天津市地震局 天津市
摘要：地磁场随时间而变化，包括日变化和瞬时变化，主要受外场源变化的影响。当进行高精度磁场观测时，必须使用地磁观测记录来消除地磁日变化的影响。本文研究了视频监控技术在地震台站地磁观测排除干扰中的应用。
关键词：地磁观测；干扰；排除；视频监控
前言
地磁场观测是地球物理观测的重要组成部分之一。随着地磁场变化特征的深入研究以及地磁场模型的精细化应用需求，抑制或减小观测干扰，提高观测信噪比获得更加精准的观测数据成为地磁场观测研究的重要课题。天津宁河地震台为了尽可能排除地面噪声干扰影响，提高观测信噪比，保障观测环境不受干扰，及时确定并排除干扰因素，采用视频监控技术多次排除周边观测环境中的干扰因素，这说明基于网络视频监控技术，可以实现地震台站地磁观测环境的干扰判定以及排除。
1干扰分析
地磁场地表观测干扰类型主要有高压直流输电干扰、铁磁性物质干扰、同台地电阻率供电干扰(未统计频次)。其中，铁磁性物质干扰源主要包括农用车作业、基建施工、社会车辆驶入观测区干扰等。地磁台网数据跟踪分析环境干扰统计结果显示，高压直流输电干扰占78.9％，铁磁性物质干扰占21.1％。
1.1近距离铁磁性物质干扰(耕种农田、施工、车辆等)
铁磁性物质是地磁场地面观测的主要干扰源之一，其干扰类型主要包括：农用车作业、基建施工、车辆驶入观测区等。铁磁性物质自身属性对地磁场观测产生干扰，主要影响地磁相对观测的总场和垂直分量，其表现形态为台阶变化，如干扰物在测区内停止不动，观测数据曲线在地磁场基础上叠加固定值，变化形态虽与正常磁场一致，但观测值失真，铁磁性物质移除后，曲线恢复干扰前态势，同时出现一个台阶变化。
1.2直流供电干扰
直流供电干扰主要包含高压直流输电干扰与地磁场观测同点位地电阻率观测2种类型，约占干扰类型的78.9％。
1.2.1高压直流输电干扰。高压直流输电是地磁场观测环境主要干扰源之一，产生的电磁场信号原理符合电磁场理论，可根据比奥萨法尔定理推导公式，计算产生的感应磁场B，高压直流输电线距昌黎台约347km，距滦县台376km，距离相差不大，产生的电磁干扰相当，在此以呼一辽线高压直流输电对昌黎地震台的干扰为例，通过其计算结果检验滦县地磁场井下观测避除干扰的实际效果。选取昌黎台受呼一辽线高压直流输电干扰的地磁场观测实测值，推算该高压直流输电干扰的不平衡电流(卸流)，为计算此高压直流输电对滦县地磁场井下观测的影响幅值提供理论基础。根据研究结果，直接引用高压直流输电台站视距离比与变化附加场比值为一定值，受高压直流输电线干扰产生2.7nT的附加场为例子，计算某观测点Z分量应受干扰幅度2.48nT，而实际测量显示，滦县井下地磁场观测垂直分量在该时段变化幅度为0.9nT，小于该理论计算值。
1.2.2地电阻率同台观测干扰。地电阻率与地磁场同台观测是地震站点建设早期的一种电磁综合观测模式。由于电阻率观测供电为直流方式，供电期间产生一个固定磁场值叠加到同站点地磁场观测上，在其正反向供电切换瞬间，地磁场观测在同台地磁场观测垂直分量产生一个台阶变化，在观测曲线上表现为一个向上或向下态势(取决于供电方向)的台阶量，造成地磁场观测数据失真。
2视频监控技术在地震台站地磁观测排除干扰中的应用
目前，网络视频监控系统已经成为实时监控的主流，并且随着基于宽带网络技术的网络视频监控的推广使用，使得电子监控已不仅仅局限于安全防范，而是成为了一种对各行各业都较为行之有效的观测手段和管理资源，其应用领域和灵活性也已经远远超出了传统的安防监控所定义的范畴。
互联网应用的蓬勃兴起，图像压缩编码与流媒体技术的逐步演进，系统处理能力的大幅度提升，都使得数字信息技术作为一项领先的技术手段，在促进网络图像应用，降低产品成本，提高灵活性、可扩充性等方面提供了强大的技术驱动力。而天津宁河地震台地磁观测环境实时监测，正是通过网络视频监控系统完成了对宁河台观测磁房周边环境的实时监测。值班人员依据监控画面确定干扰原因与确切时间，以便及时准确处理数据和排除干扰。
2018年5月以来宁河台FHD-2B质子矢量磁力仪观测数据不定时的出现台阶，对宁河台地磁观测质量造成较大影响。值班员通过视频监控系统发现发现台站地磁房西南143米处工厂厂区内空地停放数辆大型货车以及工程机械。
结束语
今后在开展地磁观测技术及方法的研究中，应以地质学、地球物理学为指导，跟踪国内外地磁观测及相关技术的最新进展与应用研究热点问题，积极应用到地震宏观异常的短临跟踪中，丰富异常跟踪的手段。
车辆停留时间与数据出现台阶时间吻合
参考文献：
[1]高小其，王海涛，郑黎明，李娜，朱成英，杨晓芳，汪成国，向阳，梁卉，麻蓉，2015.新疆泥火山群地震前兆异常实时监测与预报的研究．震灾防御技术[J]，10（3）：587—597.doi： 10.11899/zzfy20150312
[2]邵永新.天津宁河台地磁异常核实报告.2013.5（源自：天津市2014年度地震趋势研究报告附E8）
[3]姚休义.地磁台站观测异常识别与数据重构技术研究[博士学位论文].中国地震局地球物理研究所,2015.
[4]全建军，夏忠，刘礼诚，陈珊桦，刘水莲，陈关梅， 2015 永安台FHD-2B型质子磁力仪观测概况与仪器维护[J]. 地震工程学报, 37（1）:101-107
[5]蒋璀，贺曼秋，王同军 .重庆地磁台观测环境干扰分析[J].防灾科技学院学报 ,2011,13(3):55-60.
[6]全建军，夏忠,刘水莲，等．永安地磁台的勘选与建设[J]．地震地磁观测与研究，2013，34(3)：96—97．
[7]王晓枯，吕智，周江林，等．北京地磁台的磁环境监测[J]． 地震地磁观测与研究，2007，28(3)：52—61．
论文作者:孙嘉良,东得淼,谷茂龙,冯克存,刘双庆,李恩建
论文发表刊物:《防护工程》2018年第19期
论文发表时间:2018/11/6
标签：干扰论文; 地磁场论文; 地磁论文; 宁河论文; 高压论文; 滦县论文; 电阻率论文; 《防护工程》2018年第19期论文;