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5月27日，2020珠峰高程測量登山隊(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高?山峰高度的測量是世界性難題嗎?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，能用無人機(jī)等設(shè)備代替人工進(jìn)行測高嗎?測量珠峰高程有什么意義?記者請專家解答了幾個(gè)關(guān)于珠峰測高的熱點(diǎn)問題。

山峰高度的測量是世界性難題嗎?

“山峰測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。測量華山或者黃山高程的難度與測量珠峰顯然不可同日而語。”2020珠峰高程測量技術(shù)協(xié)調(diào)組成員、中國測繪科學(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，對儀器設(shè)備、人員操作都有非常高的要求。”

實(shí)際上，從全球來看，測量山峰的高度，一般還是采用傳統(tǒng)大地測量與高精度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)大地測量主要采用交會與三角高程測量，通過測距、測角，由勾股定理測算出山峰高度，結(jié)合外圍的水準(zhǔn)測量，將該國的海拔高程傳遞到交會點(diǎn)上。在衛(wèi)星定位技術(shù)出現(xiàn)以后，測量隊(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>

中國登山隊(duì)隊(duì)長王勇峰曾表示，在珠峰峰頂每多待一分鐘，安全風(fēng)險(xiǎn)就會增加一分。在此次登頂測量中，為保證測量數(shù)據(jù)質(zhì)量，8名測量登山隊(duì)隊(duì)員在峰頂停留150分鐘。為了豎立測量覘標(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)長非常有限。”蔣濤說，測量登山隊(duì)員要在較短的時(shí)間內(nèi)在峰頂豎立起測量覘標(biāo)，使用GNSS接收機(jī)采集北斗及其他導(dǎo)航衛(wèi)星的信號進(jìn)行高精度定位測量，使用雪深雷達(dá)探測峰頂20平方米左右面積的雪深，并進(jìn)行重力測量，“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，登頂測量的數(shù)據(jù)質(zhì)量非常好，同時(shí)交會測量也順利開展，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。”蔣濤說，“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。”

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

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

“珠峰高程測量，難就難在珠峰峰頂?shù)臉O端環(huán)境，使得無人機(jī)或者機(jī)器人無法正常工作。除此之外，許多精密測量儀器需要作業(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，無人機(jī)或者機(jī)器人無法代替人工作業(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。”蔣濤說，我國在1975年和2005年兩次測得珠峰高程是8848.13米和8844.43米，精度達(dá)到厘米級，“而且這些遙感手段只能測出雪頂?shù)母叱蹋墙?jīng)雪深雷達(dá)探測后得到的高精度巖面高程”。

黨亞民介紹說，國外測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的方法來測量，這種方法精度會提高一些，但依然難以與我國的測量方法相比。“因?yàn)槲覈捌谧隽舜罅炕A(chǔ)測繪工作，從而保證了高程基準(zhǔn)面的精確。”黨亞民說。

時(shí)隔15年，為何要再測珠峰高程?

“重測珠峰高程，一般有兩個(gè)重要原因，一是珠峰高度發(fā)生了變化;二是珠峰測量技術(shù)也有了大的飛躍，新技術(shù)可以明顯提升珠峰測量精度。”黨亞民說，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)動一直非常活躍，從我國2005珠峰高程測量至今已過去15年，在此期間的地殼運(yùn)動，可能會對珠峰高程產(chǎn)生影響。

2015年4月，尼泊爾發(fā)生了里氏8.1級地震，這次地震對珠峰高程的影響在國際上引發(fā)爭議，重測珠峰高度也成為全球一個(gè)新的熱點(diǎn)話題。“與我國前兩次權(quán)威的珠峰高程測量相比，2020珠峰高程測量是我國全面開展的一次綜合珠峰高程測量活動，得到了國家和相關(guān)部門的高度重視，展示了我國負(fù)責(zé)任大國的形象。”黨亞民介紹，此外，結(jié)合珠峰高程測量開展與珠峰地區(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，我國測繪科技水平也取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。“尤其是2005年至今，這種進(jìn)步更加明顯。”蔣濤說，“1975年，中國人首次將測量覘標(biāo)矗立于珠峰之巔，用交會測量手段精確測得珠峰海拔高程為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，我們采用了傳統(tǒng)大地測量與衛(wèi)星測量結(jié)合的技術(shù)方法，并首次在峰頂測量中利用冰雪雷達(dá)測量冰雪厚度，但當(dāng)時(shí)主要的設(shè)備都是進(jìn)口的。”

“珠峰高程測量的任務(wù)下達(dá)后，最開始我們還是有些擔(dān)心，國產(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，包括對各種設(shè)備的檢測，我們對國產(chǎn)儀器的信心越來越強(qiáng)了。”

“我們測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，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)性野外測量任務(wù)，確保我們珠峰高程測量的基準(zhǔn)點(diǎn)和海拔高程起算面是全世界最好的。”黨亞民說，在2017年召開的珠峰高程測量國際研討會上，我國展示的全面、先進(jìn)的珠峰高程測量方法和技術(shù)手段，得到了與會多國的認(rèn)可。我國珠峰高程測量和測繪綜合科學(xué)技術(shù)水平，已經(jīng)走到了世界前列。

版式設(shè)計(jì)：蔡華偉

谷業(yè)凱 袁 泉