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【摘要】地壳内一定的能量积累成核时，在其接近破裂之前会在某些特殊部位发生形变的剧烈变化，这就是说地壳形变与地震是地壳构造运动的结果，它们之间存在这密切的关系。本文通过地震现象的研究，对地壳形变观测的发展做了简单的介绍，并阐述了地壳形变观测在科学研究中的作用，为发展新的观测手段，以增强地壳形变灾害的监测预警能力提供理论基础。
低应变、地倾斜斜等定点形变测量指标能直接反映地壳介质的微动态变化，捕捉到地壳介质破裂前的力学变化信息，出现明显的地壳形变，必然要在较大范围内引起地壳内部物理与化学性质的变化，特别是地壳应力状态的变化，并可能最终导致局部地壳岩体破坏，发生地震。我们人类赖以生存的地球，不时地发生地震现象，了解地震的本质，也是科学地认识地球构造和地壳形变的一种重要知识来源。我国是世界上震害最重的国家之一，提高地震预测预报水平是国家和社会公众的迫切需求，近年来，研究表明临近地震前在近震源区地壳形变可能观测到个别的异常，在远离震源的区域上可观测到更多，更显著的地壳异常变化。地震必然伴随着地壳形变现象，但地壳与地震之间的相关性判别直接影响着研究结果的科学性，通过我国和其他国家的观测和地震工作者多年的探索，已有了较为深入的研究。
一、地壳形变观测的发展
地球内部的力量使岩石逐渐发生不引人注目的形变，便是俗称意义上的地壳形变，这种变化通过仪器测量观察到，如用激光测量地表标志之间的距离变化，也可用水准仪测量地面固定点之间的高差变化等。在构造活动区内，通过对地震活动断层的形变测量，可以为预测地震提供重要依据。
日本是研究地壳形变与地震关系最早的国家，从1883-1906年对覆盖日本列岛的一等三角测量网进行第一期地壳水平形变观测，后进行了一系列地壳形变的观测，包括地壳垂直形变观测，且建立了地壳形变的连续观测方法。美国费城重视地壳形变与地震之间的联系，自1851-1860年，便开始观测断层的水平运动，1906年开始对基线进行了复测，证实断层两次相对位移增大很快，1907年的复测将原基线错开约6m。我国地壳形变的观察开始与1962年，为研究和检测库区地壳运动，建立了一个高精度的检测网，1910年2001年，许才军等利用了地震资料和GPS联合反演了中国大陆地壳应变等，并结合了地壳形变状态及构造背景，进行了地震危险区域的分析。后进一步对地壳形变观测的影响因素进行了研究，大气压强波动引起气体通过地表上下运移，宏观上造成地面负荷的增减变化，微观上造成岩体孔隙压力的变化，从而影响地壳形变观测值，来自大气层结构不稳定或外来振荡的激发而造成的声重力波浮力振荡也可引起观测值的改变，此外，与许多外界条件和初始条件有关，包括土层的膨胀和变形以及降雨量的大小和持续时间，还与地形地貌、地下径流、渗透率、孔隙率以及初始含水量有密切的关系。随着研究的深入，我国在观测条件、观测数据处理方面取得了重大成就，使我国在地壳形变观测领域进入了国际先进水平的行列。
二、地壳形变观测在科学研究中的作用
由全球卫星定位系统（GPS）发展而来的地壳运动观测技术，已成功地用于中国大陆几个地震区的检测之中，据此可以获得大陆地块的相对运动速率，并获得大范围的地壳形变运动图像。此外还有大面积水准、断层形变和地倾斜、重力、洞体应变与钻孔应变等观测，深入研究地震机制、震源物理，对充分掌握地壳形变规律的规律和特征有着重要的意义。
1.用地壳形变连续观测的方法以补充传统大地测量方法的观测精度和复测周期等方面的不足，从而让获得了高精度的地壳倾斜、应变的连续观测数据，此外连续的测量方法进行的重复观测，为中、长期地震预测提供依据。通过长期的观测和研究，逐步建立了方法、理论、特点和相关的仪器，采用改进的有序聚类分析法图时间序列的趋势转折点具有明确的统计意义，可减少人为判断的主观和任意性。
2.应用地壳形变连续观测方法观测地震前后地壳形变的特征，为研究震源机制建立理论模型等提供了外部约束，此外，观测到了地壳的短期变化，通过断中所揭示的破裂扩展过程或成核过程，其引起的應补偿变化主要分布在裂纹在地表的投影机沿拓展方向在地表的投影区域附件，通过检测地震成核过程，得到的固体潮、地脉动、地倾斜现象和应变阶跃，为其他学科服务。
3.地震发生后，我们通常寻找震源附件地震前几年的异常变化，建立台站型的连续观测方法，以监测几天至几秒为周期的地震地壳形变的前兆，从地球物理场的角度观测震源状态，探索孕震区物理的地质特性，以及地壳弹性和塑性的性质和模量的改变，从而使地壳形变研究与地球物理研究结合起来。前兆现象与地震之间越具有更大相关性的假定，事实上，这种假定具有一定的普遍性，这种思想一直延续至今，为突破临期地震预测相关方面提供依据。
4.在地壳形变观测的发展中，建立了井下测量系统，由于传感测量单位安装在深井底部，显著减弱了地表岩石风化与地形的影响，有利于高精度的测量结果，获得了高质量的地壳应力场动态变化观测数据的主要方法，对观测地震发生的具体过程进行科学的阐述提供了科学的借鉴，成为了地壳形变宽频带综合观测技术解决大、中型城市“地震监测盲区”问题的有效措施之一。
5.地壳形变观测结果提供了具有明确物理意义的地壳运动的直接证据和定量特征，以评价、预测区域构造稳定性和地震可能性等所进行的测量工作，此外，若采用时窗滑动法，通过跳帧窗长和步长的大小，提取不同领域、不同时段的多个转折点，增加其灵活性，拓展其应用范围，实时追踪趋势转折点的演化。
三、结束语
地壳形变观测在防震减灾工作中是一项不可或缺的重要手段，这种地壳形变是多种因素综合作用的结果，在地壳发生异常形变时，所需要观测到转折时间的精确定位，需要数学上的、定量的方法。长期以来，我们将地壳形变观测通常理解为构造变形观测，实际上这将导致许多观测结果之间出现矛盾，及前兆现象与地震之间关系的复杂性，根据此为契机，随着空间科学和光电科学的迅速发展，现代地壳形变所建立起来的观测技术，已从总体上区分为空间观测技术体系好地面观测技术体系。地壳形变的观测，不论是在研究地球动力学，地壳构造运动和地壳稳定性评价，以及研究地壳形变在地震形成过程中所起的作用，都具有重要意义。
低应变、地倾斜斜等定点形变测量指标能直接反映地壳介质的微动态变化，捕捉到地壳介质破裂前的力学变化信息，出现明显的地壳形变，必然要在较大范围内引起地壳内部物理与化学性质的变化，特别是地壳应力状态的变化，并可能最终导致局部地壳岩体破坏，发生地震。我们人类赖以生存的地球，不时地发生地震现象，了解地震的本质，也是科学地认识地球构造和地壳形变的一种重要知识来源。我国是世界上震害最重的国家之一，提高地震预测预报水平是国家和社会公众的迫切需求，近年来，研究表明临近地震前在近震源区地壳形变可能观测到个别的异常，在远离震源的区域上可观测到更多，更显著的地壳异常变化。地震必然伴随着地壳形变现象，但地壳与地震之间的相关性判别直接影响着研究结果的科学性，通过我国和其他国家的观测和地震工作者多年的探索，已有了较为深入的研究。
一、地壳形变观测的发展
地球内部的力量使岩石逐渐发生不引人注目的形变，便是俗称意义上的地壳形变，这种变化通过仪器测量观察到，如用激光测量地表标志之间的距离变化，也可用水准仪测量地面固定点之间的高差变化等。在构造活动区内，通过对地震活动断层的形变测量，可以为预测地震提供重要依据。
日本是研究地壳形变与地震关系最早的国家，从1883-1906年对覆盖日本列岛的一等三角测量网进行第一期地壳水平形变观测，后进行了一系列地壳形变的观测，包括地壳垂直形变观测，且建立了地壳形变的连续观测方法。美国费城重视地壳形变与地震之间的联系，自1851-1860年，便开始观测断层的水平运动，1906年开始对基线进行了复测，证实断层两次相对位移增大很快，1907年的复测将原基线错开约6m。我国地壳形变的观察开始与1962年，为研究和检测库区地壳运动，建立了一个高精度的检测网，1910年2001年，许才军等利用了地震资料和GPS联合反演了中国大陆地壳应变等，并结合了地壳形变状态及构造背景，进行了地震危险区域的分析。后进一步对地壳形变观测的影响因素进行了研究，大气压强波动引起气体通过地表上下运移，宏观上造成地面负荷的增减变化，微观上造成岩体孔隙压力的变化，从而影响地壳形变观测值，来自大气层结构不稳定或外来振荡的激发而造成的声重力波浮力振荡也可引起观测值的改变，此外，与许多外界条件和初始条件有关，包括土层的膨胀和变形以及降雨量的大小和持续时间，还与地形地貌、地下径流、渗透率、孔隙率以及初始含水量有密切的关系。随着研究的深入，我国在观测条件、观测数据处理方面取得了重大成就，使我国在地壳形变观测领域进入了国际先进水平的行列。
二、地壳形变观测在科学研究中的作用
由全球卫星定位系统（GPS）发展而来的地壳运动观测技术，已成功地用于中国大陆几个地震区的检测之中，据此可以获得大陆地块的相对运动速率，并获得大范围的地壳形变运动图像。此外还有大面积水准、断层形变和地倾斜、重力、洞体应变与钻孔应变等观测，深入研究地震机制、震源物理，对充分掌握地壳形变规律的规律和特征有着重要的意义。
1.用地壳形变连续观测的方法以补充传统大地测量方法的观测精度和复测周期等方面的不足，从而让获得了高精度的地壳倾斜、应变的连续观测数据，此外连续的测量方法进行的重复观测，为中、长期地震预测提供依据。通过长期的观测和研究，逐步建立了方法、理论、特点和相关的仪器，采用改进的有序聚类分析法图时间序列的趋势转折点具有明确的统计意义，可减少人为判断的主观和任意性。
2.应用地壳形变连续观测方法观测地震前后地壳形变的特征，为研究震源机制建立理论模型等提供了外部约束，此外，观测到了地壳的短期变化，通过断中所揭示的破裂扩展过程或成核过程，其引起的應补偿变化主要分布在裂纹在地表的投影机沿拓展方向在地表的投影区域附件，通过检测地震成核过程，得到的固体潮、地脉动、地倾斜现象和应变阶跃，为其他学科服务。
3.地震发生后，我们通常寻找震源附件地震前几年的异常变化，建立台站型的连续观测方法，以监测几天至几秒为周期的地震地壳形变的前兆，从地球物理场的角度观测震源状态，探索孕震区物理的地质特性，以及地壳弹性和塑性的性质和模量的改变，从而使地壳形变研究与地球物理研究结合起来。前兆现象与地震之间越具有更大相关性的假定，事实上，这种假定具有一定的普遍性，这种思想一直延续至今，为突破临期地震预测相关方面提供依据。
4.在地壳形变观测的发展中，建立了井下测量系统，由于传感测量单位安装在深井底部，显著减弱了地表岩石风化与地形的影响，有利于高精度的测量结果，获得了高质量的地壳应力场动态变化观测数据的主要方法，对观测地震发生的具体过程进行科学的阐述提供了科学的借鉴，成为了地壳形变宽频带综合观测技术解决大、中型城市“地震监测盲区”问题的有效措施之一。
5.地壳形变观测结果提供了具有明确物理意义的地壳运动的直接证据和定量特征，以评价、预测区域构造稳定性和地震可能性等所进行的测量工作，此外，若采用时窗滑动法，通过跳帧窗长和步长的大小，提取不同领域、不同时段的多个转折点，增加其灵活性，拓展其应用范围，实时追踪趋势转折点的演化。
三、结束语
地壳形变观测在防震减灾工作中是一项不可或缺的重要手段，这种地壳形变是多种因素综合作用的结果，在地壳发生异常形变时，所需要观测到转折时间的精确定位，需要数学上的、定量的方法。长期以来，我们将地壳形变观测通常理解为构造变形观测，实际上这将导致许多观测结果之间出现矛盾，及前兆现象与地震之间关系的复杂性，根据此为契机，随着空间科学和光电科学的迅速发展，现代地壳形变所建立起来的观测技术，已从总体上区分为空间观测技术体系好地面观测技术体系。地壳形变的观测，不论是在研究地球动力学，地壳构造运动和地壳稳定性评价，以及研究地壳形变在地震形成过程中所起的作用，都具有重要意义。