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2020年珠峰高程測量登山隊登頂成功。

1975年，我國首次將一個高3.5米的紅色金屬測量覘標矗立于珠峰之巔；2005年，珠峰測量首次采用衛(wèi)星大地測量技術(shù)和雪深雷達測量技術(shù)，首次獲得了珠峰巖面高程；2020年，北斗衛(wèi)星和國產(chǎn)測繪裝備擔綱主力，我國首次在珠峰地區(qū)開展航空重力測量，并將重力測量推到頂峰。

8848.13米、8844.43米、8848.86米——三個數(shù)字記錄著珠峰的“身高”變化，更鐫刻著中國測繪科技半個世紀的躍遷軌跡。從模擬測繪時代的三角高程測量到數(shù)字時代的衛(wèi)星遙感，從人工計算到智能解算，每一次數(shù)據(jù)修正的背后，不僅是測繪精度的量變，更是技術(shù)范式的質(zhì)變。

丈量世界之巔

50年來，中國測繪工作者一次次挑戰(zhàn)世界之巔，刷新珠峰測繪紀錄，嘗試用新技術(shù)量出更準確的珠峰高程。

新中國成立之初，中央人民政府提出了“精確測量珠峰高度，繪制珠峰地區(qū)地形圖”的要求。1966年，我國珠峰高程測量拉開帷幕。1966年~1968年，國家兩次組隊在珠峰地區(qū)建立了高質(zhì)量的平面坐標和高程控制網(wǎng)，開展三角、水準、天文、重力等測量工作，為此后的珠峰高程測量奠定了堅實基礎(chǔ)。

“目前為止，我國官方珠峰高程測量共開展了三次，分別在1975年、2005年和2020年，這三次珠峰測量也都是測量技術(shù)發(fā)展的代表性臺階?！?020珠峰高程測量技術(shù)協(xié)調(diào)組組長、中國測繪科學研究院首席研究員黨亞民說。

1975年，測量隊員在交匯點進行測量觀測。

1975年珠峰高程測量是中國首次自主完成的珠峰精確測量。測量隊員把大地控制網(wǎng)推向珠峰北麓，并在北坳完成了海拔7050米處的重力測量和航測調(diào)繪任務(wù)。5月27日，登山測量隊員在珠峰頂峰設(shè)置了測量覘標——這是人類歷史上首次將覘標帶到珠峰峰頂。當時精確測得珠峰海拔高程為8848.13米，正式對外發(fā)布后獲得國際社會認可，成為此后30年的珠峰海拔權(quán)威數(shù)據(jù)。

“這是全球傳統(tǒng)大地測量方法測定珠峰高程的‘天花板’?！秉h亞民表示，1975年珠峰高程測量采用傳統(tǒng)的經(jīng)典測量法，以三角高程測量方法為基礎(chǔ)，配合水準測量、三角測量、導線測量等方法獲得有效數(shù)據(jù)，并在距珠峰極近的地區(qū)開展了充分的天文測量和重力測量，將測量結(jié)果精確地歸算到大地水準面。此外，我國測繪科學家通過精密的計算和實地測量，計算出了大氣折光系數(shù)，確保了珠峰高程測量的準確性。

20世紀90年代，全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)的興起開創(chuàng)了衛(wèi)星精準定位的新時代。此時我國正值從傳統(tǒng)模擬測繪技術(shù)體系向現(xiàn)代數(shù)字化測繪技術(shù)體系轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時期。測繪部門積極應(yīng)用遙感、全球衛(wèi)星定位和地理信息系統(tǒng)技術(shù)對傳統(tǒng)測繪技術(shù)體系進行現(xiàn)代化改造。

2005年，為獲得更為權(quán)威、精準的珠峰高程數(shù)據(jù)，我國決定再次對珠峰高程進行測量。在中國科學院院士陳俊勇的倡導下，此次測量綜合利用以GPS、雪深雷達、大地水準面精化為代表的現(xiàn)代大地測量技術(shù)，結(jié)合傳統(tǒng)大地測量測高技術(shù)，不僅布設(shè)了GPS控制網(wǎng)，實現(xiàn)了峰頂同觀測站聯(lián)測，并使用雷達探測儀對冰雪層進行測量，獲得了歷史上首個精確的珠峰巖石面海拔高程，實現(xiàn)了珠峰高程測量的重大歷史突破。

2005年，測量隊員用T3經(jīng)緯儀對珠峰進行觀測。

這次時隔30年的珠峰高程測量，創(chuàng)下了多項紀錄：第一次將現(xiàn)代大地測量技術(shù)與經(jīng)典大地測量技術(shù)等多種技術(shù)集中展現(xiàn)在珠峰地區(qū)；第一次獲得了珠峰峰頂長時間、高質(zhì)量的GPS觀測數(shù)據(jù)；第一次使用雪深雷達探測儀取代人工插桿測量，精確測得峰頂冰雪深度……

進入新世紀以來，我國數(shù)字化測繪技術(shù)日臻成熟，開始向信息化測繪邁進。這一時期，2000國家大地坐標系投入使用，國家現(xiàn)代基準體系建成，極大提升了測繪生產(chǎn)效率；民用高分辨率立體測繪衛(wèi)星——資源三號01、02星成功發(fā)射；自主研發(fā)的國內(nèi)首套機載雷達測圖系統(tǒng)、傾斜相機、無人機航攝等大批核心技術(shù)裝備投入使用；研制了北斗衛(wèi)星導航定位芯片，北斗導航衛(wèi)星系統(tǒng)成功組網(wǎng)。

2015年尼泊爾發(fā)生8.1級大地震，珠峰高度再次引起全世界關(guān)注。2019年，中尼兩國發(fā)表聯(lián)合聲明，明確提出“雙方將共同發(fā)布珠峰高程并開展科研合作?！彪S后，中尼兩國科學家團隊制定了詳細的珠峰高程測量方案，我國組織實施了2020珠峰高程測量工程。

自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局自然資源航空物探遙感中心使用“航空地質(zhì)一號”飛機執(zhí)行航空重力測量任務(wù)。

此次珠峰高程測量不僅首次在北坡開展航空重力測量，填補了珠峰地區(qū)航空重力測量的空白，測量面積達到了1.25萬平方千米，還實現(xiàn)了人類首次在珠峰峰頂開展重力測量，顯著提升了珠峰地區(qū)大地水準面的精度，為珠峰高程測量提供了歷史最好的海拔高程起算基準。

另一個重大突破是，這次測量運用我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，并發(fā)揮了主力軍作用。而且，中方團隊首次全面啟用國產(chǎn)測量裝備，自主研發(fā)的國產(chǎn)北斗接收機、超長距離光電測距儀、雪深雷達探測儀、峰頂重力儀等儀器裝備在此次測量中大顯神威。

此外，2020珠峰高程測量不僅首次利用航空遙感和激光雷達獲取了峰頂高精度三維地形，對珠峰測高進行有效檢核，還將5G和北斗結(jié)合，實現(xiàn)了北斗二號、北斗三號衛(wèi)星信號同時接收、實時解析和質(zhì)量預評估。而北斗與GPS數(shù)據(jù)融合，則有效提升了精度和可靠性。

據(jù)統(tǒng)計，2020珠峰高程測量收集了珠峰及鄰近地區(qū)一百多萬平方千米最新地形數(shù)據(jù)，總量達1.44億條，遠遠超過2005年。為應(yīng)對這一海量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理技術(shù)團隊創(chuàng)新性地引入新技術(shù)、新方法、新設(shè)備，在計算速度和準確性方面均有較大突破。

經(jīng)綜合評估，2020珠峰高程測量的科學性、可靠性、創(chuàng)新性較2005年明顯提高。

1975年、2005年和2020年，珠峰的“身高”越來越精確。

黨亞民告訴記者，1975年我國主要利用光學測量為代表的傳統(tǒng)大地測量技術(shù)開展珠峰測量，綜合考慮了各種誤差影響，開展了各種測量和野外數(shù)據(jù)獲取，通過嚴謹?shù)臄?shù)據(jù)處理，實現(xiàn)了±0.35米的測量精度。2005年，全球衛(wèi)星定位技術(shù)的應(yīng)用使峰頂大地高測量精度顯著提升。但由于珠峰區(qū)域重力數(shù)據(jù)不足，大地水準面精度受限，整體精度提升主要體現(xiàn)在峰頂測量環(huán)節(jié)，測量精度為±0.21米。2020年則實現(xiàn)了全面突破，通過開展航空重力測量和峰頂重力測量，全面提升了珠峰高程測量海拔起算面精度，使整體測量精度達到歷史最高的±0.05米。

2020年，測量隊員在調(diào)試GNSS接收機。

筑牢科技之基

從±0.35米、±0.21米到±0.05米，珠峰高程精度提升的背后是測量技術(shù)的跨越式發(fā)展。

在黨亞民看來，珠峰高程測量可謂測繪地理信息科技競技最具挑戰(zhàn)也是最殘酷的實驗場。

“這類國家任務(wù)包括符合珠峰特殊環(huán)境的專業(yè)技術(shù)方案設(shè)計，高質(zhì)量的外業(yè)測量、可靠的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理、高精度儀器裝備保障。其中許多儀器裝備沒有現(xiàn)成的，甚至國外進口也沒有，迫使研發(fā)人員必須根據(jù)任務(wù)需要，在前期技術(shù)積累基礎(chǔ)上，實現(xiàn)技術(shù)突破和創(chuàng)新。”他介紹，珠峰測量數(shù)據(jù)是一個綜合大地測量系統(tǒng)，不同源數(shù)據(jù)、不同期數(shù)據(jù)需要融合，促使科研人員必須以創(chuàng)新為引領(lǐng)，構(gòu)建新的軟件處理平臺，確保獲取高精度的成果。

珠峰“身高”的每一次變化，同樣離不開中國測繪“科技地基”的支撐。

50年來，我國從以光學儀器為標志的傳統(tǒng)測繪技術(shù)體系，到以航空航天遙感、衛(wèi)星導航定位、地理信息系統(tǒng)為核心的數(shù)字化測繪技術(shù)體系，再到建立信息化測繪技術(shù)體系、向智能化測繪轉(zhuǎn)型升級，測繪生產(chǎn)力水平實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，“工具箱”里可用的新技術(shù)和新裝備越來越多。

50載風雨兼程，中國測繪科技工作者接續(xù)奮斗，在空間基準構(gòu)建、衛(wèi)星導航定位、智能測繪裝備等關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)性突破，為中國測繪科技發(fā)展打下了自主創(chuàng)新的樁基。

近年來，我國大地測量與空間定位技術(shù)取得重大成果，攝影測量與遙感技術(shù)體系基本形成，3S集成技術(shù)與地理信息產(chǎn)業(yè)蓬勃興起，空間地理數(shù)據(jù)資源持續(xù)豐富。

在大地基準方面，我國建成了2000國家大地坐標系，達到世界先進水平，全球參考框架也實現(xiàn)“并跑”；國產(chǎn)航攝儀基本實現(xiàn)國產(chǎn)替代，無人機航空攝影系統(tǒng)、地理信息平臺軟件等產(chǎn)品步入國際先進行列；我國遙感衛(wèi)星數(shù)量僅次于美國，居世界第二；2020年6月23日，北斗全球?qū)Ш较到y(tǒng)星座全面完成部署，已具備全球服務(wù)能力；2023年，全球首顆互聯(lián)網(wǎng)智能遙感衛(wèi)星——珞珈三號智能衛(wèi)星升空……

中國工程院院士劉先林回憶，早期，我國航測儀器完全依賴進口，很長一段時間僅能開展正射影像采集工作，甚至連一幅圖都難以完成測量。然而，從解析測圖階段開始，我國實現(xiàn)了重大突破，不僅完全擺脫對進口儀器的依賴，還將國產(chǎn)儀器大量出口國外。進入全數(shù)字攝影測量工作站時代，國內(nèi)市場已完全由國產(chǎn)設(shè)備主導，出口范圍進一步擴大。而到了實景三維傾斜攝影階段，我國在該領(lǐng)域更是實現(xiàn)對眾多國際知名企業(yè)的超越。

劉先林目前正在研究平流層無人機可見光對地觀測、超低軌衛(wèi)星對地觀測以及混凝土壩的高精度、高頻度變形監(jiān)測。“這些研究成果將會處于全球領(lǐng)先水平?！彼判氖?。

一路走來，從跟跑、并跑到領(lǐng)跑，中國測繪地理信息科技堅持自主創(chuàng)新，不斷突破技術(shù)壁壘。

激活時空智能

珠峰高程測量無疑是國家測繪科技實力的綜合展示。它既是科技創(chuàng)新的“磨刀石”，也是事業(yè)發(fā)展的“催化劑”。

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等新一代信息技術(shù)與測繪地理信息技術(shù)的深度融合，智能化測繪正迎來革命性突破。智能化測繪技術(shù)利用人工智能算法對海量的地理信息數(shù)據(jù)進行快速處理和分析，能夠自動識別和提取地理要素，大大提高測繪工作的效率和精度。當前，智能化測繪技術(shù)已在實景三維中國建設(shè)、國土空間規(guī)劃、應(yīng)急測繪保障等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力，未來還將為數(shù)字中國建設(shè)提供強大的時空信息底座。

“要努力推進和實現(xiàn)空天地海無所不在的時空智能?！敝袊茖W院院士、中國工程院院士李德仁提出，在當今萬物互聯(lián)和人工智能時代，時空數(shù)據(jù)獲取、處理、信息提取與知識挖掘需要走向智能。時空智能涵蓋深空、空天、空地、水下、社會經(jīng)濟學、醫(yī)學等領(lǐng)域，深空時空智能可服務(wù)月球與火星智能探測，空天時空智能表現(xiàn)為無所不在的PNT（定位、導航、授時）和PNTCR（通導遙一體化天基信息實時服務(wù)系統(tǒng)），空地時空智能包括無人機與移動測量機器人，水下時空智能包括無人攝影測量與遙感、地形測繪。

2024年上半年，自然資源部組織來自科研院所、高校和企業(yè)的專家，從時空基準技術(shù)、時空動態(tài)感知技術(shù)、時空建模技術(shù)、時空智能技術(shù)等方向，勾勒出我國測繪地理信息科技的發(fā)展圖譜與未來走向。

針對關(guān)鍵技術(shù)存在的“卡脖子”等問題，科研團隊在不同領(lǐng)域展開探索，取得了一系列突破性進展。

如在全域綜合時空基準與位置服務(wù)方面，北京航空航天大學團隊采用“北斗偽衛(wèi)星相位差分定位+慣導輔助定位+位置校正”，實現(xiàn)室內(nèi)精準亞米級定位。中國測繪科學研究院團隊研發(fā)了“北斗+穿戴式”綜合定位平臺，并面向國家空間基準與全球位置服務(wù)體系建設(shè)重大需求，牽頭研制了我國首套集定位、導航、授時、通信（PNTC）等功能于一體的海洋綜合時空體系裝備，建立了我國首個深海大地基準與水下PNT試驗網(wǎng)。在全域動態(tài)感知方面，武漢大學團隊研制了自主飛行測量機器人。與此同時，產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新的實景三維技術(shù)，正在推動地理實體建模向自動化、智能化方向快速發(fā)展。

“我國測繪地理信息科技正朝著智能化方向加速轉(zhuǎn)型，預計2035年前完成從數(shù)字化到智能化測繪的技術(shù)轉(zhuǎn)型升級?！敝袊鴾y繪科學研究院院長燕琴介紹，面向新時期國家高質(zhì)量發(fā)展需求，未來測繪科技將聚焦建設(shè)完善更加泛在、融合、智能的綜合時空體系、發(fā)展“空天地海網(wǎng)”多維空間全要素感知技術(shù)、構(gòu)建權(quán)威統(tǒng)一的三維數(shù)字空間、建立以“大算力+大數(shù)據(jù)+大模型”為基礎(chǔ)的時空基礎(chǔ)設(shè)施、打造時空智能計算引擎（大腦）、完善時空信息全生命周期智能安全監(jiān)管體系、聚焦國家重大需求開展前沿探索、加強與人工智能等學科的深度融合等開展重點攻關(guān)。

從“中國高度”到“世界精度”，中國測繪科技勇攀高峰的步伐永不停歇。(呂苑鵑)

該文章轉(zhuǎn)自自然資源報