2020-05-28 16:54 來源：澎湃新聞·澎湃號·媒體
原創 王晶 李斌 i自然全媒體
珠峰高程測量第一步是高精度的海拔高程起算面的確定。珠峰高程測量的高程數據起算面是來自遠在數千公裡之外、位於山東省青島市的中華人民共和國水準原點。
水準原點是我國唯一的高程基準
在青島市觀象山上，有一座建於1954年的神秘俄式石屋，這座石屋全部由嶗山花崗巖砌成，牆壁上鑲著一塊刻有「水準原點」4個大字的石碑。中華人民共和國水準原點就位於石屋裡的旱井中，點位由一段頂部半球形的瑪瑙鑲嵌在花崗巖石基巖上。
我國的高程基準在歷史上是有變化的，水準原點的建設和確定經歷了曲折的歷史過程。1915年，北洋政府期間，曾聘請日本商人在北京西安門大街建造過一個水準原點。國民黨統治時期，又在南京石橋舊測量局建造了水準原點，後又陸續建造了多個。1957年，中華人民共和國水準原點正式啟用之前，我國水準起算點（面）達10多個。最早比較出名的是位於長江口的吳淞高程基準。
穩定統一的高程基準面是國家開展基礎性建設和大範圍、長距離重大工程的關鍵依據。新中國成立後，要統一我國的高程基準，經過比對、認證，最終確定以位於黃海海域的青島的平均海水面作為全國唯一的起算基準。
1954年，位於青島市的中華人民共和國水準原點正式開建。1957年建成後，確定了我國第一個統一的高程基準面，即1956年黃海平均海水面。
1956年9月4日，國務院批准試行《中華人民共和國大地測量法式（草案）》，首次建立國家高程基準，稱「1956年黃海高程系」。
1956年黃海平均海水面是根據青島大港驗潮站1950年至1956年7年間的驗潮資料求得的。由於其採用的驗潮資料時間較短，達不到潮汐變化的長周期。因此，1975年起，國家重新進行測量，根據青島大港驗潮站1952年到1979年的驗潮資料計算，確定了新的國家高程基準面數據，即「1985國家高程基準」，最終確定水準原點海拔為72.26米。1987年5月，國務院正式批准位於青島觀象山的水準原點為我國高程測量唯一基準面。
水準原點為何設在青島
青島市勘察測繪研究院院長張志華表示，水準原點設置在青島主要有4方面原因。首先，青島位於中緯度地區，更能代表全國的平均海水面，便於向外傳遞高程。二是青島海域具有代表性的半日潮汐，驗潮站所在的膠州灣風浪小、海面穩定，便於驗潮。第三，青島地質結構穩定，沒有大斷裂帶和地震等災害。第四，青島早在100年前就有驗潮資料，幾乎從未間斷，具備天文、海洋、氣象、潮汐等多種科學資料，有利於精確確定全國平均海水面。
海拔高程是指以海平面為基準的相對高度。我國的水準原點並沒有建在海邊，而是將海拔起點設置在山頂。這又是為什麼？
「水準原點之所以沒有建在海邊，是因為驗潮所得的平均海水面無法直接觀測，也不方便保護，因此水準原點選擇建設在更穩定、更便於保護的觀象山頂上。」張志華說。
那這裡是不是海拔為零呢？「當然不是，因為海水面始終是起伏不定的，自然界根本不存在一個固定的點正好是零米，所以要持久觀測海水面高度並進行多年記錄。」青島市勘察測繪研究院信息中心主任牟雪松表示，高程基準面要根據多年不斷的驗潮資料，才能計算出穩定的平均海水面。這個時間至少要達到潮汐變化的一個周期，大約是19年。
驗潮站是指在選定的地點，設置驗潮儀或水尺來記錄水位的變化，進而了解潮汐變化規律。能夠確定平均海面和建立統一的高程基準，需要在驗潮站上長期觀測潮位的升降，根據驗潮記錄求出該驗潮站海面的平均位置。位於青島的水準原點就是根據青島大港驗潮站1952年至1979年的驗潮資料，計算出了黃海的平均海水面高程。
跨越6000多公裡的水準路線
張志華告訴記者，水準原點其實並不是一個點，而是一個網，這個網包括原點、附點、參考點和驗潮站。為了保護好水準原點，青島市勘察測繪研究院設立了專門的測量標誌組。自成立至今，五代測繪人對水準原點這個網進行專門的維護、管理。同時，為確保數據的準確性和穩定性，測繪工作人員每4年還要沿著設定的水準路線，複測一次。
迄今為止，我國包括珠穆朗瑪峰高程在內的所有高程數據均由水準原點起算。因此，珠峰高程測量最初其實是從距珠峰數千裡之外的中華人民共和國水準原點開始的。結合先期取得的西藏日喀則市拉孜縣相對青島水準原點的精確高程，這次測量珠峰高程只需要測量隊從拉孜縣起測即可獲得最終數據。
「從位於青島的水準原點到珠峰腳下的這一條水準路線有6000多公裡。這條路線不論經過高山、沼澤還是荒漠，測繪工作者必須徒步前進，分段觀測，每隔幾十米設1個站，每個站往返觀測兩遍，需累計步行超過1.2萬公裡，才能將高程傳遞到喜馬拉雅山。」牟雪松說。
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記者：王晶 李斌
原標題：《珠峰高程數據從哪起算？揭秘我國水準原點...》
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