中国大陆现代垂直形变图集的 编制与资料整编

薄万举

（中国天津300180 中国地震局第一监测中心）

20 世纪80 年代，中国地震局第一监测中心牵头利用全国水准资料编制了第1 套中国大陆垂直形变图。90 年代初，在全面收集资料的基础上编制了第2 套中国大陆垂直形变图。2 套图在现今构造运动和强震中长期预测等领域发挥了重要作用，如大多数强震均发生在垂直形变的高梯度带部位。2001 年，测绘系统利用20 世纪90 年代以前产出的3 期精密水准资料编制了第3 套中国大陆垂直形变图，其结果进一步证明了地壳（表）运动存在空间上的差异性和时间上的动态性，并明确了静态大地测量与动态大地测量相结合是维持高精度高程控制网的基本保障，为确定高程控制网复测周期、基准修订、高程修订与更新等奠定了基础。上述3 套垂直形变图在多领域发挥重要作用的同时，共同表现出以下不足：①采用各自假定的参考基准，不利于多种信息的融合使用和新图系列化编研；②缺乏必要的多点约束，导致误差积累较大；③资料种类单一，GPS 和InSAR 等技术未得到有效应用；④图件信息单一，未充分兼顾多方面需求；⑤因时效性，已无法满足当前需求。随着国民经济的快速发展，汶川等大地震造成的社会易损性凸显，而城市地面沉降对社会发展造成了显著影响，以防灾减灾为主要目标的地震预测预报，以区域经济可持续发展为目标的地面沉降控制，均需要密切关注多时空分辨率的地壳垂直形变及其变化情况。中国大陆现代垂直形变图集的编制与资料整编，是由笔者牵头负责的科技部科技基础性工作重点项目（项目编号：2015FY210400）。本项目产出了新一代多时空分辨率垂直形变图，将为我国城市规划、国防建设、重大工程的地震安全性评价、抗震设防等提供科学依据和基本信息，并为强震趋势和危险区预测工作提供支持。

本项目以兼顾各方的基本需求为目标，在总结并认识以往垂直形变图编制工作的优势和不足的基础上，充分考虑图件的继承性与系列化，对20 世纪90 年代以前的观测资料重新进行处理、归算，并对图件重新研编，补充90 年代以来全国精密水准和地震水准资料，通过增加必要的弥补性联网观测，融合GPS 和InSAR 结果，编制中国大陆多时空尺度、统一参考基准的新一代垂直形变图。本项目广泛收集1950 年以来分属多部门的精密水准、GPS 和InSAR 等观测资料，在资料整编与处理的基础上，对不同手段测网缺少连接的情况进行必要的融合与弥补性水准联测，保证多种资料可被融合利用。通过对多手段资料，融合处理实现基准统一与归算，统一不同信息表述，进行多类别数据处理方法和图像生成方法等的优选，实现上述方法的相对最优组合，达到多种资料处理结果的优势互补。基于资料收集和数据融合处理结果，编制信息丰富的多时段、多区域、多手段、多类型、多信息层级、多介质形式和多比例尺的新一代垂直形变图集。该图集包括中国大陆、活动构造区/带多时空分辨率地壳垂直形变等值线、梯度等值线和测点垂直运动图，同时包括典型强震和典型地表沉降区垂直形变图。本项目产出的新一代中国大陆多时空分辨率垂直形变图，对推动以下工作具有重要意义：①为国家各项建设，特别是为经济可持续发展、自然灾害预测预防、资源开发、大型工程决策、城市环境监测等，提供精确可靠的地表垂直形变信息；②促进地震预测预报及其应用的基础研究，为强震危险区判定、地震烈度区划分提供重要依据；③为重大工程建设的地震安全性评价提供支持；④为进一步认识构造活动和构造变形、中国大陆主要构造块体内部和边界的相对运动特征等提供支持；⑤可展示特定沉降区的地表垂直形变分布，为制定地面沉降防控措施提供依据；⑥可展示典型地震的地表垂直形变分布，为强震机理研究提供依据；⑦可充分利用和挖掘新老资料的综合利用价值，推动资源共享，实现多部门资料的优势组合，更广泛地服务于社会。