明察地殼毫末之變——探訪中國大陸構造環境監測網
青藏高原是升了還是降了?周邊國家發生的大地震,對我國有哪些影響?臺風到來前后,大氣中的水汽變化大嗎?大災發生之前電離層是否有變化?山體滑坡變形與氣象因素有多大的相關性?……
科學地回答這些問題首先需要數據。數據從哪里來?必須從觀測中來。
這正是中國大陸構造環境監測網絡(以下簡稱陸態網絡)誕生的緣由——在全國建數百個基準站和數千個流動觀測點,實時獲取全國地殼運動、重力場變化、斷裂帶微動態變化、電離層電子密度變化、大氣可降水含量變化等情況,把那些從前只能用“大概、也許、可能”的回答變成詳實精確的數據。
上天下地入海,觀測網大顯身手
中國地震臺網中心的辦公樓里,掛著一張1999—2017年度“中國大陸地殼運動水平速度場”圖,密集的矢量箭頭標示出地殼運動的方位,代表著中國大陸相對于歐亞板塊運動的方向和大小,多年以來我們對此只有大致概念,而現在我們掌握的數據越來越精確了。
這些數據的來源正是陸態網絡工程,它是我國迄今為止建設規模最大、觀測精度最高、數據質量最佳的國家級地殼運動觀測骨干網絡,覆蓋了中國大陸約95%的國土。最近20多年來,觀測點的持續穩定運行,為我們更清晰地了解中國地殼形變情況配上一副高精度的“顯微鏡”。
2011年,日本9級大地震,造成我國東北和華北地區產生毫米至厘米級的同震水平位移, 最大值為35毫米;2015年,尼泊爾8.1級大地震,造成我國西藏地區毫米至厘米級的同震水平位移。“九寨溝地震、海棠臺風、溫比亞臺風等等,我們也獲得了非常詳實的數據。”中國地震臺網中心主任王海濤向科技日報記者介紹說。
詳實豐富的基礎數據,不僅可以大大提升我國對大地震的監測預報能力,更重要的是可以服務于地球科學研究、大地基準框架建立、氣象預報預警、電離層監測、海平面監測和高精度智能導航等多個領域,同時在航空、航海、公路、鐵路、農業、礦業、環境、公共安全等領域應用前景廣闊,從而激發可觀的社會經濟效益。
從城市到荒野,上千個觀測點是怎么建起來的
眾所周知,觀測數據的起步就是科學合理地布點和建設。國土遼闊,有人口密集的城市,也有人煙稀少的荒野,更有人跡罕至的無人區。從1997年第一期工程開始,該重大工程的建設持續了14年,在全國范圍內建成260個不同采樣率的連續GNSS觀測站、30個連續重力站、3個超導重力站、3個并置甚長基線干涉測量站(VLBI)、6個并置人造衛星激光測距站(SLR)、2000個流動GNSS觀測站(RTK)、近1000余個流動重力觀測站。
“我們會根據不同地區構造特點和需求,建設不同類型的站點,6個部委1500多位科學家和技術人員通力協作完成了這項國家重大科技基礎設施。”從十幾年前開始,中國地震臺網中心地殼運動觀測臺網部主任張銳和他的同事們一直都是這項重大工程的關鍵落實人,經歷了站點從設計勘選到全面建設乃至運營維護的全過程。“有許多觀測點修建在荒蕪人煙的地區,實施過程和后期的維護都很不容易,一方面盡量做到站網布局設計更科學合理,另一個方面使用智能化的設備和創新性的管理方法。”
在這一標準下,陸態網絡不僅實現了建站布網的科學化技術流程、快速實時處理和高精度事后數據處理技術,還建成了一套完整的無人值守、遠程監控、自動報警和在線故障處理系統。
從數據到科學,共享不是“說說而已”
數據是獲得科學結論的第一步,但是怎么用好數據卻是一門大學問。
陸態網絡項目由中國地震局、中國科學院、自然資源部、中國氣象局和教育部等6個部門聯合實施。“雖然是工作領域完全不同的6個部門,但是在這個項目的實施上卻真正做到了整齊劃一,共建共享。”項目團隊認為這是項目實施中最值得驕傲的一點。工程一直采取“統一設計、統一規程、統一進度、統一監理、統一驗收,分級實施、部門負責”的管理措施,到目前為止,全國近2000個共享站點的數據線上線下均可傳輸至中心,相關的地震、測繪、氣象等行業,高校、院所、科研機構以及其他申請單位都可以申請使用這些數據,產出豐富的科學研究成果,并服務于國民經濟建設諸多領域。
在知名學術論文網站中國知網上,與陸態網絡相關的論文有上千篇。根據項目組的官方數據,僅利用該工程觀測數據完成的論文就已超過500余篇,其中100余篇發表在SCI系列的刊物上,如國內的《中國科學》《科學通報》及國外的Science、Nature和JGR等權威雜志,并出版科學專著3冊。
陸態網絡的建成使我國對地殼運動的監測在空間和時間上有了大幅提升,觀測效率提高了幾十倍,這一方面是有賴于數量眾多、布點科學的站點建設,另一方面有賴于大范圍和時空密集的地殼運動數據為科學研究提供了豐富的基礎數據資源,而深度挖掘數據本身的科學和應用效益,以及及時、科學、有序的共享機制才是這些數據最終“發光發熱”的關鍵。
更多相關
中國牛 京臺高速 打造北斗定位的智慧高速
近日,由山東高速集團投資建設的京臺高速泰安至棗莊段改擴建工程舉行通車活動,該項目是全國首條全線開通的改擴建智慧高速。 這條先行先試的智慧高速,融合了5G、大數據、物聯網、北斗定位等前沿技術,它是目前...
南京全站儀檢測與維修
南京環球測繪儀器公司專業維修全站儀,以及各種測繪儀器維修,包括:南京全站儀檢測與維修,南京全站儀維修服務,附近全站儀維修點地址,南京全站儀檢定校準中心,價格實惠,服務周到,江蘇維修全站儀請聯系南京環球...
徠卡GeoMoS CH自動化監測系統在深圳地鐵1號線西鄉站的應用
深圳地鐵1號線是中國廣東省深圳市第一條建成運營的地鐵線路。一期工程于2004年12月28日通車試運營,二期工程(西延線)于2011年6月15日通車試運營。1號線東起羅湖區羅湖站,途經福田區和南山區...
垂準儀是什么?如何使用激光垂準儀
垂準儀是什么?如何使用激光垂準儀在建筑、工程、地理和測繪等多個領域,垂準儀是一種不可或缺的精密測量工具。它以其精準度高、操作簡便的特點,成為了現代測量技術中的一顆璀璨明珠。垂準儀的基本構造主要包括一個...
地理國情普查-周密組織 精心實施
地理國情普查開展以來,在國家測繪地理信息局的有力領導和得力指導下,地理國情監測實施領導小組及其相關機構周密組織,精心實施,為普查順利、扎實開展奠定了重要基礎。 強化領導 認真組織...
青海省第二測繪院玉樹分院服務災后重建紀實
新年伊始,走在冬日的玉樹街頭,看著縱橫交錯的的大街小巷,看著一棟棟色彩艷麗、充滿民族特色的精致小樓,看著這個在大地震廢墟上重生的高原城市蒸蒸日上的新面貌,青海省第二測繪院玉樹分院同志們禁不住心潮澎...
康乾時期的輿地測繪:中國的"地理大發現"
2018年央視春節聯歡晚會上,故宮的《絲綢之路山水地圖》首次向公眾展示,引來各方熱議,也引起學界對中國古代輿地測繪、疆域、交通歷史的關注。本文詳察康熙、雍正、乾隆三朝的地理測繪背景及實況,意在表明...
有國家派人測繪我國軍事基地 案件觸目驚心
絕不能低估敵對勢力的威脅 不久前中國迎來了首個“國家安全教育日”。對于“國家安全”的概念很多人并不清晰,“國家安全”應該涵蓋哪些方面和領域,相關討論一直存在。提到“國家安全”,就不得不提到“...