1975年，我國(guó)首次將一個(gè)高3.5米的紅色金屬測(cè)量覘標(biāo)矗立于珠峰之巔；2005年，珠峰測(cè)量首次采用衛(wèi)星大地測(cè)量技術(shù)和雪深雷達(dá)測(cè)量技術(shù)，首次獲得了珠峰巖面高程；2020年，北斗衛(wèi)星和國(guó)產(chǎn)測(cè)繪裝備擔(dān)綱主力，我國(guó)首次在珠峰地區(qū)開(kāi)展航空重力測(cè)量，并將重力測(cè)量推到頂峰。

8848.13米、8844.43米、8848.86米——三個(gè)數(shù)字記錄著珠峰的“身高”變化，更鐫刻著中國(guó)測(cè)繪科技半個(gè)世紀(jì)的躍遷軌跡。從模擬測(cè)繪時(shí)代的三角高程測(cè)量到數(shù)字時(shí)代的衛(wèi)星遙感，從人工計(jì)算到智能解算，每一次數(shù)據(jù)修正的背后，不僅是測(cè)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(lái)，中國(guó)測(cè)繪工作者一次次挑戰(zhàn)世界之巔，刷新珠峰測(cè)繪紀(jì)錄，嘗試用新技術(shù)量出更準(zhǔn)確的珠峰高程。

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

“目前為止，我國(guó)官方珠峰高程測(cè)量并發(fā)布了三次，分別在1975年、2005年和2020年，這三次珠峰測(cè)量也都是測(cè)量技術(shù)發(fā)展的代表性臺(tái)階。”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)研究院首席研究員黨亞民說(shuō)。

1975年珠峰高程測(cè)量是中國(guó)首次自主完成的珠峰精確測(cè)量。測(cè)量隊(duì)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(cè)量和航測(cè)調(diào)繪任務(wù)。5月27日，登山測(cè)量隊(duì)員在珠峰頂峰設(shè)置了測(cè)量覘標(biāo)——這是人類歷史上首次將覘標(biāo)帶到珠峰峰頂。當(dāng)時(shí)精確測(cè)得珠峰海拔高程為8848.13米，正式對(duì)外發(fā)布后獲得國(guó)際社會(huì)認(rèn)可，成為此后30年的珠峰海拔權(quán)威數(shù)據(jù)。

1975年珠峰高程測(cè)量登頂成功。

“這是全球傳統(tǒng)大地測(cè)量方法測(cè)定珠峰高程的‘天花板’。”黨亞民表示，1975年珠峰高程測(cè)量采用傳統(tǒng)的經(jīng)典測(cè)量法，以三角測(cè)量方法為基礎(chǔ)，配合水準(zhǔn)測(cè)量、三角測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量等方法獲得有效數(shù)據(jù)，并在距珠峰極近的地區(qū)開(kāi)展了充分的天文測(cè)量和重力測(cè)量，將測(cè)量結(jié)果精確地歸算到大地水準(zhǔn)面。此外，我國(guó)測(cè)繪科學(xué)家通過(guò)精密的計(jì)算和實(shí)地測(cè)量，計(jì)算出了大氣折光系數(shù)，確保了珠峰高程測(cè)量的準(zhǔn)確性。

20世紀(jì)90年代，全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)的興起開(kāi)創(chuàng)了衛(wèi)星精準(zhǔn)定位的新時(shí)代。此時(shí)我國(guó)正值從傳統(tǒng)模擬測(cè)繪技術(shù)體系向現(xiàn)代數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)體系轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時(shí)期。測(cè)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(duì)傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)體系進(jìn)行現(xiàn)代化改造。

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

這次時(shí)隔30年的珠峰高程測(cè)量，創(chuàng)下了多項(xiàng)紀(jì)錄：第一次將現(xiàn)代大地測(cè)量技術(shù)與經(jīng)典大地測(cè)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(zhǎng)時(shí)間、高質(zhì)量的 GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)；第一次使用雪深雷達(dá)探測(cè)儀取代人工插桿測(cè)量，精確測(cè)得峰頂冰雪深度……

進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)日臻成熟，開(kāi)始向信息化測(cè)繪邁進(jìn)。這一時(shí)期，2000國(guó)家大地坐標(biāo)系投入使用，國(guó)家現(xiàn)代基準(zhǔn)體系建成，極大提升了測(cè)繪生產(chǎn)效率；民用高分辨率立體測(cè)繪衛(wèi)星——資源三號(hào)01、02星成功發(fā)射；自主研發(fā)的國(guó)內(nèi)首套機(jī)載雷達(dá)測(cè)圖系統(tǒng)、傾斜相機(jī)、無(wú)人機(jī)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(dǎo)航定位芯片，北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)成功組網(wǎng)。

2015年尼泊爾發(fā)生8.1級(jí)大地震，珠峰高度再次引起全世界關(guān)注。2019年，中尼兩國(guó)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(kāi)展科研合作。”隨后，中尼兩國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)制定了詳細(xì)的珠峰高程測(cè)量方案，我國(guó)組織實(shí)施了2020珠峰高程測(cè)量工程。

此次珠峰高程測(cè)量不僅首次在北坡開(kāi)展航空重力測(cè)量，填補(bǔ)了珠峰地區(qū)航空重力測(cè)量的空白，測(cè)量面積達(dá)到了1.25萬(wàn)平方千米，還實(shí)現(xiàn)了人類首次在珠峰峰頂開(kāi)展重力測(cè)量，顯著提升了珠峰地區(qū)大地水準(zhǔn)面的精度，為珠峰高程測(cè)量提供了歷史最好的海拔高程起算基準(zhǔn)。

另一個(gè)重大突破是，這次測(cè)量運(yùn)用我國(guó)自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，并發(fā)揮了主力軍作用。而且，中方團(tuán)隊(duì)首次全面啟用國(guó)產(chǎn)測(cè)量裝備，自主研發(fā)的國(guó)產(chǎn)北斗接收機(jī)、超長(zhǎng)距離光電測(cè)距儀、雪深雷達(dá)探測(cè)儀、峰頂重力儀等儀器裝備在此次測(cè)量中大顯神威。

2020年，測(cè)量隊(duì)員正在調(diào)試國(guó)產(chǎn)雪深雷達(dá)探測(cè)儀。

此外，2020珠峰高程測(cè)量不僅首次利用航空遙感和激光雷達(dá)獲取了峰頂高精度三維地形，對(duì)珠峰測(cè)高進(jìn)行有效檢核，還將5G和北斗結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了北斗二號(hào)、北斗三號(hào)衛(wèi)星信號(hào)同時(shí)接收、實(shí)時(shí)解析和質(zhì)量預(yù)評(píng)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(jì)，2020珠峰高程測(cè)量收集了珠峰及鄰近地區(qū)一百多萬(wàn)平方千米最新地形數(shù)據(jù)，總量達(dá)1.44億條，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)2005年。為應(yīng)對(duì)這一海量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理技術(shù)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地引入新技術(shù)、新方法、新設(shè)備，在計(jì)算速度和準(zhǔn)確性方面均有較大突破。

經(jīng)綜合評(píng)估，2020珠峰高程測(cè)量的科學(xué)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(lái)越精確。

黨亞民告訴記者，1975年我國(guó)主要利用光學(xué)測(cè)量為代表的傳統(tǒng)大地測(cè)量技術(shù)開(kāi)展珠峰測(cè)量，綜合考慮了各種誤差影響，開(kāi)展了各種測(cè)量和野外數(shù)據(jù)獲取，通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)了±0.35米的測(cè)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(cè)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(zhǔn)面精度受限，整體精度提升主要體現(xiàn)在峰頂測(cè)量環(huán)節(jié)，測(cè)量精度為±0.21米。2020年則實(shí)現(xiàn)了全面突破，通過(guò)開(kāi)展航空重力測(cè)量和峰頂重力測(cè)量，全面提升了珠峰高程測(cè)量海拔起算面精度，使整體測(cè)量精度達(dá)到歷史最高的±0.05米。

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(cè)量技術(shù)的跨越式發(fā)展。

在黨亞民看來(lái)，珠峰高程測(cè)量可謂測(cè)繪地理信息科技競(jìng)技最具挑戰(zhàn)也是最殘酷的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)。

“這類國(guó)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(jì)，高質(zhì)量的外業(yè)測(cè)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(méi)有現(xiàn)成的，甚至國(guó)外進(jìn)口也沒(méi)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(shí)現(xiàn)技術(shù)突破和創(chuàng)新。”他介紹，珠峰測(cè)量數(shù)據(jù)是一個(gè)綜合大地測(cè)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(tái)，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(kāi)中國(guó)測(cè)繪“科技地基”的支撐。

50年來(lái)，我國(guó)從以光學(xué)儀器為標(biāo)志的傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)體系，到以航空航天遙感、衛(wèi)星導(dǎo)航定位、地理信息系統(tǒng)為核心的數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)體系，再到建立信息化測(cè)繪技術(shù)體系、向智能化測(cè)繪轉(zhuǎn)型升級(jí)，測(cè)繪生產(chǎn)力水平實(shí)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(lái)越多。

我國(guó)自主研制的測(cè)量覘標(biāo)。

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

近年來(lái)，我國(guó)大地測(cè)量與空間定位技術(shù)取得重大成果，攝影測(cè)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(zhǔn)方面，我國(guó)建成了2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，達(dá)到世界先進(jìn)水平，全球參考框架也實(shí)現(xiàn)“并跑”；國(guó)產(chǎn)航攝儀基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代，無(wú)人機(jī)航空攝影系統(tǒng)、地理信息平臺(tái)軟件等產(chǎn)品步入國(guó)際先進(jìn)行列；我國(guó)遙感衛(wèi)星數(shù)量?jī)H次于美國(guó)，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(hào)智能衛(wèi)星升空……

中國(guó)工程院院士劉先林回憶，早期，我國(guó)航測(cè)儀器完全依賴進(jìn)口，很長(zhǎng)一段時(shí)間僅能開(kāi)展正射影像采集工作，甚至連一幅圖都難以完成測(cè)量。然而，從解析測(cè)圖階段開(kāi)始，我國(guó)實(shí)現(xiàn)了重大突破，不僅完全擺脫對(duì)進(jìn)口儀器的依賴，還將國(guó)產(chǎn)儀器大量出口國(guó)外。進(jìn)入全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站時(shí)代，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)已完全由國(guó)產(chǎn)設(shè)備主導(dǎo)，出口范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。而到了實(shí)景三維傾斜攝影階段，我國(guó)在該領(lǐng)域更是實(shí)現(xiàn)對(duì)眾多國(guó)際知名企業(yè)的超越。

劉先林目前正在研究平流層無(wú)人機(jī)可見(jiàn)光對(duì)地觀測(cè)、超低軌衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)以及混凝土壩的高精度、高頻度變形監(jiān)測(cè)。“這些研究成果將會(huì)處于全球領(lǐng)先水平。”他信心十足。

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

激活時(shí)空智能

珠峰高程測(cè)量無(wú)疑是國(guó)家測(cè)繪科技實(shí)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(jì)算等新一代信息技術(shù)與測(cè)繪地理信息技術(shù)的深度融合，智能化測(cè)繪正迎來(lái)革命性突破。智能化測(cè)繪技術(shù)利用人工智能算法對(duì)海量的地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理和分析，能夠自動(dòng)識(shí)別和提取地理要素，大大提高測(cè)繪工作的效率和精度。當(dāng)前，智能化測(cè)繪技術(shù)已在實(shí)景三維中國(guó)建設(shè)、國(guó)土空間規(guī)劃、應(yīng)急測(cè)繪保障等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力，未來(lái)還將為數(shù)字中國(guó)建設(shè)提供強(qiáng)大的時(shí)空信息底座。

“要努力推進(jìn)和實(shí)現(xiàn)空天地海無(wú)所不在的時(shí)空智能。”中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)工程院院士李德仁提出，在當(dāng)今萬(wàn)物互聯(lián)和人工智能時(shí)代，時(shí)空數(shù)據(jù)獲取、處理、信息提取與知識(shí)挖掘需要走向智能。時(shí)空智能涵蓋深空、空天、空地、水下、社會(huì)經(jīng)濟(jì)學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，深空時(shí)空智能可服務(wù)月球與火星智能探測(cè)，空天時(shí)空智能表現(xiàn)為無(wú)所不在的 PNT（定位、導(dǎo)航、授時(shí)）和 PNTCR（通導(dǎo)遙一體化天基信息實(shí)時(shí)服務(wù)系統(tǒng)），空地時(shí)空智能包括無(wú)人機(jī)與移動(dòng)測(cè)量機(jī)器人，水下時(shí)空智能包括無(wú)人攝影測(cè)量與遙感、地形測(cè)繪。

2024年上半年，自然資源部組織來(lái)自科研院所、高校和企業(yè)的專家，從時(shí)空基準(zhǔn)技術(shù)、時(shí)空動(dòng)態(tài)感知技術(shù)、時(shí)空建模技術(shù)、時(shí)空智能技術(shù)等方向，勾勒出我國(guó)測(cè)繪地理信息科技的發(fā)展圖譜與未來(lái)走向。

針對(duì)關(guān)鍵技術(shù)存在的“卡脖子”等問(wèn)題，科研團(tuán)隊(duì)在不同領(lǐng)域展開(kāi)探索，取得了一系列突破性進(jìn)展。

如在全域綜合時(shí)空基準(zhǔn)與位置服務(wù)方面，北京航空航天大學(xué)團(tuán)隊(duì)采用“北斗偽衛(wèi)星相位差分定位+慣導(dǎo)輔助定位+位置校正”，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)精準(zhǔn)亞米級(jí)定位。中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院團(tuán)隊(duì)研發(fā)了“北斗+穿戴式”綜合定位平臺(tái)，并面向國(guó)家空間基準(zhǔn)與全球位置服務(wù)體系建設(shè)重大需求，牽頭研制了我國(guó)首套集定位、導(dǎo)航、授時(shí)、通信（PNTC）等功能于一體的海洋綜合時(shí)空體系裝備，建立了我國(guó)首個(gè)深海大地基準(zhǔn)與水下 PNT試驗(yàn)網(wǎng)。在全域動(dòng)態(tài)感知方面，武漢大學(xué)團(tuán)隊(duì)研制了自主飛行測(cè)量機(jī)器人。與此同時(shí)，產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新的實(shí)景三維技術(shù)，正在推動(dòng)地理實(shí)體建模向自動(dòng)化、智能化方向快速發(fā)展。

“我國(guó)測(cè)繪地理信息科技正朝著智能化方向加速轉(zhuǎn)型，預(yù)計(jì)2035年前完成從數(shù)字化到智能化測(cè)繪的技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí)。”中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院院長(zhǎng)燕琴介紹，面向新時(shí)期國(guó)家高質(zhì)量發(fā)展需求，未來(lái)測(cè)繪科技將聚焦建設(shè)完善更加泛在、融合、智能的綜合時(shí)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(shí)空基礎(chǔ)設(shè)施、打造時(shí)空智能計(jì)算引擎（大腦）、完善時(shí)空信息全生命周期智能安全監(jiān)管體系、聚焦國(guó)家重大需求開(kāi)展前沿探索、加強(qiáng)與人工智能等學(xué)科的深度融合等開(kāi)展重點(diǎn)攻關(guān)。

從“中國(guó)高度”到“世界精度”，中國(guó)測(cè)繪科技勇攀高峰的步伐永不停歇。

來(lái)源：i自然全媒體