玉环电视台《青岛原点与坎门零点》

青岛原点与坎门零点

连韶红、陈  峰、金家平、刘必荣、黄丹斌

这里是坐落在美丽的滨海城市青岛市区的观象山。山上有一间面积只有7.8平方米的俄罗斯建筑风格的小石屋。揭开石屋中间厚重的钢盖板,可以见到地下2米深处,镶嵌着一个只露一半的黄玛瑙球。这个直径只有4.70厘米的黄玛瑙球,便是对我国来说意义非同寻常的水准原点。

与黄海岸边的青岛遥相呼应,在东海之滨的浙江玉环,也有一个赫赫有名,仍应用于我国经济建设、国防建设和科学研究的测量基准点——坎门零点,它曾与青岛原点有一段密切相关、互为连接的不平凡历史。

出片名——青岛原点与坎门零点

2005年10月9日,国务院授权国家测绘局向全世界公布珠穆朗玛峰的海拔高度为8844.43米,同时停止使用1975年公布的8848.13米的珠峰海拔数据。但是很少有人知道,珠峰海拔高度的起算点并不在它的脚下,而是远在5370公里之外的青岛。

中国科学院院士陈俊勇:全世界的(绝对)高程,都是从海平面起算的,中国呢采用青岛附近的黄海海平面,作为它的零点,那在海里面海水有上升下降,你作为零点,使用方面有困难,因此它通过验潮站,计算了之后呢,要把这个零点呢,延伸到陆上,在陆上这个点呢,就叫水准原点,那就非常实用。

通俗地讲,中国水准原点是精确测定我国境内任何地点海拔高度的唯一起算点,也就是说,要想统一测定我国水域和大地的每个点高出或低于海平面的垂直距离,都必须将这里作为起算点。那么,中国水准原点究竟是如何确立的呢?

中国水准原点与我国的平均海平面密切相关,它的最终确定经历了一个极为复杂而漫长的过程。

原中国海洋大学教授陈宗镛:中国是最早应用海平面作为计算全国高程的一个起算面,那么最早我们能够查到的是谁启用这个概念呢,是元代的郭守敬,他是个水利专家,是个测量专家,但因为时代已经久远了,我们也很难知道,他究竟是怎么测的,但这个概念,我们觉得很科学,很好,他这个概念的提出啊,至少比西方要早四百多年。

由于受潮汐等因素的影响、自然的海面是不停地运动并起伏不平的,因此我国有关部门在海边设立了验潮站,长年累月连续观测潮汐,通过计算求得海水的平均高度,这就是海拔零点。然后在相对稳定的陆地上寻找一个固定点,并引用海拔零点数据计算出它的准确海拔高度,将其作为我国任何一点海拔高度的起算点。

中国科学院院士陈俊勇:高程(海拔高度)是一切人、物质,具体对象的地理位置要素之一,三个要素嘛,一个是经度、纬度,还有一个就是高程,你譬如导弹,打炮弹,不知道高度,你怎么打,你打三层楼,还是打一层楼啊,还是打平面,还是打防空洞啊,所以高程是一个,归根结底是个地理位置的概念,是人生存的一个空间的基本知识。

19世纪到新中国成立之前,我国的海拔零点曾经一度混乱。世界列强纷纷依托在中国的租界地或占领区,沿我国东部海岸线设立验潮站或验潮所,以此确定所谓的海拔零点,并利用这些点肆意测绘中国国土,以实现各自的侵略目的。

1927年,南京国民政府开始在浙江坎门选址,准备设立海拔零点,试图借此统一中国的海拔高度起算点。此后的两年里,南京国民政府对选址方案进行了论证,审批了专项经费,由浙江省陆军测量局负责建造。1929年10月,南京国民政府出资1900块银元建成坎门验潮井,并从英国引进了一台自动验潮仪,于第二年5月正式验取潮汐资料。验潮井底部的进水管与大海相通,装有记录时钟的自动验潮仪安装在验潮房内一定高度的台面上,用下垂的钢丝连接验潮井下的海面浮子,像滚筒一样随着潮汐的涨落升降而自由滑动,自动记录出潮位变化的曲线。经过分析,把1930年到1934年共48个月的潮汐观测资料推算出的坎门平均海平面作为海拔零点,然后将零点起算数据引测刻画在验潮基准点上,这就是坎门水准原点。为防止主点被破坏,又在相隔不远处增刻了备用的基准参考点。

从1936年1月开始,南京国民政府正式启用坎门水准原点,并迅速引测到浙江、北京等全国17个省市,广泛应用于军事测图。尽管如此,当时我国各省使用的海拔零点仍然未能完全达到一致,导致相邻省份对同一地点的测量高度竟然相差50米甚至60米,显然,据此测绘的各类分区地图无法拼接和引用,1947年,随着南京国民政府向台湾败逃,以坎门水准原点统一全国海拔高度起算点的计划也不了了之。      

新中国成立初期,大规模的经济建设与国防建设需要详细准确的测绘资料作为依据,然而现存的各类坐标点,高程点和地形图仍然极为混乱,很难满足需求,规范测绘已经刻不容缓。1952年,总参测绘局开始筹建中国水准原点,委派该局白敏处长等对我国东部沿海的坎门、吴淞、青岛、大连、葫芦岛等验潮站进行专题调查。

原中国海洋大学教授陈宗镛:固定验潮站,或者叫永久性的验潮站,它要求具备的条件,第一要潮水能直接到达的地方,第二,这个地点的海底地形要比较稳定,不要有流沙冲击,或者就变浅了,而地层下面的地壳那部分呢,也要求要稳定一些,这样整个地壳,整个验潮站才比较稳定。

坎门验潮站不但具备了这些必要条件,而且从1927年开始,南京国民政府曾经试图以坎门零点统一中国的海拔零点,因此坎门成为设立中国水准原点的首选之地。然而,白敏综合考察后发现,尽管坎门验潮站拥有得天独厚的自然条件,并且位于我国的中纬度地区,地理位置比较理想,却由于南京国民政府1947年败逃时带走了所有验潮资料,连年战乱又使这里相应的配套设施散失殆尽,因此他不得不遗憾地放弃坎门,将目光投向了坎门北面的另一个沿海城市山东青岛。

青岛大港一号码头验潮站,是1898年德国侵占青岛时修建的,新中国成立后由北海舰队直接管辖,1950年增设了自动验潮仪,每天定时观测潮汐变化。专家们最终达成共识,依托这个验潮站,将青岛确定为中国水准原点的所在地。

1954年,总参测绘局建立了中国水准原点和1954年黄海高程系统,并开始运用于我国东部沿海地区的地形与工程测图。

原中国海洋大学教授陈宗镛:那么它是根据青岛验潮站根据两年的资料,来进行计算,大家都知道,潮汐的变化,有一个最基本的就是有一个19年的周期,(因此)后来到了1956年,很多人质疑,说这个计算出来不稳定,不行。

于是,1956年,水电部与总参测绘局对坎门、吴淞、青岛、葫芦岛与大连五个验潮站所处的地理位置、社会环境以及观测资料的连续性和可靠性再次展开专题调查,最后提取青岛大港一号码头验潮站自1950年到1956年的潮汐资料,算得黄海海平面的零点,这就是1956年黄海平均海水面。随后引用这个海拔基准进一步对中国水准原点进行了复测,确定此时的中华人民共和国水准原点海拔高度为72.289米。以这个中国水准原点为基准,我国测绘工作者在全国布测了各种等级的水准网点,其中仅一等水准点就达2万多个。至此,国家海拔基准首次实现真正意义上的统一。

随着时间的推移,测绘专家们又发现,1956黄海高程基准由于仅仅局限于观测黄海,而且只提取了青岛大港一号码头验潮站7年内的潮汐资料,不能消除更长周期内潮汐变化的影响,因此,我国决定重新测定中国整个海域的沿海海面与高程基准。

1976年7月,国家测绘总局、总参测绘局等相关单位又一次启动了对我国海平面的重新测算工作。在接下来的10年时间里,专业测绘人员从大连出发,沿中国的海岸线一直步行到广西与越南交界处的白龙尾,对全国42个主要验潮站进行了实地调查和资料搜集。

原中国海洋大学教授陈宗镛:我们通过这一次测量,有一百多个人的测量大队,几十米几十米,就是这么反复测量,它要非常准确,上面顶着一个伞,相当于踩高跷一样,很不容易地,这么一点一点地往南测,最后得出一个结论,中国海平面南高北低,相差多少呢,七十公分。误差多少,正负十厘米,这样子就第一次知道,海平面并非平面,而是南高北低。

1987年5月26日,经国务院批准,国家测绘局宣布,启用1985国家高程基准和国家一等水准网成果。1985国家高程基准是采用青岛验潮站1953年至1979年验潮资料计算确定的。依此推算的国家水准原点海拔高度数据由于海平面上升等原因,从1956年的72.289米变为72.260米。

专家介绍,中国水准原点自身的海拔高度数据并非一成不变,在使用一个阶段之后,将由于我国海平面的变化再次改变。然而,在今后相当长的时间内,无论这个数据如何变化,中国水准原点仍然会继续充当我国领海领土海拔高度精确测量的唯一起算点。而坎门零点,这个我国早期确定的主要基准点,也仍将在经济、国防建设和科学研究上发挥重要的作用。


播出栏目:玉环电视台《金色港湾》

播出时间:2007年2月26日