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2020-05-25 10:25:21  来源:国内新闻网-人民日报
 

  原标题:登峰测极|何时公布测量结果?专家详解珠峰高程测量15问

 珠峰的天气瞬息万变,往往是清晨对珠峰一览无余,中午后就会迎来暴风雪。  澎湃新闻记者 王万春图 珠峰的天气瞬息万变,往往是清晨对珠峰一览无余,中午后就会迎来暴风雪。  澎湃新闻记者 王万春图

  5月21日上午,珠峰大本营飘着雪花,云雾笼罩。按之前5月18日在海拔6500米前进营地召开的动员会部署,2020珠峰高程测量登山队12名攻顶队员将登顶给珠峰“量身高”。

  为何珠峰有两个“身高”数据?珠峰到底高了还是矮了?为何一定要人为冲顶测量,不能使用无人机或直升机来完成吗?到底给珠峰怎么“量身高”?什么时候会有结果?连日来,就网友关心的这些问题,澎湃新闻(www.thepaper.cn)采访了相关权威专家。

 前往测量作业点的路。 前往测量作业点的路。

  2020珠峰高程测量的背景和意义

  为何珠峰有两个“身高”数据?

  党亚民(2020珠峰高程测量技术协调组组长 中国测绘科学研究院大地测量与地球动力学研究所所长):

  我国先后于 1975 年和 2005 年两次成功完成珠峰高程测量。1975 年珠峰高程测量,登山队员立起的 3.51 米高的红色金属觇标,测量队员用传统三角交会的方法进行测量,精确测得珠穆朗 玛峰的海拔高程为 8848.13 米。2005 年珠峰测量高程,采用了传统大地测量与卫星 GPS 测量结合的技术方法,并首次在珠峰峰顶测量中利用冰雪深雷达探测仪测量冰雪深度,经过严密计算,获得珠穆朗玛峰峰顶岩石面海拔高程8844.43 米。

 1975年珠峰测量。 1975年珠峰测量。
 2005年,山上的营地下雪了。 2005年,山上的营地下雪了。

  是不是每隔几年都要测量一次珠峰?

  党亚民:

  并不一定过几年就得测量一次。与我国前两次权威的珠峰高程测量相比,2020年珠峰高程测量是我国全面开展的一次综合的珠峰高程测量活动,得到了国家和相关部门的高度重视,展示了我国负责任的大国形象。此外,结合珠峰高程测量开展珠峰地区气候变化、生态环境保护相关的自然资源监测工作,也将是今后的一项重要任务,中尼两国于2019年也发布了联合声明。

  另一方面,从我国 2005 珠峰高程测量至今已过去15年了,在此期间的地壳运动,可能会对珠峰高程变化产生影响。更为重要的是,2015年4月,尼泊尔发生了发生8.1级地震,这次地震对珠峰高程的影响在国际上引发争议,重测珠峰高度也成为全球一个新的热点话题。作为珠峰主权国家之一,中国有责任和义务平息这种争议。

 进行水准测量的测绘队员。   澎湃新闻记者王万春 图 进行水准测量的测绘队员。   澎湃新闻记者王万春 图

  2015年的尼泊尔大地震对珠峰有哪些影响?

  党亚民:

  2015年尼泊尔8.1级地震肯定会对珠峰高度有影响,综合国内外研究成果,目前比较一致的看法是尼泊尔地震使得珠峰高度降低了2.5-2.6厘米。目前,对于2015年尼泊尔8.1级地震对珠峰高度影响的研究,都是通过临近珠峰的监测点数据推算,或者通过卫星遥感方法获得,是一种间接成果。只有实现珠峰峰顶的直接测量,才能准确确定大地震对珠峰高度的影响到底有多大,也才能准确获取珠峰最新最准确的海拔高程。

  有报道说,珠峰每年向东北方位长春移动4厘米?

  张鹏(自然资源部国家基础地理信息中心大地部主任):

  中国测绘科学研究院王虎副研究员(2016年)利用“国家基准一期工程”“中国大陆构造环境监测网络”以及原国家测绘地理信息局在珠峰周边所观测的GNSS观测资料,基于UPD模糊度固定技术高精度解算2015年4月25日尼泊尔Ms8.1级地震对我国珠峰地区及周边地震同震位移影响,监测数据分析结果表明尼泊尔Ms8.1级地震对世界屋脊喜马拉雅山脉和世界最高峰珠穆朗玛峰产生了显著影响。在地震发生前,中国珠峰区域以每年约4 cm的速度向东北方向移动,垂直方向以每年约0.2 cm的速度上升;此次地震使得珠峰地区与地震前相比,产生了约33 mm的西南方向水平位移,垂直方向下沉约20 mm;西藏南部及珠峰地区的地壳整体向西南方向运动,运动方向基本指向地震破裂区域,其地震同震位移分布特征也反映了青藏高原内部存在逆冲应变释放现象,符合逆冲断裂破裂的形变特征。

 二本营以上的作业点,测量队员晚上只能宿营在作业点的营地。 二本营以上的作业点,测量队员晚上只能宿营在作业点的营地。

  究竟如何给珠峰“量身高”

  珠峰高程测量,为何一定要靠人冲顶实地测量,利用无人机或者直升机无法完成吗?

  党亚民:

  珠峰高程测量,难就难在珠峰峰顶的极端环境,大风、低气压等环境因素使得无人机或者机器人无法在峰顶正常工作。除此之外,许多精密测量仪器需要作业员手工安置和操作,甚至要根据峰顶环境变化进行作业方案调整。目前情况下,无人机或者机器人无法代替人工作业,因此测量人员必须登顶作业,才能完成相关任务。

  给珠峰“量身高”采用的是什么方法?

  党亚民:

  珠峰高程测量的核心是精确测定珠峰高度,但同时也是一项代表国家测绘科技发展水平的综合性测绘工程。2020珠峰高程测量将综合运用北斗/GNSS定位、水准测量、光电测距、雪深雷达测量、重力测量、卫星遥感等多种传统和现代测绘技术,精确测定珠峰新高度。

测绘队员在进行GNSS测量时调试设备。  澎湃新闻记者 王万春图测绘队员在进行GNSS测量时调试设备。  澎湃新闻记者 王万春图

  这次和以往相比,有哪些不同?

  党亚民:

  就新技术和新方法而言,这次珠峰高程测量有以下几个特点: 第一,在技术手段上更加丰富和全面,除了传统测量方法和卫星导航定位技术,航空重力测量、卫星遥感、北斗系统等被全面引入。第二,是珠峰高程测量的“数据突破”,这次珠峰高程测量拟开展的航空重力测量、峰顶重力测量、峰顶周边地区重力加密测量,将会全面提升珠峰高程测量“起算面”(大地水准面) 的精度,将获得历史最高精度的珠峰高程测量结果,例如航空重力测量数据的引入,将会使区域大地水准面的精度提高 30%左右。而首次将卫星遥感测量引入,能完成珠峰实景三维场景数据产品和珠峰地区山地冰川变化监测。第三,随着我国测绘国产仪器装备水平的不断提升,2020珠峰高程测量的主力仪器装备如卫星定位、重力、超远距离测距等仪器装备都是以国产仪器为主的。

  我国测绘技术工作取得了哪些发展?

  张鹏:

  与15年前相比,我国基础测绘工作取得了长足的进展,国家现代测绘基准体系初步建成,国家基础地理信息数据库动态更新体系逐步完善,遥感影像获取应用及时有效。

  国家现代测绘基准体系初步建成。构建了由360座基站组成的国家卫星导航定位基准站网和由4500点组成的卫星大地控制网,组成新一代国家大地基准框架。布设12.6万公里的国家一等水准网,新建、改建26327个高程控制点,形成国家现代高程基准框架。新建50个国家重力基准点,完成100次绝对重力测量,进一步完善了国家重力基准体系。建设国家测绘基准管理服务系统,实现了测绘基准数据传输、存储、处理、服务一体化和实时化。国家现代测绘基准工程的实施,显著提升了我国大地基准、高程基准和重力基准的现势性、完整性,初步构建了高精度、三维、动态的现代化测绘体系,改变了传统繁重的测绘作业模式,极大地提升了测绘生产效率,测绘基准保障服务能力实现历史性飞跃。

  全国卫星导航定位“一张网”服务初步建成。为加强测绘基准的动态维持,提供高精度卫星导航定位服务,原国家测绘地理信息局统筹国家及各省级测绘地理信息部门和地震、气象等部门建设的2300余座基准站资源,于2017年构建了由2700座站点组成的卫星导航定位基准站网。建成了1个国家数据中心和30个省级数据中心,共同组成全国卫星导航定位基准服务系统。该系统是目前我国规模最大、覆盖范围最广的导航定位服务系统,能够兼容北斗、GPS、格洛纳斯、伽利略等卫星导航系统信号,具备了面向公众的实时亚米级导航定位和面向专业用户的厘米级毫米级定位服务能力。

  国家基础地理信息数据库动态更新体系逐步完善。构建了国家基础地理信息数据库动态更新与联动更新技术体系,建立了基于数据库增量更新和联动更新的技术方法和工艺流程,形成了国家与省级测绘地理信息部门优势互补、测绘地理信息部门与相关部门合作共赢的良好局面。每年对覆盖全国陆地国土的1:5万基础地理信息数据库进行更新,重点要素现势性保持在1年内,一般要素现势性保持在2至3年内,每年推出一版最新的数据库成果。基于1:5万数据库增量信息,实现了1:25万和1:100万基础地理信息数据库联动更新,进一步丰富了数据内容,保持了数据现势性,更好地为各界提供及时、准确、全面的测绘地理信息服务。

  遥感影像获取应用及时有效。国家基础航空航天遥感影像成果是测制和更新国家基本比例尺地形图、建设和更新国家基础地理信息数据库的重要信息源,也是测绘地理信息部门服务经济社会发展的基础地理信息资源。十二五期间测绘地理信息部门积极争取相关部门的支持,大力推进共建共享,完善影像采购政策,充分调动各方积极性参与影像采集,逐步完善遥感影像获取体制机制,累计获取航空摄影资料375万平方公里、5米分辨率卫星影像102万平方公里、优于2米分辨率卫星影像244万平方公里,为经济社会发展提供了及时有效的遥感影像保障服务。

 1998年珠峰测量,队员通过仪器观测。 1998年珠峰测量,队员通过仪器观测。

  地理信息中心如何服务保障这次测量工作?做了哪些准备?进展如何?

  张鹏:

  国家基础地理信息中心在此次测量工作中承担珠峰周边GNSS基准站的数据处理分析工作,以及珠峰监测网的对算分析工作。这两项工作是珠峰测量平面起算的关键,为珠峰交会测量和峰顶测量提供基准保障。地理信息中心已经安排西藏地区的GNSS基准站做好此次珠峰测量的观测工作,尤其是珠峰大本营的基准站,确保测量期间基准站的正常运行。同时地理信息中心一直负责全国GNSS基准站的处理分析工作,在技术储备、能力储备上都做好了准备。

  珠峰高程测量分三个阶段

  为何每次珠峰高程复测工作都持续较长时间?

  党亚民:

  这是一个很专业的问题。近30年来,随着卫星导航定位技术的广泛应用,世界各国的科学家也开展了相关珠峰高程测量的科学研究工作,这些科学家在登山队帮助下,通过卫星导航定位接收机测量珠峰高度,通过简单计算,就对外宣称自己获得了最新的珠峰高程结果。实际上,通过这种快速测量方式获得的珠峰高程测量结果,只能认定为科学研究成果。因为这种测量方式只抓住了珠峰峰顶测量的环节,却忽视了将这个峰顶测量结果归算到海拔起算面这个重要的环节,因此精度有一定局限性,也不具备权威性。此外,快速测量方法手法单一,缺少检核,因此结果的准确性也存有疑问。

  一个权威的珠峰高程测量成果,必须是一个长时间准备和施 测的综合性测绘工程。同时,要保证珠峰高程测量结果必须是准确的、精确的,同时具有权威性。

 1968年珠峰测量。 1968年珠峰测量。

  为了保证珠峰高程测量成果的准确、精确和权威性,就必须 将国家珠峰高程测量纳入到国家的坐标基准和高程基准内。这就需要开展珠峰地区的坐标控制网测量,和国家高程基准传递任务,同时需要开展不同测量技术获得的珠峰高程测量结果的比对检核,确保成果的准确性。同时,要利用各种大地测量数据精化海拔高程计算的起算点和起算面,确保测量成果的精确性。因此珠峰高程测量是一个长时间的、系统的综合性工程任务。

  那这次珠峰高程测量主要有哪几个阶段?

  党亚民:

  整体上说,珠峰高程测量包括四个阶段:一是前期的坐标控制网和高程基准传递测量;二是峰顶的“会战”测量;三是珠峰高程测量数据处理和检核;四是珠峰高程测量成果的认定和发布。

  这次测量除了获取海拔高程外,还能完成哪些成果?

  党亚民:

  除了海拔高程,2020 珠峰高程测量还将获得珠峰地区最新的高精度大地水准面模型,结合 2015年尼泊尔大地震,开展大地震对珠峰高程的影响、以及珠峰地区地壳形变监测分析。除此之外,还将获得珠峰山地冰川时空变化特征分析成果,生产珠峰地区10米格网的数字地表模型数据和基于国产卫星的正射影像数据产品,制作实景三维场景数据产品。

  根据现有的资料,珠峰高度变化的趋势是什么?造成这些变化的原因有哪些?

  党亚民:

  珠穆朗玛峰本身是印度板块与欧亚板块发生碰撞导致喜马拉雅山脉和青藏高原隆升的产物。从地质学观点,这种隆升趋势目前虽已变缓,但仍在持续。因此,珠峰高度整体的变化趋势应该是升高的,当然,这种推断是根据百万年为时间单位的地质事件实现的。现代大地测量技术则可以对珠峰及其周边地区的形变,以年或者数十年为时间单位,在水平和垂直方向开展精确监测,这对整个喜马拉雅山脉和青藏高原的隆升机制和变化趋势研究具有十分重要的支撑作用。但如前面提到的,由于时间单位不同,两者的结果存在差异或者不一致是正常的。尤其大地震发生,会使地球局部地区的地表形状和地貌发生明显变化,这也是大地震发生后,需要重新测量珠峰高度,并对珠峰周边地区开展形变监测的意义所在。

  珠峰高程测量结果预计9、10月份完成成果计算

  测绘与我们的日常生活有何关系?与我们每个人息息相关吗?

  张鹏:

  测绘与人们的日常生活密切相关,特别是在住和行方面,与人的生活密切相关。比如“住”,住就牵涉到建房子,必须先有基本地形图,才能进行规划、设计和报建,而这个基本地形图得由测绘人员经过测量后才能制作。基本地形图的作用,还在于定下了施工的基准点,依照这个基准点才能算出施工的填方和土方。此外,在房屋面积的丈量方面,测绘单位也能提供相关的服务。

  再比如“行”,GPS导航定位为人们出行提供了非常便利的条件。近年来,与“行”相关的位置服务随着互联网实现了爆发式增长,地图、导航、微信等应用吸引上亿用户,既为百姓生活出行提供着极大的便利,也促进了卫星导航系统的深入应用。公众位置服务(LBS,Location Based Services)是结合移动通信网络和定位技术提供的一种增值业务,通过定位技术获得移动终端的位置信息,提供你在哪里(空间信息)、你和谁在一起(社会信息)、附近有什么资源(信息查询)等功能的服务。

  作为公众位置服务平台,各种地图软件供应商已经面向百姓提供了丰富多彩的导航位置服务,主要包括三大类应用:第一大类是传统位置服务,如地图查询、位置信息查询等;第二大类是将生活的各个方面互联工具类应用,如导航,点评等各种生活服务应用;第三大类应用是位置交友。由于引入了位置信息,可以将虚拟的网络关系转换为线下的真实关系,吸引更多的线上线下用户。这些位置服务在带动了定位技术和智能设备的发展同时,更方便和拓展了大众的日常生活。同时这些位置服务也主要需要卫星导航定位服务平台提供更高精度的差分信号。

  我国测绘系统已建成了全国约2300个GNSS连续运行基准站组成的卫星导航定位服务平台,可向大众提供米级到厘米级高精度导航定位服务。当前车载的导航采用的是GPS卫星信号,定位精度只能达到10m左右,远不能满足车道级导航以及未来自动驾驶的需要。而如果采用卫星导航定位服务平台提供的高精度差分信号,则有望达到1m到cm级别不同定位精度,实现高精度导航定位服务。结合公众位置服务平台,将可提供亿级用户开展全国范围内的高精度应用。

  此次珠峰高程测量的结果大概何时公布?

  党亚民:

  最终的测量结果将估计会在 2020 年下半年公布。顺利的话,2020 年 9、10 月份应该可以完成成果计算,但正式发布要等国家有关部门官方消息。因为珠峰高程测量是多种技术手段的综合应用过程,最终公布的海拔高度,是对多种数据进行综合处理的结果,在对数据分析、处理的基础上,还要进行理论研究、严密计算和反复验证,才能确定珠峰精确高程。此外,温度、气压、折光环境等因素都会对测量产生影响,科学家需要通过复杂的计算消除误差,得到精确的珠峰高程。这是一个系统工程,大概需要2到3个月时间。最后还要经过一定的审核程序,才会得出珠峰的确切“身高”。

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2020珠峰冲顶测量开启

责任编辑:张迪

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