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我国测绘丨珠峰高程丈量:需求一个长时刻的科学探究进程

发布时间:2022-08-24 13:01:57 来源:米乐捕鱼王
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  8848.86米,这个数据将载入史册。12月8日,中尼两国一同向国际发布了珠峰新高程数据,这是两国联合展开珠峰丈量、联合进行数据处理后得出的科学、威望的珠峰新高度。2020珠峰高程丈量技能和谐组组长、中尼珠峰丈量联合技能委员会主席、我国测绘科学研讨院研讨员党亚民在珠峰区域辅导和谐技能工作

  “此次中尼协作展开珠峰丈量,创始了友爱国家国际科技协作的模范。”2020珠峰高程丈量技能和谐组组长、中尼珠峰丈量联合技能委员会主席、我国测绘科学研讨院研讨员党亚民表明,任何工作只需两国科学家或许两国人民相互尊重,讲科学,讲现实,就必定能做好。

  作为此次珠峰丈量的技能负责人,党亚民可谓煞费苦心。在2020珠峰高程丈量的日子里,从技能计划的规划、中心的技能支撑和保证、严重技能问题研讨、内业数据处理、多种检核核算、仪器设备的挑选,到两国数据处理和效果发布技能协作与和谐处理等,只需涉及到珠峰丈量技能的大事小情,都要由他来和谐处理。

  趁着这位技能大咖稍稍有些“轻闲”,记者便聘请他谈一谈2020珠峰高程丈量技能立异等读者关怀的论题。在珠峰高程数据发布的前夕,坐落北京海淀区莲花池西路28号院测绘大楼的一间工作室里,党亚民欣然承受了记者采访。

  珠峰有了新“身高”,意味着2020珠峰高程丈量使命圆满完结,从前期规划、拟定技能计划,到随后的登顶丈量技能支撑,您都全程参与,乃至把自己许多时刻都交给了珠峰高程丈量工程,十分辛苦。看着“尘埃落定”的珠峰高程数据,您现在的心境是怎样的?作为珠峰两个主权国家,中尼联合准确丈量珠峰高程,是一次具有划年代含义的协作。请谈一谈在技能上中尼两国测绘人员是怎样展开协作的?有哪些可圈可点的技能立异?

  党亚民:一辈子能完结国家一个严重的国际协作项目,为国家做点事,仍是很骄傲,也挺快乐的。特别是看到今日有这么好的成果,即便进程再难也值了。并且,不论多苦多难,只求把这件事做好,做得美丽,我享用这种干事的进程,喜爱这样的状况。中尼协作联合展开珠峰高程丈量是前史上的第一次。有两个时刻节点不会忘掉:一个是2019年4月29日,在“一带一路”高峰论坛期间,习主席与尼泊尔总统班达里到达“中尼两国一同发布珠峰新高度”的重要一起;另一个是习主席对尼泊尔进行国务拜访期间,两国于2019年10月13日宣告《中华人民共和国和尼泊尔联合声明》,进一步明确提出“两边将一同宣告珠峰高程并展开科研协作”,为两国友爱关系添上了浓墨重彩的一笔。

  这一次珠峰高程丈量的特别之处在于,尼泊尔国家2019年就现已开端投入到珠峰丈量中,同年5月就完结了珠峰丈量。咱们我国是2020年,也便是本年才完结珠峰丈量,两国丈量时刻相差一年。由此,给联合数据处理、一同发布珠峰高程在技能上带来了必定应战。咱们有必要要用一种科学的新思路去处理这个现实问题,既要讲科学,又要去立异。

  众所周知,珠峰峰顶积雪改变十分频频,一场劲风就能把积雪卷起,使雪面发生改变。中尼珠峰丈量相隔一年,峰顶积雪必定会发生改变。而中尼两国要发布一起精准的高程值,这自身便是一个很大应战。所以,经过洽谈交流,咱们采纳了先各自处理各自数据,对两国数据进行比较和检核,在此根底上,再拟定两国联合数据处理计划,终究发布一个珠峰高程成果的办法。

  2019年,是尼泊尔前史上第一次独立完结外业丈量,他们做了十分精心的技能预备,包含举行有国际尖端专家参与的珠峰高程丈量研讨会等;我国具有1975年和2005年两次丈量珠峰的成功经验,加上精心策划,以及国内30多位院士科学家咨询支撑,这些都为两国友爱协作奠定了根底。

  不可否认,在两国的协作中,互相之间会有差异和不同,咱们本着尊科学、讲科学、重现实(观测数据)的准则,遇到问题,多方证明,寻觅症结,友爱洽谈;两边尊重互相为此次联合珠峰丈量外业数据收集和内业数据处理所做的尽力,并采纳背对背数据检核,在此根底上寻觅最佳处理计划,最终获得了两边都很满意的成果。

  多种国产仪器担任珠峰丈量的主力,国产斗极GNSS接收机、超长间隔测距仪、重力仪、雪深雷达全面投入本次珠峰高程丈量,在精度和可靠性方面均到达规划要求,完结了前史性打破。

  2020珠峰高程丈量初次在珠峰区域展开航空重力丈量,并初次将爬山道路地上重力丈量推进到峰顶,大幅前进大地水准面精度。

  2020珠峰高程丈量除了传统大地丈量和GNSS丈量之外,还引入航空遥感、激光雷达等现代测绘技能,保证了2020年珠峰高程丈量的可靠性。

  中此次珠峰高程丈量初次引入了全球高程基准,中尼两国协作构建全球高程基准,初次一同构成珠峰高程成果,完结了严重前史打破。

  党亚民:大都时分的珠峰丈量,是当成一个科学研讨使命来做。这一次,不仅仅科学研讨,仍是中尼两国友爱协作的严重科学工程,又有习主席的指示要求。所以,咱们整个技能支撑团队,包含天然资源部领导都十分重视,为了前进珠峰高程丈量精度,从规划计划起,就进行长时刻调研,做了许多前期预备工作。

  在技能道路年珠峰高程丈量技能道路根底上进行了完善和立异,规划计划做了很大改善,精度得到大幅前进:一是起算面精度大幅前进,首要引入了航空重力丈量,由飞机从空中完结重力网加密;二是加密珠峰区域地上重力丈量,添加地上重力点;三是丈量爬山人员将重力丈量测到了珠峰峰顶。这是我国珠峰高程丈量和其他国家纷歧样的当地,使珠峰起算面精度从2005年的15厘米前进到本年的5厘米。

  在峰顶丈量上,这次咱们运用了多套卫星接收机设备(GNSS)进行丈量,它们相互之间能够检核,进行比较,数据一同处理,既前进了GNSS自身的精度,峰顶丈量精度也大幅前进,从而能够从“脚”到“头”准确为珠峰量“身高”。

  值得大书特书的是,这次技能规划要求丈量爬山队员将重力丈量推进到8000米以上,成果他们一下带到了珠峰峰顶,这是人类前史上的第一次,不只打破了前次重力丈量7790米的纪录,还完结了打破,十分了不得。咱们从视频中能够了解到,在极度高寒缺氧、气候恶劣的珠峰区域,攀爬者每行进一步都十分困难,况且还要负重前行,他们就像运动场上的百米赛跑运动员,每跑快一秒都是一次打破。队员们这种应战和打破,真是太难了,要为他们点赞。综上能够得出,“这次珠峰丈量数据便是最好的”。

  从成果来看,此次登顶丈量国产测绘仪器担纲了主角,饱尝住了检测,超卓地完结了丈量使命。请您从珠峰高程丈量的配备和技能手法改变,谈一谈我国测绘技能配备的开展变迁以及立异。

  党亚民:前几回珠峰高程丈量,根本运用国外进口的测绘仪器。这一次之所以运用国产仪器,首要是由于有些测绘设备国外现已买不到了,首要是需求量很少,根本只要珠峰峰顶丈量才用得到,所以人家不出产了,咱们有必要自主研制制作。其次,经过这几年的开展和测绘科技的前进,测绘办法不断改善,我国丈量仪器的制作水平不断前进,现已和国际先进水平比肩,具有了相同的才能。一起,这次珠峰丈量,正好是对国产测绘仪器的一次查验,我以为珠峰是检测仪器配备最好的实验场、最佳的演练场、最高的测验渠道。此外,能够依据珠峰丈量的特别需求,随时进行设备的改装,更能满意珠峰丈量实践需求,这是毋庸置疑的。

  举例来说,1975年珠峰丈量,咱们运用了国外重力仪,无法改装,测绘人员需求在海拔7200米的当地,冒着零下几十度的酷寒,摘掉手套持续操作机器。为了拿到准确数据,咱们的队员很巨大,分明知道摘掉手套手指会被冻掉,却仍然做出了自我牺牲,丈量队员知道,不这样做,就拿不到丈量数据。2020珠峰丈量规划要求,我国重力丈量要推进到8000米以上,仪器不改装怎样能行呢?在珠峰这种特别环境下,必定要对仪器进行适应性改造,所以国产仪器更适合这样的需求。

  也正如你所说,从成果来看,国产测绘设备饱尝住了实践检测。一起,在同等条件下,也与进口设备进行了检核比对,其成果是适当的,精度根本不差,没有凹凸之分。

  总而言之,近些年来,我国测绘仪器完结快速开展,得益于以刘先林院士为代表的一批测绘科研范畴的“大国工匠”领衔,他们勇于立异,引领着我国测绘配备仪器从弱到强,从仿照、追赶到逾越的大跨步前行。

  我还想告知你,我国一切的仪器厂家经过引入、消化、吸收和立异,技能水平全体得到前进。我国有一批测绘仪器厂家在生长。我国的GNSS卫星导航定位设备,多品种测绘仪器设备都做得很好。我以为,国产测绘配备做出了自己的品牌特征。

  可是说实话,咱们构成了惯性,有些人仍是不乐意用国产设备,他们有些忧虑国产仪器设备不安稳,由于究竟国产测绘仪器开展的时刻还比较短,而国外厂商开展时刻长,发现问题、处理问题就越多,出毛病的概率会越小,这是客观存在。应该说,经过珠峰这么一个“实验厂”,证明了咱们的国产测绘仪器完全能够到达一个很高的水平。

  关于普通百姓而言,或许关于攀爬者来说,知道珠峰“身高”足以。关于科研人员来说,数据是他们从事研讨的柱石。2005年,我国珠峰高程丈量对外发布了雪面高和岩面高两个数据,请您介绍一下雪面高和岩面高,以及别离具有的特别含义。

  党亚民:究竟发布雪面高仍是岩面高?这是咱们比较关怀的问题,也是我乐意承受采访的原因地点。期望能为咱们讲清楚,要客观看待这一问题。

  这要从1975年珠峰丈量讲起。曾经珠峰丈量,包含西方国家丈量珠峰根本上意外雪深,只丈量峰顶雪面高。能够这么说,2004年曾经,国际各国丈量珠峰科学活动根本意外雪深,直接测雪顶(雪面高)。丈量雪顶还有一个原因,便是爬山运动员不乐意要岩面高,以为登的是雪顶不是岩面,所以他们很对立。尼泊尔是一个旅行型国家,也十分喜爱雪面高。关于搞丈量的人来说,天然乐意也有职责把岩面和雪面两个高都测出来。

  咱们国家在珠峰丈量上,应该说仍是占有主导线年,我国用传统丈量技能对珠峰进行丈量,到达了“登峰测极”的好成果,乃至无人可及。我要说的是,其时我国现已认识到峰顶雪面高是在不断改变的,科学家也开端重视“能不能测雪面以下相对不变的当地”。

  2004年,意大利科学家普拉特的团队首要将地质雷达带到珠峰峰顶,丈量珠峰峰顶的冰雪厚度,这是一个重要的科学前进、科学发现,经过这样的办法能够把岩面高测出来。但科学家把工作想得有些简略,以为在平原区域,地上上堆积一些岩石,上面再覆盖上积雪,实验成功就功德圆满,他没有考虑到珠峰恶劣的气候条件和峰顶不规则的岩面,成果一到珠峰峰顶,才发现困难许多,要全面准确丈量珠峰峰顶的岩面地势简直没有或许。由此能够看出,珠峰岩面丈量是一个长时刻的科学探究问题,不是一会儿能够处理的。也正是由于峰顶岩面丈量的复杂性,珠峰岩面高丈量仍是一个需求霸占的科学难题。

  作为科学探究,我想说,要把峰顶整个岩面高精准测下来,就现在而言仍是十分难的。1975年那次丈量,一位女爬山队员拿着探杆探出了雪深0.92米,其时以为是岩面,实践测得的是冰面。这在2005年我国再测珠峰时得到证明,这一年我国发布的冰雪深度为3.5米。因而,珠峰的科学性在于不断探究,至少现在珠峰峰顶准确的岩面地势咱们还没有把握,虽然做了岩面丈量,但由于遭到峰顶停留时刻所限,也仅仅小范围的测定。假设往后咱们有了一个精度很高的岩面地势,就能够在任何当地测雪面,也能够把珠峰最高岩面推算出来,这是最理想的状况,可是现在还做不到。不过,就现在来说,咱们现已在尽力做到最好。

  党亚民:在讲这个问题之前,我先要把珠峰“头”和“脚”的丈量做一下解说。首要,咱们咨询了国内许多威望科学专家,现在来说,珠峰高程起算面(“脚”)叫均匀海平面,阐明海平面是改变的。

  我国的钱塘江便是一个很好的例子,由于受潮汐影响,钱塘江江面一天改变好几米。可见,水面改变比珠峰峰顶雪面改变要凶猛得多,而海平面“均匀”后,咱们将其当成起算面,便是说,珠峰高程的起算面是多年海平面取均匀得来的。这是从珠峰“脚”部起算面来说。

  第二,确认了珠峰的“脚”,那么珠峰的“头”呢?咱们知道,曩昔咱们测珠峰,测的是登顶那一时刻的高度,也是导致全国际测珠峰高度改变纷歧样的原因之一,一起误导了群众长时刻重视“珠峰变高变低”之说。其实,雪面高变高变低是很正常的,一场大雪就高了,一场劲风一吹就低了,这无可厚非,乃至昨日测的值与今日测的值比较,或许就会有半米的差异。所以,从单一的雪面值来说,珠峰变高变矮没有含义。

  假如把测得的雪面值放到一个大环境下就有含义了。举例来说,雪面高是看得见摸得着的,不论选用哪种丈量办法,多测几回雪面高,数据样本多了,每一个10年取一个均匀值,假如1000年里有100个这样的改变量,它便是全球气候改变最好的科学数值,是具有严重科学含义的,究竟地质学里时刻是以百万年计。

  一起,雪面高也处理了爬山者需求。所以,不论从科学上,仍是从实用上来说,雪面高都有含义。我以为,丈量并求取必定时刻段的均匀雪面高,类似于确认“黄海均匀海平面”,能够作为往后一个长时刻的珠峰丈量使命。

  再来说岩面高。从地图标示来看,咱们不乐意标示一个总在改变的珠峰高程值。可是换个视点讲,在对珠峰峰顶岩面最高点还不能百分之百确认的情况下,是标示一个不必定是最高点的岩面高好呢?仍是标示一个眼睛看得到,但总在改变的雪面高好呢?这的确是一个很难答复的问题。但由于雪面高直观,也是准确丈量的成果,假如挑选一个反映必定时刻区间的珠峰雪面高均匀值,也能够反映珠峰在这个时刻段(雪面)高度。

  有人会说,“发布岩面高,能够看出珠峰的高度改变”。实践上,咱们重视的珠峰高度改变问题,从地壳改变监测的视点,的确应该监测珠峰的岩石面改变。可是,曩昔咱们把珠峰变高变矮问题,聚集在了峰顶的岩石面改变,实践情况是,由于珠峰峰顶的岩石面和珠峰峰顶邻近海拔6000米一带岩石面在同一个地壳板块上,他们的运动趋势是一起的,也便是说,经过珠峰海拔6000米一带多个监测点的多期数据观测,相同能够准确地确认珠峰的高度改变。

  我方才说过,把岩面高测出来是一个科学探究进程,也是一个重要的地理信息数据,必定需求测。就像我国科学院陈俊勇院士说的,丈量珠峰适当于定时给自己的孩子量身高,不移至理,因而,虽然珠峰变高变矮问题能够经过其他办法处理,但珠峰雪面高和岩面高丈量的科学探究却永久需求测绘人去做。

  就现在而言,雪面高直观,简单丈量,岩面高比较雪面高则更安稳,但要找到并确认岩石面最高点现在仍有必定难度。就发布而言,我以为现在峰顶雪面高均匀值是最好的挑选。但就地理信息测绘而言,把现在发现的岩石面最高点,准确丈量并发布,也是有必要的。

  在珠峰高程丈量登顶那天,您曾表明,“电影《攀爬者》一向没有看,由于不忍心,‘当年太艰苦了’。”您这段时刻也很辛苦,是否由于有同感?今日,珠峰高程现已尘埃落定,您以为往后还会和尼泊尔方面再度协作丈量珠峰吗?

  党亚民:这段时刻的确很累,最累的时分,回家饭都不想吃,趴在那儿也不想动。那个感觉至今记忆犹新。并且,跟尼泊尔方面交流交流,由于有时差,一段时刻每天都要交流到很晚,清晨一两点睡觉是常态。不过,这都是我应该做的,我也享用这样一种干事的进程。正如我前面所讲,完结了国家一个严重国际协作,能为国家做点工作,仍是很骄傲的,一辈子能做成这么一件大事,心里也挺快乐的。

  电影《攀爬者》叙述了1960年,在没有高科技支撑,没有先进配备护航的情况下,我国爬山者们在全国际望而生畏的珠峰北坡,用血肉之躯,铺就登顶之路,搭就“我国梯”,为国际翻开通道。他们告知国际,发明人类第一次,这便是攀爬精力。不过,这部片子我到现在也一向没有看,我觉得太残忍了,爬山的确挺苦的,也是一个巨大的工作,咱们的外业队员特别辛苦,与他们比较,我这点苦和累都算不了什么。天然资源部陆昊部长也一再强调,“能用设备的,尽量不要用人,不要让人那么辛苦。”期望咱们的测绘外业队员往后不要那么辛苦,究竟人工智能来了,机器代人的年代来了。

  你问我往后中尼还会不会再协作丈量珠峰?我期望能持续协作,我也以为还会协作的,究竟这是第一次,创始了中尼友爱科技协作的模范。主张往后以中尼两国协作的形式来丈量珠峰,可是别再搞成两次了,同一个时刻一同丈量、一同数据处理、一同发布新数据。

  别的,期望往后也不要搞这么大规模的珠峰丈量,让爬山队把GNSS接收器或许再多带个雪深雷达探测仪上去就行了。往后或许传统三角丈量、觇标都不用了,遥感激光雷达等测绘新技能也能够作为新的手法发挥重要作用。

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