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珠峰測(cè)高,你想知道的那些事

谷業(yè)凱 袁泉 發(fā)布時(shí)間:2020-06-02 09:37:00來源: 人民日?qǐng)?bào)

  5月27日,2020珠峰高程測(cè)量登山隊(duì)8名攻頂隊(duì)員克服重重困難,從北坡登上珠穆朗瑪峰峰頂,并順利完成峰頂測(cè)量各項(xiàng)任務(wù)。

  為什么在科技如此發(fā)達(dá)的今天,還需要人登頂去給珠峰測(cè)高?山峰高度的測(cè)量是世界性難題嗎?就讀者心中的好奇,記者采訪了有關(guān)專家。

  近日,2020珠峰高程測(cè)量登山隊(duì)8名攻頂隊(duì)員成功登上珠穆朗瑪峰峰頂,獲得了一批寶貴的測(cè)量數(shù)據(jù)。

  攀登珠峰如此艱險(xiǎn),在科技發(fā)達(dá)的今天,能用無(wú)人機(jī)等設(shè)備代替人工進(jìn)行測(cè)高嗎?測(cè)量珠峰高程有什么意義?記者請(qǐng)專家解答了幾個(gè)關(guān)于珠峰測(cè)高的熱點(diǎn)問題。

  山峰高度的測(cè)量是世界性難題嗎?

  “山峰測(cè)量的難度主要在于兩點(diǎn):一是登山,二是需要特制的儀器設(shè)備。測(cè)量華山或者黃山高程的難度與測(cè)量珠峰顯然不可同日而語(yǔ)。”2020珠峰高程測(cè)量技術(shù)協(xié)調(diào)組成員、中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院副研究員蔣濤介紹,“珠峰是世界最高峰,區(qū)域內(nèi)海拔8000米以上的山峰有好幾座,因此處在一個(gè)非常極端的環(huán)境中,低溫、低壓、大風(fēng)和缺氧的高海拔環(huán)境,對(duì)儀器設(shè)備、人員操作都有非常高的要求?!?/p>

  實(shí)際上,從全球來看,測(cè)量山峰的高度,一般還是采用傳統(tǒng)大地測(cè)量與高精度GNSS(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))定位相結(jié)合的方法。蔣濤解釋,傳統(tǒng)大地測(cè)量主要采用交會(huì)與三角高程測(cè)量,通過測(cè)距、測(cè)角,由勾股定理測(cè)算出山峰高度,結(jié)合外圍的水準(zhǔn)測(cè)量,將該國(guó)的海拔高程傳遞到交會(huì)點(diǎn)上。在衛(wèi)星定位技術(shù)出現(xiàn)以后,測(cè)量隊(duì)員把GNSS接收機(jī)帶到峰頂,也能夠獲取峰頂?shù)木_三維坐標(biāo)。但是,這種方法的參考基準(zhǔn)面是一個(gè)虛擬的“地球橢球”,因此還需要利用重力數(shù)據(jù)確定出該區(qū)域的大地水準(zhǔn)面,作為海拔高程起算面,作進(jìn)一步的校正計(jì)算,才能得到峰頂?shù)暮0胃叨取?/p>

  中國(guó)登山隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)王勇峰曾表示,在珠峰峰頂每多待一分鐘,安全風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)增加一分。在此次登頂測(cè)量中,為保證測(cè)量數(shù)據(jù)質(zhì)量,8名測(cè)量登山隊(duì)隊(duì)員在峰頂停留150分鐘。為了豎立測(cè)量覘標(biāo)并保持其穩(wěn)定,隊(duì)員普布頓珠、次仁多吉更是在不吸氧的條件下,作業(yè)1個(gè)小時(shí)以上。

  “實(shí)際上,隊(duì)員們能在峰頂停留的時(shí)長(zhǎng)非常有限。”蔣濤說,測(cè)量登山隊(duì)員要在較短的時(shí)間內(nèi)在峰頂豎立起測(cè)量覘標(biāo),使用GNSS接收機(jī)采集北斗及其他導(dǎo)航衛(wèi)星的信號(hào)進(jìn)行高精度定位測(cè)量,使用雪深雷達(dá)探測(cè)峰頂20平方米左右面積的雪深,并進(jìn)行重力測(cè)量,“隊(duì)員們要攜帶這么多裝備上去,還要在較短時(shí)間內(nèi),在極端環(huán)境下完成一系列操作,同時(shí)確保測(cè)量操作穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)質(zhì)量,這個(gè)難度是非常大的”。

  高寒、缺氧、風(fēng)雪,這樣的條件下,獲取的數(shù)據(jù)質(zhì)量能保證嗎?蔣濤介紹,目前經(jīng)初步判斷,登頂測(cè)量的數(shù)據(jù)質(zhì)量非常好,同時(shí)交會(huì)測(cè)量也順利開展,按要求完成了多組數(shù)據(jù)的采集工作。

  “下一步,我們將根據(jù)自然資源部的統(tǒng)一部署開展數(shù)據(jù)處理和分析工作?!笔Y濤說,“我們已經(jīng)做好了充分的準(zhǔn)備,兩三個(gè)月后能夠計(jì)算出初步結(jié)果?!?/p>

  珠峰測(cè)高可以用遙感技術(shù)或機(jī)器人實(shí)現(xiàn)嗎?

  很多人會(huì)有這樣的疑問:在現(xiàn)代科技如此發(fā)達(dá)的背景下,珠峰高程測(cè)量不能用無(wú)人機(jī)或者機(jī)器人代替嗎?為什么需要人登頂測(cè)量呢?在2020珠峰高程測(cè)量技術(shù)協(xié)調(diào)組組長(zhǎng)、中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院研究員黨亞民看來,這樣的場(chǎng)景目前還只能出現(xiàn)在科幻電影中。

  “珠峰高程測(cè)量,難就難在珠峰峰頂?shù)臉O端環(huán)境,使得無(wú)人機(jī)或者機(jī)器人無(wú)法正常工作。除此之外,許多精密測(cè)量?jī)x器需要作業(yè)員手工安置和操作,甚至要根據(jù)峰頂環(huán)境變化進(jìn)行作業(yè)方案調(diào)整。”黨亞民指出,目前情況下,無(wú)人機(jī)或者機(jī)器人無(wú)法代替人工作業(yè)。

  衛(wèi)星遙感或者航空遙感能“代勞”嗎?答案也是否定的。“現(xiàn)有的衛(wèi)星遙感或激光測(cè)距一般都是在距離地面幾百公里的軌道上完成的,精度最高在1到2米左右?!笔Y濤說,我國(guó)在1975年和2005年兩次測(cè)得珠峰高程是8848.13米和8844.43米,精度達(dá)到厘米級(jí),“而且這些遙感手段只能測(cè)出雪頂?shù)母叱?,而非?jīng)雪深雷達(dá)探測(cè)后得到的高精度巖面高程”。

  黨亞民介紹說,國(guó)外測(cè)量山峰高度有的采用遙感的方法,這種方法不需要人登頂,GNSS起控制點(diǎn)的作用,但這種方法的精度不高,甚至測(cè)量誤差能達(dá)到幾十米;有的采用人上峰頂,用GNSS的方法來測(cè)量,這種方法精度會(huì)提高一些,但依然難以與我國(guó)的測(cè)量方法相比。“因?yàn)槲覈?guó)前期做了大量基礎(chǔ)測(cè)繪工作,從而保證了高程基準(zhǔn)面的精確?!秉h亞民說。

  時(shí)隔15年,為何要再測(cè)珠峰高程?

  “重測(cè)珠峰高程,一般有兩個(gè)重要原因,一是珠峰高度發(fā)生了變化;二是珠峰測(cè)量技術(shù)也有了大的飛躍,新技術(shù)可以明顯提升珠峰測(cè)量精度?!秉h亞民說,珠峰處于歐亞板塊和印度板塊邊緣的碰撞擠壓帶,這一地區(qū)(包括珠峰)的地殼運(yùn)動(dòng)一直非常活躍,從我國(guó)2005珠峰高程測(cè)量至今已過去15年,在此期間的地殼運(yùn)動(dòng),可能會(huì)對(duì)珠峰高程產(chǎn)生影響。

  2015年4月,尼泊爾發(fā)生了里氏8.1級(jí)地震,這次地震對(duì)珠峰高程的影響在國(guó)際上引發(fā)爭(zhēng)議,重測(cè)珠峰高度也成為全球一個(gè)新的熱點(diǎn)話題?!芭c我國(guó)前兩次權(quán)威的珠峰高程測(cè)量相比,2020珠峰高程測(cè)量是我國(guó)全面開展的一次綜合珠峰高程測(cè)量活動(dòng),得到了國(guó)家和相關(guān)部門的高度重視,展示了我國(guó)負(fù)責(zé)任大國(guó)的形象?!秉h亞民介紹,此外,結(jié)合珠峰高程測(cè)量開展與珠峰地區(qū)氣候變化、生態(tài)環(huán)境保護(hù)相關(guān)的自然資源監(jiān)測(cè)工作,也將是今后的一項(xiàng)重要任務(wù)。

  從1975年、2005年到現(xiàn)在,我國(guó)測(cè)繪科技水平也取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展?!坝绕涫?005年至今,這種進(jìn)步更加明顯?!笔Y濤說,“1975年,中國(guó)人首次將測(cè)量覘標(biāo)矗立于珠峰之巔,用交會(huì)測(cè)量手段精確測(cè)得珠峰海拔高程為8848.13米,這在當(dāng)時(shí)的歷史條件下很不容易,可以說是巨大的突破;2005年珠峰高程復(fù)測(cè),我們采用了傳統(tǒng)大地測(cè)量與衛(wèi)星測(cè)量結(jié)合的技術(shù)方法,并首次在峰頂測(cè)量中利用冰雪雷達(dá)測(cè)量冰雪厚度,但當(dāng)時(shí)主要的設(shè)備都是進(jìn)口的。”

  “珠峰高程測(cè)量的任務(wù)下達(dá)后,最開始我們還是有些擔(dān)心,國(guó)產(chǎn)儀器到底行不行?”蔣濤回憶,“但是經(jīng)過一年來的研發(fā)定制,包括對(duì)各種設(shè)備的檢測(cè),我們對(duì)國(guó)產(chǎn)儀器的信心越來越強(qiáng)了?!?/p>

  “我們測(cè)出來的珠峰高程之所以具有權(quán)威性,就是因?yàn)槲覀冇芯薮蟮牡乩韮?yōu)勢(shì),我們可以在珠峰地區(qū)克服各種困難,開展各類細(xì)致的高精度基礎(chǔ)性野外測(cè)量任務(wù),確保我們珠峰高程測(cè)量的基準(zhǔn)點(diǎn)和海拔高程起算面是全世界最好的?!秉h亞民說,在2017年召開的珠峰高程測(cè)量國(guó)際研討會(huì)上,我國(guó)展示的全面、先進(jìn)的珠峰高程測(cè)量方法和技術(shù)手段,得到了與會(huì)多國(guó)的認(rèn)可。我國(guó)珠峰高程測(cè)量和測(cè)繪綜合科學(xué)技術(shù)水平,已經(jīng)走到了世界前列。

(責(zé)編: 常邦麗)

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