如何给山峰测高(于先文)
①山峰的高度通常指海拔高,是以平均海水面为基准,到山顶的垂直距离。怎样测量山峰的准确高度呢?主要有三种方法。
②目前,山高测量中精度最高的是水准测量。一般来说,是从山脚下一个已知海拔高的点出发,利用水准仪和两把水准尺测量相距不远两点间的高差。水准测量精度高,误差可控制在厘米级,甚至毫米级。但水准测量进度慢,例如,200米左右高度的山,沿上山路测量也需要1天;如果碰到草木丛生没有路的山,测量进度就更加缓慢。因此,该方法只适合测量较低的山峰。
③相比之下,三角高程测量法要简单快捷得多。我们测量448.9米的南京紫金山主峰,用的就是这手方法:在山脚下,利用安置在海拔高已知点上的全站仪,瞄准安置在山顶的棱镜,可测得视线的高度角和距离,利用数学方法就能算出一个垂直高差。这个垂直高差加上已知点海拔高和全站仪高,再减去山顶棱镜高,就得到了山的海拔高。这个方法虽然“多快好省”,但仅仅适合测量精度要求不高的山峰。
④利用北斗卫星导航定位技术测量山峰高度,工作更加简便且测量精度高。2020年,我国科学家测量珠穆朗玛峰时就采用了这种方法。但这个方法测得的是大地高,大地高需要减去一个叫作大地水准面差距的值,才能得到海拔高。要想得到精确的大地水准面差距,需要有严密的数学模型和当地的重力加速度等数据,这也是2020年在珠峰测量中开展重力测量的重要原因。目前,北斗卫星测高误差已可控制在5厘米之内;随着科学技术的进一步发展,未来可能达到毫米级精度,进而全面替代水准和三角高程测量法。
⑤掌握山峰高度,对工程建设、科学研究有着重要作用。一方面,准确的山峰高度是工程规划、设计、施工的重要地理数据;另一方面,对于山峰及周边区域的高程监测,也可用于地壳形变、板块运动等演变机理研究,以及地震、泥石流等自然灾害预报。此外,准确了解山峰的高度,还有利于科学家开展生态环境演变研究,分析沧海桑田的变化趋势,探索人类家园的未知奥秘。
(选自《人民日报》,有删改)