李建成，大地測(cè)量學(xué)家，中國(guó)工程院院士，現(xiàn)任武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院院長(zhǎng)、教授

　　李建成教授長(zhǎng)期致力于地球重力場(chǎng)理論及其工程應(yīng)用領(lǐng)域的教學(xué)、科研和人才培養(yǎng)工作，特別在精密高程基準(zhǔn)面建立與維持、高程測(cè)定模式現(xiàn)代化、全球重力場(chǎng)建模、衛(wèi)星重力、海洋衛(wèi)星測(cè)高等領(lǐng)域做出了突出貢獻(xiàn)，是我國(guó)該領(lǐng)域主要的學(xué)科帶頭人和大地水準(zhǔn)面工程化應(yīng)用的主要開(kāi)拓者。他提出了多項(xiàng)原創(chuàng)性方法，解決了區(qū)域精密大地水準(zhǔn)面確定的多項(xiàng)理論和技術(shù)難題，完成了從米級(jí)到分米級(jí)、到厘米級(jí)、再到亞厘米級(jí)三次精度跨越，推進(jìn)了我國(guó)現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)建設(shè)進(jìn)程；提出了災(zāi)區(qū)測(cè)繪基準(zhǔn)快速重建方法，并用極短時(shí)間快速恢復(fù)了汶川、玉樹(shù)等地震災(zāi)區(qū)精密高程基準(zhǔn)，提升了我國(guó)應(yīng)急測(cè)繪保障能力；開(kāi)展了全球重力場(chǎng)模型、衛(wèi)星重力及衛(wèi)星測(cè)高技術(shù)的研究，突破了地面重力數(shù)據(jù)與衛(wèi)星重力數(shù)據(jù)最優(yōu)聯(lián)合及超大規(guī)?？焖俜€(wěn)定解算等關(guān)鍵技術(shù)，研制了我國(guó)首個(gè)720 階WDM2001 模型，形成了自主創(chuàng)新的理論與技術(shù)體系。研究成果曾先后四次獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，廣泛應(yīng)用于測(cè)繪、國(guó)土、規(guī)劃、石油、水利、交通、航天、國(guó)防等領(lǐng)域，產(chǎn)生了巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

　　1999年,35歲的李建成教授開(kāi)始擔(dān)任武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院院長(zhǎng)。測(cè)繪學(xué)院綜合辦學(xué)實(shí)力強(qiáng)，人才培養(yǎng)質(zhì)量高，對(duì)我國(guó)測(cè)繪教育和科技事業(yè)的發(fā)展具有引領(lǐng)性、示范和輻射性，在國(guó)內(nèi)外享有很高的聲譽(yù)，被譽(yù)為“測(cè)繪教育之都”。李建成院長(zhǎng)作為教育部高等學(xué)校測(cè)繪學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主任委員，立足測(cè)繪學(xué)院，胸懷大局，在推動(dòng)我國(guó)測(cè)繪教育事業(yè)發(fā)展中做出了突出貢獻(xiàn)。

　　然而，成就頗多、頭銜滿滿的李院士并不像想象中那樣難以接近，相反，他平易近人，在接受記者采訪的過(guò)程中，隨和而不失風(fēng)度，優(yōu)雅地與記者詳細(xì)解釋并探討了測(cè)繪學(xué)中那些艱深的學(xué)術(shù)名詞，暢談測(cè)繪地理信息領(lǐng)域未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，并對(duì)有志成為測(cè)繪人的年輕人寄予了厚望。

劃時(shí)代的大地水準(zhǔn)面精化和高程基準(zhǔn)現(xiàn)代化

　　記者：李院士您好，今天很榮幸能夠?yàn)槟鲆淮螌ＴL。您是武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院院長(zhǎng)和教授，您所在專業(yè)聽(tīng)起來(lái)離普通人的生活非常遙遠(yuǎn)。能否請(qǐng)您從科普的角度解釋一下，什么是大地水準(zhǔn)面精化和高程基準(zhǔn)現(xiàn)代化？

　　李建成院士：大地水準(zhǔn)面精化和高程基準(zhǔn)現(xiàn)代化，是指通過(guò)建立高精度高分辨率的大地水準(zhǔn)面模型，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星定位技術(shù)直接精確測(cè)出經(jīng)緯度和海拔高度，減少誤差，建立準(zhǔn)確的地球外表空間三維數(shù)字化模型的做法。大地水準(zhǔn)面的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，大到國(guó)防安全領(lǐng)域，小到修路、架橋、建房、挖隧道、繪制地圖等，與人們的生活密不可分。并且，我們將地形的質(zhì)量和地形的引力位計(jì)算進(jìn)去，以進(jìn)一步提升這種方法的精度。

　　記者：這是一種高程測(cè)量的新方法。那么,傳統(tǒng)的高程測(cè)量是怎么做的呢？

　　李建成院士：通常在平地傳遞海拔高程是通過(guò)傳統(tǒng)的水準(zhǔn)測(cè)量方式，在山區(qū)和丘陵地區(qū)則通過(guò)三角高程測(cè)量,需要作業(yè)人員選取可以通視的位置，埋設(shè)地面標(biāo)石，借助水準(zhǔn)儀和全站儀來(lái)獲得高差信息。由于三角高程測(cè)量需要通過(guò)觀測(cè)兩點(diǎn)間的水平距離和天頂距（或高度角）求定兩點(diǎn)間高差而得到高程，故對(duì)天氣的要求也很高,很難跨海作業(yè)。如果碰上霧霾和陰雨天，幾公里之外就看不清了，觀測(cè)就無(wú)法繼續(xù)下去。而且受到大氣折光的嚴(yán)重影響，精確度較低。工作人員前期得到觀測(cè)數(shù)據(jù)后，后期還要經(jīng)過(guò)大量的人工計(jì)算才能得出結(jié)果?？梢哉f(shuō)，這種傳統(tǒng)測(cè)量方法消耗大量時(shí)間、人力和物力，效率也不高。

　　記者：那我們假設(shè)修一條10公里長(zhǎng)的隧道，如果用傳統(tǒng)方法進(jìn)行高程測(cè)量，耗時(shí)要多久？

　　李建成院士：為什么要修隧道？因?yàn)闆](méi)有路。沒(méi)有路，傳統(tǒng)的高程測(cè)量就不能進(jìn)行，作業(yè)人員就需要繞行隧道長(zhǎng)度5-10倍左右的距離進(jìn)行高程傳遞。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)水準(zhǔn)作業(yè)組在山區(qū)每天最多也只能徒步跑5-7公里的高等級(jí)水準(zhǔn)。為得到精準(zhǔn)度高的數(shù)據(jù)，往往在一條路上需要兩組人同步從兩頭測(cè)，那么每組大約需要5個(gè)人。修10公里隧道的話，前期至少要20天的時(shí)間測(cè)量水準(zhǔn)，而且這是假設(shè)天氣好的情況下所需的最短時(shí)間。而通過(guò)衛(wèi)星定位技術(shù)聯(lián)合高精度大地水準(zhǔn)面模型，單人測(cè)量完就可以得到海拔高結(jié)果，數(shù)據(jù)是即測(cè)即得的，不必再依靠大量外業(yè)工作人員高強(qiáng)度的戶外作業(yè)。

　　記者：這樣說(shuō)來(lái)，大地水準(zhǔn)面精化真是一種劃時(shí)代的測(cè)繪地理信息技術(shù)。那么您認(rèn)為，諸如此類的測(cè)量方法普及以后，將如何影響我們的生活，或者說(shuō)可以帶來(lái)怎樣的經(jīng)濟(jì)效益呢？

　　李建成院士：毫無(wú)疑問(wèn)，大地水準(zhǔn)面精化等現(xiàn)代測(cè)繪新技術(shù)新方法可以顯著地提高測(cè)繪地理信息獲取的時(shí)效性，降低成本，提高作業(yè)效率。測(cè)繪地理信息技術(shù)本身無(wú)法直接產(chǎn)生非常顯著的經(jīng)濟(jì)效益，但是它能夠輔助其他產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。如果我們想要建造一座橋梁，沒(méi)有測(cè)繪地理信息技術(shù)，得不到精確的測(cè)量數(shù)據(jù)，橋梁就建不起來(lái)。當(dāng)橋梁建成通車，橋梁兩端的城市出現(xiàn)貿(mào)易往來(lái)，進(jìn)而產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。這些經(jīng)濟(jì)效益并非由測(cè)繪地理信息技術(shù)直接產(chǎn)生，但測(cè)繪地理信息技術(shù)在其中發(fā)揮了巨大的作用。所以，我們說(shuō)，測(cè)繪地理信息技術(shù)能夠從側(cè)面反映一個(gè)國(guó)家的整體國(guó)力。

　　記者：如此看來(lái)，測(cè)繪地理信息對(duì)一個(gè)國(guó)家的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)來(lái)說(shuō)是一種必不可少的。那在您的印象中，有沒(méi)有什么通過(guò)測(cè)繪應(yīng)用避免經(jīng)濟(jì)損失這樣的例子呢？

　　李建成院士：這就不得不提起汶川地震。地震過(guò)后，地形、地貌都發(fā)生了巨大的變化，從前人工的地界和地標(biāo)都被破壞，急需重建。如果用傳統(tǒng)方法測(cè)量，一旦發(fā)生余震，這些標(biāo)石就無(wú)效。即使上午快速測(cè)完，下午若有余震，剛做的地標(biāo)就再次無(wú)效，需要重新測(cè)量，整個(gè)測(cè)繪基準(zhǔn)恢復(fù)工程保守估計(jì)要花費(fèi)兩三年的時(shí)間。而我們當(dāng)時(shí)采用大地水準(zhǔn)面精化技術(shù)，僅用15天，就建立起了災(zāi)區(qū)數(shù)字化高程基準(zhǔn)，接下來(lái)用衛(wèi)星定位技術(shù)就可以重新建立大地基準(zhǔn)。所以說(shuō)，我們的大地水準(zhǔn)面在當(dāng)時(shí)災(zāi)區(qū)重建中發(fā)揮了很大的作用，它不需要地面再造標(biāo)石。（未完待續(xù)）