已成為大地測量一個新的重要任務。國際全球大地測量觀測系統(tǒng)(GGOS)已在全球地震地質(zhì)災害、冰后回彈、海嘯、氣象、火山監(jiān)測等方面取得了一系列重要成果。本文在傳統(tǒng)基于地質(zhì)力學的地殼穩(wěn)定性評價理論基礎上，將現(xiàn)代大地測量多源觀測數(shù)據(jù)引入地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性監(jiān)測評價中，獲取的地表變化監(jiān)測結(jié)果精度和分辨率高、現(xiàn)勢性好，穩(wěn)定性評價結(jié)果更為精細。
本文通過環(huán)渤海區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性監(jiān)測評價和川滇區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性監(jiān)測評價兩個典型應用，驗證了基于多源大地測量資料，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造，地質(zhì)地震災害，以及水文監(jiān)測資料等在不同地質(zhì)環(huán)境背景下開展區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性監(jiān)測評價的有效性。但開展區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性監(jiān)測評價是一個新的不斷發(fā)展地球科學問題。實際上，區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性涉及地球構(gòu)造、地球內(nèi)部和外部物理過程，同時與穩(wěn)定性監(jiān)測資料的類型、分布和精度有關，也與地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性量化評價的理論 *** 和模型密切相關。密集分布的高精度大地測量資料無疑會對區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定監(jiān)測提供前所未有的高精度約束，提高區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性評價的可靠性和現(xiàn)勢性。但區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性監(jiān)測除了精確的大地測量監(jiān)測資料、地震地質(zhì)及水文監(jiān)測資料，將來必然還會有其他類型的監(jiān)測資料可以利用，即使是大地測量監(jiān)測資料，在不同時期資料類型也會變化和不斷豐富，因此，對區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定監(jiān)測的指標體系、評價 *** 等今后都有待進一步完善。
致謝: 感謝中國地震局地質(zhì)研究所、四川測繪地理信息局、中國科學院測量與地球物理研究所、中國地震局地震研究所等單位提供的數(shù)據(jù)支持與幫助。在本文研究過程中，章傳銀研究員、甘衛(wèi)軍研究員、薛樹強副研究員等提出許多有益的建議，在此表示衷心感謝。
【引文格式】黨亞民，楊強，王偉。區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性大地測量監(jiān)測 *** 及應用[J]. 測繪學報，2017，46(10)：1336-1345. DOI: 10.11947/j.AGCS.2017.20170324
