地壳在应力作用下发生变形或者破裂，表现为介质物性参数变化、物质迁移、应变能积累和释放，反映地震/火山孕育、岩石圈变形、地幔流变等地球动力学过程。地应变测量为获得地壳变形时空特征、明晰地震孕育过程的机理、反演区域黏性构造等地球科学研究提供基础数据，促进地球科学的发展。

可分为定点观测和区域观测，前者主要用伸缩应变计技术、激光干涉技术和钻孔应变仪技术，后者主要指利用GPS观测和分布式光纤传感技术。地应变测量已形成了一个空间-地面-深部相结合的点-线-面多空间尺度的观测技术系统。

为了监测局部地表/地下应变状态，研究应变固体潮、地球脉动、地震应变阶，探测断层滑动、火山喷发前兆、地震应力触发、地震前兆观测和地球自由振荡等，通常开展定点观测，包括洞体应变测量、跨断层定点测量、钻孔应变测量；观测仪器有机械伸缩应变计、激光干涉应变计、钻孔应变仪等。

在岩体完整、温度恒定、结构稳定的山洞中，采用机械伸缩应变计和激光干涉应变计测量。前者利用长度稳定性良好的基准杆（如石英管）比较两个基墩间的距离变化来计算地壳应变，其基线长度长达数十米至上百米，测量精度优于1纳应变（1×10^-9ε）。后者利用稳频激光干涉测量两个基岩石墩的距离变化，墩离可以长达上百米，测量精度高达1×10^－11ε。至2017年世界上最高精度的激光应变计是设于美国用于引力波观测的激光干涉仪引力波天文台（Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory; LIGO），利用长达4千米的臂长，其应变精度高达1×10^-27。

跨越断层布设短基线或封闭式测量网，利用激光测距仪或GPS接收仪观测其基线长度变化或者测量网的边长变化，以便得到断层及其附近的应变场，用以研究断层滑动或断层附近变形状态，包括活动方式和应变积累速率，为捕捉地震前兆以及区域烈度划分提供依据。

在钻孔中布设应变仪器进行应变观测，具有精度高、占地小、抗干扰等优点。钻孔应变仪分三种类型：①体积式钻孔应变仪，根据钻孔内仪器腔体的变形量来获得岩体的体应变变化；其原理是在一个长圆形的弹性筒里充满硅油，当它受到四周岩体的挤压或者拉伸时，筒内液体压力发生改变，通过差压传感器探知岩体的体应变；②剪应变式钻孔应变仪，根据几个位移传感器的组合观测，获得最大和最小主应变之差的变化；③分量式钻孔应变仪，用多个位移传感器按不同方向布设，测量钻孔径向平面上的位移变化，即应变状态。四分量钻孔应变仪是主流发展方向，其高质量观测数据已经在同震应力触发、地震前兆观测和大震地球自由振荡等方面的研究中得到应用。在美国板块边界观测（PBO）项目中，四分量钻孔应变仪是主要测量仪器之一。

以监测较大空间范围的地壳变形状态，研究板块运动、构造运动、孕震过程以及检测地震前兆等为目的进行的区域应变观测，包括GPS观测和分布式光纤传感技术等。

GPS是一种成熟的大地测量技术，适合于观测大尺度、长时间的地壳形变。通过GPS观测数据可以直接计算出各观测点的位移，从而得到观测区域的位移场，再将位移场对空间位置求偏导数或差分获得应变场。大尺度GPS应变率具有较强的区域性，反应该地区的整体地壳变形和地球动力学特征。由于GPS空间测点的不均匀性，计算应变率场依赖于数据处理方法，常用解算方法有最小二乘配置方法、球谐函数方法、多面函数方法、三角形方法等。

分布式光纤传感测量是正在发展中的观测技术，其测量元件微小，可以直接测量应变，可以在一个线路上串联多个测量元件，有分布式测量的优势，具有灵活设点和分布方便的特点，目的在于获得区域地应变的时间变化过程以及空间分布状态，并有望实现地下三维应变张量观测。其基本原理是，利用光波对待测物理量（应变/温度等）进行调制，并使调制信号经光纤传输至光探测器进行解调，从而获得待测量值参数的一种装置。利用分布式布阵组网的光纤应变传感器，可以获取区域性的地应变变化。