“联合国2030议程围绕17个可持续发展目标（SDGs）展开，这是全球行动号召。每个国家，无论是发达国家还是发展中国家，都期望实现这些目标。而大地测量学至少为10个联合国可持续发展目标作出了贡献。”在6月4日召开的地理信息智能发展与国土空间治理国际研讨会上，中国测绘科学研究院大地测量与导航定位研究所副所长、研究员蒋涛认为，实现可持续发展目标，大地测量科技功不可没且大有可为。

大地测量的重要作用

大地测量学简单来说就是测量地球形状、定向、重力场及其变化的科学，通过卫星定位、精确测量和多源数据处理分析等技术帮助我们精准理解动态的地球。

从全球角度看，大地测量学提供了非常强大的工具包：全球卫星导航系统（如北斗、GPS）用于导航和定位，卫星测高用于绘制海洋和冰层地形，合成孔径雷达（SAR）用于地表形变监测，卫星重力测量跟踪地球质量分布变化，甚长基线干涉测量（VLBI）用于精确测量地球自转及定向。

区域和局部的测量工具包括，地面和航空测量，例如GNSS接收器、全站仪；专门的传感器，如重力仪、倾斜仪、地面监测站；关键的地面基础设施，如大地测量观测站、数据存档管理分析中心。因此，虽然卫星提供了广阔的视野，但这些地面测站和航空平台提供了高分辨率、高精度的数据，这对于局部应用至关重要。

“现代大地测量学不仅仅收集测量数据，还通过5个等级提供服务：0级原始观测，1级数据处理与分析，2级多源数据集成与融合，3级建模与解释，4级提供大地测量产品和服务，促进经济社会发展。”蒋涛说。

GNSS支撑可持续发展

全球导航卫星系统（GNSS）是一种全球性的定位、导航和授时技术，全天候覆盖，支持广泛的应用。目前，美国的GPS、中国的北斗、欧洲的伽利略和俄罗斯的格罗纳斯共同构成了全球领域内不可或缺的空间基础设施。

以中国的北斗GNSS为例，全国范围内的GNSS网络包括超过2.3万个站点，其中3200多个站点为大地测量级别。该网络提供从米级到毫米级的实时定位服务，支持从日常导航到地壳变形监测的各种应用。应用北斗所带来的成效是显著的：为多个行业提供毫米级至米级精度的定位服务，2024年我国卫星导航与位置服务产业总体产值超5000亿元。北斗通过诸如测绘、智能农业、车辆导航、无人系统等应用推动高质量经济增长。因此，北斗GNSS远不止是导航卫星，它是可持续增长的重要引擎，直接支持联合国可持续发展目标8（体面工作和经济增长）和目标9（工业、创新和基础设施）。

GNSS辅助精准农业正在彻底改变农业。通过实现厘米级精度的田间作业，减少了工作量和成本，提高了效率并增加了产量。这直接推进了两个关键的联合国目标：通过提高小农场的收入和利润来实现联合国可持续发展目标1（消除贫困），通过在有限的土地上提高粮食生产来实现目标2（零饥饿）。

蒋涛表示，除了在农业领域发挥了重大的作用外，GNSS在保护人类生命财产安全方面同样发挥着重要的作用。

一是在持续跟踪地壳板块移动中，GNSS提供了地震研究的重要测量数据，震前、震中、震后的地面变形都可以精确测量，这对于分析和预测地震非常重要。

二是在重要基础设施变形监测中，比如大坝监测，通过北斗变形监测系统，能监测到毫米级的位移，确保大坝的安全运行，保障大坝下游人们的生命财产安全。

三是在地质灾害监测和预警中，2019年3月26日，一起2万立方米的滑坡威胁到甘肃省永靖县黑方台。科研团队在这个地点部署了13个低成本的北斗传感器，系统提前40分钟发出红色警报。由于提前预警，当地政府及时组织群众避险，成功避免了人员伤亡。

运用卫星重力和卫星测高技术应对气候变化

GNSS在追踪地表运动方面表现出色，但要通过高精度测量地球重力场变化来研究全球环境与气候变化，需要应用GRACE（Gravity Recover And Climate Experiment重力恢复与气候实验）。GRACE被认为是历史上最成功的地球科学卫星任务，在20多年的时间里，每月以前所未有的清晰度绘制地球重力场的变化。它能够支持联合国可持续发展目标6（清洁饮水和卫生设施）和目标13（气候行动）。

基于GRACE观测，可以观测到阿拉斯加冰川融化、南极和北极冰盖消融、美国中西部干旱、美国加州中央山谷地下水枯竭、2004年苏门答腊—安达曼地震地壳变形、里海海平面下降、2011年日本大地震地壳变形、印度西北部地下水枯竭以及其他许多地球变化现象。

“气候变化，最明显的迹象是全球海平面上升，但需要确凿的数据支撑。通过卫星测高仪并结合GRACE重力卫星的观测数据，能解开海平面上升之谜。”蒋涛说。

运用卫星测高仪，能够对全球海面高度不断进行测量。从1993年到2003年，全球海平面每年上升约2.1毫米。从2015年至2024年，卫星测高仪显示全球海平面以每年4.4毫米的速度上升，几乎翻了一番。这一变化由两个关键因素驱动：首先是由于冰盖融化和陆地径流导致的全球海洋质量增加，其次是全球海洋温度和盐度变化。

GRACE测量证明，仅海洋质量增加就使海平面每年上升3.4毫米。冰盖和冰川融化是全球海平面上升和全球变暖的重要因素。从2002年至今，GRACE数据显示，格陵兰岛和南极洲的冰盖都在快速融化。格陵兰岛现在单独贡献了超过15%的全球海平面上升，成为海洋质量增加的最大单一驱动因素。

近20多年，GRACE观测的陆地水储量变化为我国水储量研究提供了宝贵资料，特别是地下水领域。这种卫星观测即使在没有或很少有地面传感器的地方，也能提供观测数据。利用这些数据，政策制定者可以识别地下水枯竭地点，并以更智能、更可持续的方式管理水资源。我国南水北调工程水储量变化就是很好的例子，GRACE数据还被用来验证该项目的影响。数据表明，南水北调工程逆转了北京地下水持续减少的现状，从2006年到2018年，南水北调工程带来的地下水约占恢复总量的40%，这表明大地测量技术能够服务于重大工程、支持政府决策。

InSAR赋能地质灾害防治

干涉合成孔径雷达（InSAR）是一种强大的地球观测技术，是从太空精确监测地面情况的一种方法。它使用雷达卫星监测地表运动，精度能精确到毫米级，可以发现非常小的地表变化，无论是城市沉降、缓慢移动的滑坡还是火山活动的迹象。当前中国地质灾害有各种类型，如地震、滑坡、泥石流、塌陷等。地理分布广泛，如西南山区、黄土高原等。这些地灾也与人类活动密切相关，如工程建设、采矿活动等。

我国一直面临着比较严峻的地质灾害挑战，威胁人民生命财产安全。为了解决这个问题，中国测绘科学研究院建立了多尺度InSAR地面变形观测系统，每年监测到近9000个潜在危险点，为防灾减灾提供关键数据，减少人员伤亡和财产损失。

InSAR监测数据显示，我国部分地区存在较为严重的地面沉降现象，这种现象由多种因素驱动。以黑龙江省某县为例，那里的沉降速率峰值达每年178毫米，主要原因是地下煤矿开采所致。河北省唐山市某区域，也被InSAR检测到有显著的沉降，峰值为每年87毫米，主要原因是地下水抽取和软土地基沉降。我国西南山区情况有所不同，InSAR监测数据显示，某山区沉降速率为每年64毫米，主要原因是斜坡崩塌和山体滑坡。

大地测量国际合作

蒋涛表示，通过上述案例，已经看到大地测量如何支持联合国可持续发展目标，如何发挥着至关重要的作用。它不仅在应对气候变化、海平面上升和自然灾害等全球挑战方面发挥着重要的作用，而且在管理自然资源和支持各国经济建设方面也发挥着重要作用。大地测量现在正式被联合国认定为可持续发展的重要组成部分。

早在2015年，联合国大会通过了第一个关于地理空间信息的决议——全球可持续发展的大地测量参考框架，强调了大地测量参考框架的重要性。决议承认全球大地测量的重要性以及日益增长的需求，并概述了地面和空间大地测量观测的巨大价值。2023年3月，联合国在德国波恩设立了联合国全球测地中心（UN—GGCE），这是联合国唯一专注于全球大地测量的机构，其使命是协调建立全球性的由各国政府支持的大地测量基础设施。

除此之外，为了确保所有国家都能获得大地测量数据、产品和服务，需要继续投资于地面基准站建设和发射卫星。这并非一个国家可以单独完成的任务，全球和区域合作尤其重要。像国际大地测量协会（IAG）、联合国全球地理信息管理委员会（UN—GGIM）、联合国全球地理信息知识与创新中心（UN—GGKIC）、联合国全球大地测量卓越中心（UN—GGCE）等组织在推进全球大地测量合作方面作出了卓越贡献，它们的组织协调工作能够确保所有国家，无论大小，都能从全球大地测量基础设施中受益。

来源：《中国测绘》2025年第7期