福建省图书馆

地震前兆观测资料包括大地形变、地下流体和重力、地磁、地电、电磁波观测资料。前兆资料处理主要有三方面工作：资料的预处理，包括数据的采集整理、检查验收、归档、建立数据库；资料的预报分析处理，采用数理统计、滤波分析等各种计算方法对干扰进行排除；根据各手段需要和要求绘制有关图件。
  （一）大地形变测量资料
  大地形变测量资料包括1972年开始的监视地壳垂直运动的面上国家Ⅰ等精密水准网资料、跨断层短水准测量资料，监视地壳水平运动的跨断层小三角网、基线、激光测距资料，以及1995年布设的卫星定位系统GPS观测资料。
  1972～1997年，地震综合队严格执行国家测绘总局和国家地震局有关规范，对形变选点、埋石、观测资料实行三级检查、二级验收，各观测组对资料进行200％的检查，地震综合队进行100％的检查验收，省地震局进行100％的检查验收，观测手薄抽查30％～60％。经检查、验收确认合格后，上交资料室归档，录入数据库。
  对形变资料的分析预报处理主要进行观测值归算和形变网平差。绘制的图件主要有垂直形变速率图和等值线图、水平位移矢量图和应变分布图。
  三角测量归算还包括垂线偏差改正、照准点高度改正、截面差改正，并进行高斯投影平面计算，距离、方向改正计算，子午线收敛角计算等。
  1.面上水准
  70年代开始的大面积水准测量归算，还加入尺长改正、正高改正、重力异常改正、潮汐改正以及拼环检查质量精度。大面积水准网平差通常采用动态速率平差，计算地面测点的运动速率和垂直形变量。
  面上水准观测资料多，数据量大，网点覆盖范围广，复测周期长，因而计算处理工作量大。70年代，主要用算盘和手摇计算机进行平差计算，手工绘制垂直形变等值线图和垂直形变剖面图。80年代，逐步采用电子计算器和计算机处理。90年代，由于计算机的普及应用，实用化攻关成果软件的推广应用，建立了面上水准数据库，对面上水准资料进行多网多环的经典、自由、拟稳的动态平差，解算出监测点的垂直运动速率，然后再采用多面函数拟合的方法，求得监测区域的地面运动速率函数，绘制垂直运动速率图。
  2.跨断层短水准
  1983年开始，利用计算机采用傅利叶级数对观测值进行拟合计算以排除雨量、温度、地下水等干扰因素，绘制相应的拟合曲线、残差曲线和断层运动模式图。对个别场地也采用直接图示法或高程变化分析法。1992年，建立跨断层短水准数据库，应用实用化攻关成果软件，使数据资料处理更加规范化，并提高图件绘制速度。
  3.定点跨断层形变
  1991年开始，天马定点形变台跨断层水准资料处理主要采用多元线性回归法、动态灰箱法、褶积滤波法、带控制项的自回归模型（CAR模型）法、卡尔曼滤波等。90年代开始采用国家地震局推广使用的“DDPS”软件系统，用低通滤波方法对长趋势异常进行识别，对异常信息进行速率、频次合成，以提高异常信息的置信度。
  4.跨断层小三角
  1982年，采用秩亏自由网平差方法对观测方向值进行平差，根据计算的点位位移矢量并以观测误差的三倍作误差楠圆衡量断层运动，作相应的应力应变分析，绘制相应的图件，对断层的水平运动状态进行评定。
  5.激光测距
  1989年开始，采用秩亏自由网平差方法对观测网边长进行平差，采用位移矢量法、应力应变法对监测区的水平运动及应力状态进行分析。
  6.基线
  1976年开始，对跨断层的基线丈量资料直接采用对比法进行应力应变分析。
  7.地倾斜
  定点地形变观测资料处理主要提取形变速率、方向及岩石物性数据。形变速率和形变方向的变化可以从形变观测数据直接取得，而岩石物性则从倾斜固体潮振幅因子及潮汐形态中获得。
  地倾斜观测受多种因素干扰，资料情况复杂，包含观测环境（洞室与地形效应、墩基变形、降雨、温度、气象）影响，仪器因素及人为干扰（工业、运输、排灌、人员出入洞室等）影响，观测台站多，数据量浩大，资料处理繁重。70年代，主要用手工方法处理，80年代，开始逐步改用计算器、电子计算机计算。1990年后，应用改进实用化攻关软件，工作效率提高。
  地倾斜观测资料预报分析处理方法主要有5种：（1）形态分析判别法，绘制单分量五日均值图、日均值图，必要时再加整点值图及矢量图；（2）差分法，倾斜单分量一阶差分计算，同时绘制五日均值序列、日均值序列、整点值序列图；（3）固体潮振幅M2波7值计算，用维尼科夫调和分析和卡尔曼滤波递推相结合的方法进行计算，并绘制图件；（4）契比雪夫多项式拟合计算及图件绘制；（5）排除降雨及其记忆影响进行褶积滤波分析及图件绘制。
  8.全球卫星定位系统GPS
  1995年开始，利用GPS观测资料研究福建地壳运动。除本省资料外，还包括上海、日本（USU3）、台湾、韩国（TAEJ）、海口、印度（IISC）、乌兹别克（KIT3、POL2）资料。1995年共有153条基线，平均边长1871.0公里，最长6269.4公里，最短50.9公里。1997年共有231条基线，平均边长2061.4公里，最长6269.4公里，最短25.5公里。
  以天为计算时段，一天计算一个成果。对一天中所有的GPS观测数据同时计算，使用的是IGS精密星历。数据处理控制选择：采样间隔为120秒，最大历元720，截止高度角15度；基线处理采用松弛解GAMIT软件；对流层误差模型采用Saastamoinen模型和缺省气象参数；天顶延迟参数个数13，电离层延迟，消除电离层的LC观测量；卫星轨道参数9个，6个开普勒根数，3个太阳幅射压参数。数据清理采用AUTCLN软件。基线的相对精度1995年为3.7×10-9，1997年为3.3×10-9。
  （二）地下流体资料
  地震地下流体监测资料包括地震地下水动态监测资料和地震水文地球化学监测资料。
  1.地下水动态
  80年代初，逐步建立福建省地震地下水动态观测网，观测井均系中、深井，属基岩裂隙承压水，有明显年动态规律性，水位的季节性、周期性变化是其主要特征。资料处理工作主要有3种：（1）根据资料要连续和稳定的要求，对缺数或非自然因素引起的测值突变，分析前要做资料预处理，对少数缺数的断点，采用插值法补上，对突跳和阶跃现象首先分析原因，确认为观测的偶然事件可将突跳值舍弃，若系阶跃，则要调整基线，将阶跃前后的观测值归算到同一水平；（2）原始数据的日常处理，计算日均值、五日均值、月均值、年均值等各类均值，以及水位的气压校正及其均值计算和重力固体潮理论值计算；绘制水位、气压、经气压订正后水位、固体潮理论值逐时值图，水位、气压、经气压订正后的水位、降雨量日均值图，水位日均值、校正气压后的水位日均值及其一阶差分图等；（3）干扰因素排除与异常判定处理，通常采用差分法、回归分析法（一元线性回归、多元线性回归、多元逐步回归）、滤波法（多道维纳滤波、别尔采夫滤波）等。1990年后，资料处理和图件绘制工作通过计算机完成。
  2.水文地球化学
  地震水文地球化学观测资料有70年代初期开展的氡射气测量资料、水电导率观测资料，1983年开始利用气相色谱议进行的気、氢、氩、氮和气体总量日测分析资料和1984年开展的全省水质组分分析资料。
  水化资料处理工作主要有3项：（1）资料的预处理，根据连续、稳定的质量要求，对资料进行可靠性检查，对断缺或因测试条件（包括仪器标定K值、标准溶液、标准电极等）、观测环境条件变更引起数据突变的要给予补缺、校正等处理，1990年后，增加数据录入、入库工作；（2）日常数据计算及图件绘制，计算主测项和辅助测项的日均值、五日均值、旬均值、月均值，绘制相应曲线，1990年以前，主要用计算器手工完成，1990年后，逐步采用实用软件电脑操作完成；（3）排除干扰与分析处理，采用回归分析（多元线性回归分析）、相关矩平分析、差分分析等方法进行处理。70～80年代，用计算器处理，1990年以后，用电子计算机和实用软件处理。
  （三）重、磁、电资料
  1.重力
  1972年后，重力观测资料处理根据国家地震局制定的有关规范，严格执行资料的三级检查、二级验收制度，确认验收合格后，将资料归档，录入数据库。流动重力观测资料按国家地震局地震研究所的要求，外业测完后一个月用软盘上报给武汉地震研究所重力室。
  资料处理采用经典、自由网、拟稳等平差方法对观测的重力段差进行平差，绘制相应的重力场变化图、剖面图、点位重力变化图、高差随时间变化图等。
  2.地磁
  地磁资料包括1975年试测、1977年投入正式使用的流动地磁观测资料和80年代初建成的固定地磁台网观测资料。对流磁资料处理先进行通化和对比处理，然后再进行长期变的拟合处理。为了使流磁资料和外区统一使用与对比，将测区内同一期的各测点在不同的时间内观测值通化到附近的地磁台站某月25日晚上21时，目的在于排除短周期日变场的干扰。1977年11月（第1期）到1986年5月（第16期），通化、对比台选为邵武，采用经纬校正通化法。1987年5月（第17期），对比台仍选为邵武，通化台选设厦门天马和龙岩二处，采用常规的台阵通化法进行通化。1977～1997年，观测资料上报国家地震局地球物理研究所地磁室。90年代，经过清理攻关、实用化攻关和对地磁软件的改进优化，对定点地磁资料采用现代计算机软件方法处理，有日均值法、五日均值法、磁暴分析、幅相法、差分法、相关分析、差值、低点位移等。
  3.地电
  地震地电观测资料包括地电阻率观测资料和自然电位观测资料。1977年福州台地电、1978年莆田台地电正式投入观测后，资料处理主要是：（1）根据台站的日报（日均值）或月报资料，剔除突发性干扰引起的不可用资料，计算五日均值、月均值，绘制相应的原始图件；（2）校正由于固定干扰因素引起的系统偏差；（3）进行消除年变化的数据处理工作，采用相关分析法消除年变化影响；（4）绘制出校正后的地电各类均值图。
  4.电磁波
  1989年开始，陆续建成的10个电磁波台观测资料，主要处理日报的电磁波场强、变化持续时间，绘制场强逐日变化图及变化持续时间逐日变化图件。根据月报资料在排除干扰基础上绘制月变化持续时间和月最大场强逐月变化图件，及电磁波的方位变化等参数图件。