地球物理、地质构造等地学学科是建立在观测基础上的交叉学科。地壳应力应变观测作为直接的力学观测方法，是认识和分析地壳运动规律和地震孕育过程、建立地壳动力学数值模型、研究地震机理和捕捉震前构造应变信息的绝佳手段，也是研究地壳应力和构造应力场的重要方法。　　 自20世纪50年代，国际上就开始了地壳应力观测研究，并使用钻孔应力解除法证明了地壳应力的存在和可观测性。而后又发展出了水压致裂，应变片测量等绝对应力测量方法。然而以上绝对应力测量方法精度较差，对于地壳连续形变无法进行较为准确的测量。上世纪70年代，我国进行了钻孔相对应变连续观测的研究，到70年代末研制出了电容式多分量钻孔应变测量系统，精度达10-10量级，可以观测到固体潮汐、地震同震响应和地壳蠕变。到80年代，钻孔剪应变仪、体应变仪也相继问世，并进行了大面积的安装，至今已经积累了大量的观测数据，积累了一定的观测经验和研究成果。　　 目前钻孔应变观测一般为水平应变，使用无限岩石平板中的钻孔应力集中模型，可展现出水平应力场分布及变化。但由于技术所限，目前国内的科研人员对垂向、斜向等三维钻孔相对应变观测少有涉足，在国际上也只有日本学者进行了尝试，但仍存在灵敏度低、飘移大等问题。　　 本文作者对钻孔应变测量系统进行了数字化集成，实现了深井观测，研制了钻孔垂向应变测量单元，并和课题组同事合作，在水平应变观测系统的基础上提出了RZB型钻孔地形变三维应变测量系统。本文将从测量原理、系统结构、力学模型等方面对钻孔地形变三维应变测量系统进行介绍，并结合数值模拟和实地观测数据对仪器的测量有效性、观测灵敏度、实用化程度等方面进行了论证。