姚宜斌, 楊元喜, 孫和平, 李建成：大地測量學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

姚宜斌1,楊元喜2,孫和平3,李建成1                            

1.武漢大學(xué)測繪學(xué)院, 湖北 武漢 430079;
2.地理信息工程國家重點實驗室, 陜西 西安 710054;
3.中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院, 湖北 武漢 430074

基金項目：國家自然科學(xué)基金（41931076；41721003）

摘要：近50年，由于大地測量觀測手段的不斷進步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，大地測量學(xué)科不斷進化，并與其他學(xué)科不斷交叉與融合。本文首先簡述了大地測量學(xué)發(fā)展的背景和在歷史上發(fā)揮的主要作用，梳理了大地測量傳統(tǒng)學(xué)科的形成。進一步，分析了大地測量發(fā)展現(xiàn)狀，側(cè)重從觀測手段的進步描述學(xué)科的發(fā)展；從應(yīng)用領(lǐng)域的拓展描述交叉學(xué)科的形成；從國家需求和科學(xué)發(fā)展出發(fā)，描述了大地測量學(xué)科未來的發(fā)展趨勢。最后，綜合各方面因素，提出了大地測量現(xiàn)階段學(xué)科分類建議，試圖為大地測量工作者的科研選題、基金申請?zhí)峁┙梃b。

關(guān)鍵詞：大地測量學(xué)科    觀測手段進步    應(yīng)用領(lǐng)域拓展    大地測量學(xué)科分類建議

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引文格式：姚宜斌, 楊元喜, 孫和平, 等. 大地測量學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢. 測繪學(xué)報，2020，49(10)：1243-1251. DOI: 10.11947/j.AGCS.2020.20200358.

閱讀全文：http://xb.sinomaps.com/article/2020/1001-1595/20201001.htm  

大地測量學(xué)是地球科學(xué)的一個重要分支，也是地學(xué)領(lǐng)域一門十分古老而又蓬勃發(fā)展的年輕學(xué)科。大地測量的基本目標(biāo)是測定和研究地球空間點的位置、重力及其隨時間變化，為國民經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展、國家安全以及地球科學(xué)和空間科學(xué)研究等提供大地測量基礎(chǔ)設(shè)施、信息和技術(shù)支持[1-5]。

大地測量學(xué)因其觀測手段的進步、研究 *** 的差異和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，形成了不同的分支學(xué)科。盡管各分支學(xué)科分類有所差別，但是傳統(tǒng)且被廣泛接受的分類是：實用大地測量學(xué)、橢球面大地測量學(xué)、物理大地測量學(xué)和衛(wèi)星大地測量學(xué)。如果從應(yīng)用領(lǐng)域的拓展再細(xì)分，又可以分為：海洋大地測量學(xué)、動力大地測量學(xué)以及月球和行星大地測量學(xué)等，也可以將應(yīng)用領(lǐng)域拓展導(dǎo)致的大地測量學(xué)分類歸結(jié)為前面?zhèn)鹘y(tǒng)分類的應(yīng)用與拓展。

早在2000年前的埃及和我國夏禹治水時期就已經(jīng)使用到測量原理。公元724年，我國就曾組織過弧度測量。18世紀(jì)中葉法國科學(xué)院組織了兩支弧度測量隊，一支前往北歐的拉普蘭，另一支前往南美的厄瓜多爾，首次測得地球扁率為1-210，證實了地球非標(biāo)準(zhǔn)球體，同時得到了地球的橢球參數(shù)。1743年，法國科學(xué)家克萊羅證實了重力與地球橢率的關(guān)系，為利用重力研究地球形狀奠定了重要基礎(chǔ)。19世紀(jì)與20世紀(jì)是大地測量飛速發(fā)展的時期，科學(xué)家先后發(fā)明了擺儀和重力儀，為研究地球形狀和地球重力場提供了大量觀測數(shù)據(jù)。20世紀(jì)40年代，隨著電磁波測距儀的發(fā)明，發(fā)展了導(dǎo)線測量與三角測量。1956年我國成立國家測繪總局，隨即頒布了大地測量相關(guān)的細(xì)則規(guī)范。20世紀(jì)70―90年代，開展了較大規(guī)模的重力測量，完成了中國重力標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)建設(shè)，在北京等6個點上進行了絕對重力測量，并利用拉科斯特-龍貝格G型重力儀作了相對重力測量。在上述工作的基礎(chǔ)上，于1985年建立了“中國重力標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)”。該網(wǎng)由57個點組成，其中有6個絕對重力點，平均測量精度優(yōu)于20×10-8 m/s-2。

大地測量觀測技術(shù)的進步推動了理論研究的發(fā)展，尤其是高精度連續(xù)觀測技術(shù)促進了靜態(tài)大地測量學(xué)向動態(tài)大地測量學(xué)的發(fā)展，擴大了應(yīng)用領(lǐng)域。現(xiàn)代大地測量學(xué)為地球動力學(xué)、行星學(xué)、大氣學(xué)、海洋學(xué)、板塊運動學(xué)和冰川學(xué)等提供基準(zhǔn)信息，并與地球科學(xué)和空間科學(xué)的多個分支相互交叉，已成為推動地球科學(xué)、空間科學(xué)和軍事科學(xué)發(fā)展的前沿科學(xué)之一。現(xiàn)代大地測量學(xué)對地球科學(xué)的基本貢獻可概括為3個方面：①提供地球動力系統(tǒng)中正在發(fā)生的過程所輸出地表力學(xué)信號的全球數(shù)據(jù)和圖像[6-9]；②為地球深部動力學(xué)過程和介質(zhì)參數(shù)反演提供邊界條件和約束條件[10-12]；③為新理論、新模型驗證提供大地測量檢驗。

1864年，國際大地測量學(xué)協(xié)會(IAG)在德國柏林成立，是國際大地測量學(xué)界權(quán)威的學(xué)術(shù)團體，旨在通過國際合作，促進大地測量學(xué)的發(fā)展，協(xié)調(diào)國際科技合作，推動開展全球大地測量觀測系統(tǒng)建設(shè)、地球動力學(xué)研究以及其他有重大意義的大地測量科學(xué)問題的研究[13-14]。IAG于2003年提出全球大地測量觀測系統(tǒng)(GGOS)[15]，通過整合各種大地測量觀測手段以及各種技術(shù) *** ，在大地測量的3個基本領(lǐng)域(地球表面的幾何形狀和運動狀態(tài)、地球定向和自轉(zhuǎn)、地球重力場及其時變特征)形成新一代大地測量產(chǎn)品，在諸如全球變化、自然災(zāi)害和災(zāi)害預(yù)報等方面為 *** 決策、經(jīng)濟發(fā)展提供基礎(chǔ)性支持。2012年，IAG重組了機構(gòu)，形成了包括大地測量參考框架、重力場、地球自轉(zhuǎn)和地球動力學(xué)、定位和應(yīng)用在內(nèi)的4個委員會。此外，IAG還成立了研究大地測量理論、模型和 *** 的跨委員會組織。IAG中國委員會聯(lián)合國際地球自轉(zhuǎn)服務(wù)(IERS)、國際GNSS服務(wù)(IGS)及國內(nèi)的多家科研機構(gòu)，建立并完善以GNSS為主的MGEX、iGMAS等計劃[16-17]，為北斗等國家重大工程建設(shè)提供科學(xué)監(jiān)測數(shù)據(jù)，為2020年6月北斗全球組網(wǎng)完成提供時空基準(zhǔn)。

1919年大地測量協(xié)會與地球物理協(xié)會聯(lián)合成立了國際大地測量和地球物理學(xué)聯(lián)合會(International Union of Geodesy and Geophysics，IUGG)，是國際科學(xué)聯(lián)合會理事會(ICSU)所屬的20個聯(lián)合會中較大的聯(lián)合會之一。IUGG致力于研究地球并將研究獲得的知識服務(wù)于社會需求。IUGG最初被分成大地測量學(xué)學(xué)部、地震學(xué)學(xué)部、氣象學(xué)學(xué)部、地磁學(xué)與地電學(xué)學(xué)部、物理海洋學(xué)學(xué)部、火山學(xué)學(xué)部等6個學(xué)部，現(xiàn)有8個國際性協(xié)會和3個委員會。

近些年來，大地測量學(xué)向地球科學(xué)基礎(chǔ)性研究領(lǐng)域不斷深入發(fā)展，空間大地測量在學(xué)科發(fā)展中起主導(dǎo)作用，主要呈現(xiàn)出如下發(fā)展態(tài)勢：

(1) 學(xué)科快速增長。20世紀(jì)80年代以來，由于空間技術(shù)、計算機技術(shù)和信息技術(shù)的飛躍發(fā)展，以電磁波測距、衛(wèi)星測量、甚長基線干涉測量等為代表的新的大地測量技術(shù)出現(xiàn)，給傳統(tǒng)大地測量帶來了革命性的變革，形成了現(xiàn)代大地測量學(xué)。衛(wèi)星大地測量的興起，為研究地球形狀和重力場及其隨時間的變化提供了新的更高精度、更高分辨率的觀測手段[18]，主導(dǎo)著大地測量學(xué)科的發(fā)展和大地測量應(yīng)用領(lǐng)域的拓展。

大地測量儀器的量子化、智能化、集成化和實用化是未來發(fā)展的重要態(tài)勢。包括我國北斗三號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在內(nèi)的GNSS導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)、衛(wèi)星測高系統(tǒng)和衛(wèi)星重力測量系統(tǒng)，以及航空、海洋和地面大地測量技術(shù)等已經(jīng)取得重要進步，將為推進深地、深海和深空“三深探測”提供重要的觀測信息。

自2006年以來，深度學(xué)習(xí)、人工智能、大數(shù)據(jù)分析等信息技術(shù)的快速發(fā)展，給傳統(tǒng)大地測量數(shù)據(jù)處理與分析帶來了新的途徑[19-20]，也進一步擴展了現(xiàn)代大地測量學(xué)的研究范疇。

(2) 應(yīng)用領(lǐng)域快速拓展。現(xiàn)代大地測量可實現(xiàn)連續(xù)、動態(tài)觀測，尤其是全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)、衛(wèi)星激光測距(SLR)、甚長基線干涉測量(VLBI)、衛(wèi)星多普勒定軌定位(DORIS)系統(tǒng)的發(fā)展。近年來，以GNSS為主的衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)站網(wǎng)發(fā)展飛速[21-22]。據(jù)統(tǒng)計，截至2019年底，國內(nèi)基準(zhǔn)站已申請備案7223站。覆蓋全國的衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)站網(wǎng)，不僅可以更好地服務(wù)傳統(tǒng)測繪的應(yīng)用領(lǐng)域，也為智能駕駛[23]、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)[24]等新型應(yīng)用提供了重要位置信息，為特高壓、城際高速鐵路和城市軌道交通等“新基建”提供了高精度空間基準(zhǔn)基礎(chǔ)設(shè)施。此外，隨著衛(wèi)星測高、衛(wèi)星重力測量等技術(shù)的發(fā)展，極大提升了大地測量為地球表面、海洋和太空目標(biāo)點位置和重力場提供連續(xù)的時序觀測信息的能力，尤其是InSAR技術(shù)的發(fā)展[25]，推進了地表形變監(jiān)測[26-28]、滑坡監(jiān)測[29]、礦山形變監(jiān)測[30]、大型水壩監(jiān)測[31]、城市地下水變化監(jiān)測[32]以及特殊工程形變監(jiān)測等技術(shù)進步，進而催生了“應(yīng)用大地測量學(xué)”(包括傳統(tǒng)的精密工程測量、城市大地測量等)發(fā)展。

此外，隨著數(shù)字化、互聯(lián)網(wǎng)+、人工智能技術(shù)的發(fā)展，大地測量應(yīng)用領(lǐng)域也隨之迅速拓展，如大地測量技術(shù)廣泛應(yīng)用于城市的位置服務(wù)[33]、無人機編隊等。

(3) 特色分支學(xué)科迅速成長。傳統(tǒng)幾何大地測量和物理大地測量是大地測量最重要的分支學(xué)科，而現(xiàn)代大地測量技術(shù)的發(fā)展，尤其是各類位置感知傳感器的發(fā)展，可為各類目標(biāo)提供連續(xù)的、高精度監(jiān)測信息，這些信息包括幾何大地測量信息和物理大地測量信息。例如，作為現(xiàn)代大地測量學(xué)最重要、最活躍的分支學(xué)科，衛(wèi)星大地測量顯著提升了現(xiàn)今大地測量對地觀測的精度、可靠性、分辨率及時效性，已成為精密測定地表幾何位置及變化規(guī)律，獲得地球重力場及其時空變化特征，定量研究地球質(zhì)量分布遷移運動規(guī)律，探究地殼運動變形的動力學(xué)機制，精密測定空間飛行器的位置及導(dǎo)航等的重要手段，直接推動了現(xiàn)代大地測量學(xué)與地震[34-35]、海洋[36]、冰川[37]和水文學(xué)[38]等領(lǐng)域的交叉研究。衛(wèi)星大地測量已經(jīng)廣泛應(yīng)用于監(jiān)測地球旋轉(zhuǎn)變化、監(jiān)測行星幾何形狀與重力場[39-40]、反演大氣水含量變化[41]、反演海洋幾何與物理變化(GNSS-R)[42]、反演板塊運動[43]和冰川消融[44]等。這些新的應(yīng)用，一方面模糊了幾何大地測量與物理大地測量的分界線，另一方面又促進了“動力大地測量學(xué)”分支學(xué)科的發(fā)展。

此外，衛(wèi)星測高作為空間大地測量技術(shù)的應(yīng)用，是大地測量學(xué)、地球物理學(xué)和海洋學(xué)等學(xué)科交叉發(fā)展的基本技術(shù)之一，在確定海洋大地水準(zhǔn)面起伏和重力異常[45-46]、海洋與極地環(huán)境監(jiān)測[47]、有關(guān)海洋地球動力學(xué)現(xiàn)象監(jiān)測和解釋等方面[48]發(fā)揮了重要作用。衛(wèi)星重力在恢復(fù)地球重力場方面具有全球高覆蓋率、高空間分辨率、高精度和高時間重復(fù)率等優(yōu)點，在地下水儲量變化[49-50]、物質(zhì)遷移、資源勘探及海底地形反演[51]等方面具有獨特的作用，促進了大地測量和地球物理學(xué)科的交叉發(fā)展。例如，利用多源大地測量觀測資料為區(qū)域地球物理反演提供大地測量約束，建立新的聯(lián)合反演模式[52]；利用多源大地測量觀測也可以分析典型活動斷層發(fā)震能力及評估地震危險性，并為認(rèn)識地震孕育規(guī)律、發(fā)震能力及評估地震危險性等提供豐富的大地測量觀測信息。

(4) 新興學(xué)科快速發(fā)展。由于衛(wèi)星測高技術(shù)、航空重力測量技術(shù)以及海洋重力測量技術(shù)的發(fā)展，促進了海洋大地水準(zhǔn)面、海平面變化等分支學(xué)科的發(fā)展[53-56]；由于海底定位技術(shù)的進步，空、天、海及水下定位技術(shù)的發(fā)展，以及水下重力和磁力傳感器的進步，促進了水下導(dǎo)航定位理論的發(fā)展與技術(shù)進步[57]，進而促進了真正的“海洋大地測量學(xué)”(海洋物理大地測量和水下導(dǎo)航定位學(xué)科)的發(fā)展[58]。在國家重大需求牽引下，海洋大地測量與導(dǎo)航已逐漸成為當(dāng)前戰(zhàn)略性新興學(xué)科發(fā)展方向。

地震彈性回跳理論的提出推動了大地測量在地震科學(xué)研究中的廣泛應(yīng)用，出現(xiàn)了地震大地測量學(xué)。該學(xué)科方向側(cè)重利用大地測量(特別是空間大地測量)技術(shù)和 *** ，結(jié)合地震學(xué)(尤其是寬頻帶地震觀測)和構(gòu)造地質(zhì)成果，研究地球整體運動和地球自轉(zhuǎn)，并在此基礎(chǔ)上，研究地球的運動和變形[59]。高頻GNSS實時觀測技術(shù)的進步，有效彌補了地震學(xué)和地質(zhì)學(xué)在時間域和信號頻帶域上的不足。

大地測量學(xué)科發(fā)展的總趨勢是向地球科學(xué)縱深發(fā)展，其主要任務(wù)是監(jiān)測和研究地球動力學(xué)現(xiàn)象，研究地球本體的各種物理場，認(rèn)識與探索地球內(nèi)部的各種物理過程并揭示其規(guī)律[60]。空間大地測量技術(shù)不論在空間尺度還是精度水平方面，已經(jīng)能夠監(jiān)測地球動力學(xué)過程及其物理場的微小變化，促進動力大地測量學(xué)不斷向縱深發(fā)展，于是出現(xiàn)了GNSS地震學(xué)。

在物理大地測量學(xué)向地球物理學(xué)滲透和深入的進程中，出現(xiàn)了新興學(xué)科分支：物理大地測量學(xué)反演問題，即用物理大地測量的基本理論、 *** 研究地球內(nèi)部[61-62]。例如，依據(jù)物理大地測量學(xué)所界定的邊界場量，構(gòu)制和求解地球內(nèi)部重力場源的賦值模式等。這種交叉研究，一方面為物理大地測量獲取外部重力場結(jié)構(gòu)提供更加有效的等效場源，另一方面為反演真實地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)提供有意義的約束和判據(jù)。

地球的自轉(zhuǎn)運動可以通過歲差、章動、極移及日長變化來描述，上述參數(shù)稱為地球定向參數(shù)(earth orientation parameter，EOP)。EOP包含了豐富的地球動力學(xué)信息，在衛(wèi)星定軌、宇宙飛船跟蹤、天文動力學(xué)、深空探測等領(lǐng)域有著非常重要的應(yīng)用。受限于復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理過程，空間大地測量技術(shù)獲取的地球定向參數(shù)存在幾小時甚至幾天的滯后，因此地球定向參數(shù)的預(yù)報研究具有重要的理論和實用價值[64-66]，也是當(dāng)前大地測量領(lǐng)域的一個研究熱點。

衛(wèi)星測高、衛(wèi)星重力等衛(wèi)星大地測量技術(shù)開啟了獲取全球海洋觀測數(shù)據(jù)的新紀(jì)元，促進了海洋學(xué)和大地測量的結(jié)合，主要研究包括：確定海平面高、海洋重力場、海面地形、海底地形、海洋大地基準(zhǔn)，監(jiān)測海平面變化、海洋環(huán)流和海洋潮汐等動力環(huán)境參數(shù)，為海洋環(huán)境監(jiān)測提供位置及重力場等物理信息，在海洋科學(xué)研究和業(yè)務(wù)化應(yīng)用有重要作用[62-68]。

地球空間電離層效應(yīng)是GNSS測量中最復(fù)雜的誤差源之一：一方面，電離層效應(yīng)是制約GNSS技術(shù)在現(xiàn)代大地測量、衛(wèi)星導(dǎo)航、空間工程技術(shù)及載人航天等領(lǐng)域研究與應(yīng)用效能的核心科學(xué)技術(shù)問題之一；另一方面，日益豐富的高精度GNSS觀測資料及其精密處理策略，是精確模擬和監(jiān)測局部/區(qū)域/全球多尺度地球電離層TEC及電子密度的最有效途徑之一。于是，催生了GNSS電離層監(jiān)測理論。

此外，空間大地測量受到各種環(huán)境要素的影響而產(chǎn)生折射或反射，反過來，這些折射信號或反射信號又可以反映地球物理場結(jié)構(gòu)，于是，GNSS-R成為當(dāng)前空間大地測量與遙感學(xué)交叉研究方向之一。GNSS-R是一種利用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)反射信號對海洋、陸地或冰川雪地進行被動式遙感探測的技術(shù)[69]，可以進行海面測繪、海平面變化監(jiān)測、潮汐反演、海面風(fēng)浪場反演、海水鹽度估計等。在陸地遙感方面，由于微波波段對水分敏感，于是可以估計土壤濕度和植物生長量；在冰川雪地遙感方面，充分利用GNSS在時空分辨率上的優(yōu)勢，可以測量海冰厚度及積雪厚度、密度、粗糙度等。隨著GNSS-R反射測量技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦M一步拓展到海洋重力場反演，火山、地震形變等災(zāi)害監(jiān)測中。

重力場是地球基本物理場，是定義高程基準(zhǔn)的基礎(chǔ)[70]，而高程基準(zhǔn)系統(tǒng)是相關(guān)學(xué)科及國民經(jīng)濟建設(shè)不可或缺的基礎(chǔ)及基礎(chǔ)設(shè)施。傳統(tǒng)的測定重力位 *** 費時費力，難以解決全球高程基準(zhǔn)統(tǒng)一問題。基于廣義相對論，利用高精度原子鐘測定重力位屬于全新研究方向[71-72]，國內(nèi)外學(xué)者先后提出了測定重力位和海拔高的時鐘搬運法[73]和重力頻移法，以及利用GNSS信號直接測定重力位和海拔高的新 *** [74]，統(tǒng)稱時頻重力位測量法。基于廣義相對論，利用高精度原子鐘的時頻信號傳遞可測定任意兩點之間的重力位差及高程差，這是目前解決全球高程基準(zhǔn)統(tǒng)一的重要途徑，具有重要科學(xué)意義和廣泛應(yīng)用價值。為此，國際大地測量協(xié)會成立了專門分會機構(gòu)，其科學(xué)目標(biāo)之一就是利用高精度原子鐘測定重力位、海拔高與建立全球高程基準(zhǔn)系統(tǒng)。

依據(jù)基金委2020年項目指南中的國家自然基金申請代碼，地學(xué)四組(D04)包括大地測量學(xué)、地球物理學(xué)、應(yīng)用地球物理學(xué)、空間物理學(xué)等4個學(xué)科方向，當(dāng)前共設(shè)13個二級學(xué)科申請代碼。

大地測量盡管是一門古老而又發(fā)展迅速的學(xué)科，但是在基金委地球科學(xué)領(lǐng)域原來僅設(shè)1個二級學(xué)科代碼，即“大地測量學(xué)”。在大地測量學(xué)二級代碼下設(shè)了3個三級代碼。2018年增設(shè)成2個二級代碼，即增加了“工程測量學(xué)”。在基金委的支持下，大地測量學(xué)科得到了長足發(fā)展，基金申請人數(shù)逐年增加。但當(dāng)前的二、三級代碼共存的設(shè)置已難以滿足新時代學(xué)科發(fā)展的需求，迫切需要改革。

首先，二級學(xué)科代碼凸顯出學(xué)科布局不平衡。目前大地測量學(xué)方向僅包括“D0401大地測量學(xué)”和“D0413工程測量學(xué)” 2個二級學(xué)科代碼，如果不設(shè)三級代碼，則很難體現(xiàn)大地測量學(xué)科發(fā)展，且與其他地球物理學(xué)和空間物理學(xué)相比極不平衡，而且存在以二級學(xué)科代碼代替學(xué)科方向的現(xiàn)象。

其次，三級學(xué)科代碼分得過細(xì)。大地測量學(xué)下面包含3個三級學(xué)科代碼(D040101物理大地測量學(xué)、D040102動力大地測量學(xué)、D040103衛(wèi)星大地測量學(xué)(含導(dǎo)航學(xué)))，其中，動力大地測量是衛(wèi)星大地測量和物理大地測量與地球動力學(xué)交叉而生成的學(xué)科，在學(xué)科代碼受限的情況下，可以分解到其他大地測量分支學(xué)科。

最后，二級代碼與三級代碼并存導(dǎo)致學(xué)科代碼邏輯結(jié)構(gòu)不清晰。從原申請代碼排序來看，很難梳理出全局邏輯性。各個二級學(xué)科代碼有的代表是學(xué)科方向，有的代表的學(xué)科分支方向；各個二級學(xué)科代碼邏輯性不強、體量差異大，甚至類別相混，帶來的不僅是代碼名稱、順序問題，更可能帶來基金申請導(dǎo)向偏差，影響學(xué)科發(fā)展，并影響人才布局，對學(xué)科長遠(yuǎn)自然發(fā)展也極其不利。

對于地學(xué)四組大地測量學(xué)方向代碼調(diào)整，筆者通過集思廣益，廣泛聽取專家、學(xué)者的意見，基本形成了共識，認(rèn)為大地測量學(xué)科代碼調(diào)整應(yīng)遵循的原則是：

(1) 學(xué)科代碼要體現(xiàn)大地測量觀測手段的發(fā)展。

(2) 學(xué)科代碼要體現(xiàn)大地測量應(yīng)用領(lǐng)域的拓展。

(3) 學(xué)科代碼要體現(xiàn)大地測量分支學(xué)科的演進。

(4) 學(xué)科代碼要引領(lǐng)大地測量基礎(chǔ)理論的研究。

主要考慮如下4點：

(1) 基金委的申請代碼是學(xué)科布局和知識體系頂層設(shè)計的重要內(nèi)容之一，其核心目標(biāo)是要能更好地指導(dǎo)科研人員更為便捷、準(zhǔn)確地選擇研究領(lǐng)域。

(2) 學(xué)科代碼必須緊扣學(xué)科的內(nèi)涵和外延，不僅要能體現(xiàn)自然科學(xué)知識體系的創(chuàng)新性、前瞻性和融通過程，同時也要能向科學(xué)界釋放基金委和學(xué)部資助戰(zhàn)略的導(dǎo)向性信號及頂層設(shè)計的精神。

(3) 學(xué)科代碼調(diào)整從“分支學(xué)科”入手，貫徹基金委“二級學(xué)科代碼數(shù)不增加、不設(shè)置三級學(xué)科代碼”的精神，以分支學(xué)科為主來構(gòu)建二級學(xué)科代碼，化繁為簡，既注重學(xué)科傳承，又凸顯學(xué)科拓展與創(chuàng)新，把握當(dāng)前學(xué)科主流及國家戰(zhàn)略性新興方向的拓展需求。

(4) 學(xué)科代碼框架設(shè)計要清晰，申請代碼在表述上要具有高度概括性和嚴(yán)謹(jǐn)性，其內(nèi)容的體系性和結(jié)構(gòu)性較原版代碼均要顯著提高。

遵循上述調(diào)整原則，筆者提出了地學(xué)四組大地測量學(xué)方向代碼調(diào)整方案，即取消三級學(xué)科代碼，在大地測量學(xué)方向下設(shè)置3個二級學(xué)科代碼。如表 1所示。

表 1 基金委地學(xué)四組大地測量學(xué)方向?qū)W科代碼調(diào)整方案

Tab. 1 Adjustment scheme for sub-disciplines of geodetic subject in group 4 of NSFC-Geosciences

表選項

需要說明的是，盡管地震大地測量已經(jīng)引起大地測量與地震學(xué)者的關(guān)注，但是獨立成大地測量二級學(xué)科條件尚不成熟；此外，相對獨立的海洋大地測量，盡管屬于新的學(xué)科增長點，而且測量 *** 、環(huán)境要素影響，甚至測量原理都與陸地大地測量不同，可以增設(shè)成二級學(xué)科代碼，但是，考慮到學(xué)科代碼受限，而且海洋大地測量從業(yè)人員相對較少，暫時也可以不增設(shè)成新的二級學(xué)科。

大地測量學(xué)是地球科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科且發(fā)展迅速的學(xué)科。由于空間大地測量觀測系統(tǒng)發(fā)展迅速，傳統(tǒng)測定地球形狀和重力場為主的大地測量任務(wù)逐漸演化成地球形狀與重力場的變化監(jiān)測，促進了動力大地測量學(xué)的發(fā)展；由于觀測傳感器的進步，如水下聲吶、衛(wèi)星激光、衛(wèi)星雷達(dá)等傳感器的發(fā)展，海洋重力場、海洋大地測量基準(zhǔn)、水下導(dǎo)航等逐漸成為熱點研究主題，促進了海洋大地測量學(xué)科的實質(zhì)性進展；新的觀測手段不僅自身觀測精度得到顯著提升，而且這些新的高精度觀測對觀測環(huán)境的敏感度也在上升，進而使得利用現(xiàn)代大地測量觀測反演空間環(huán)境要素、海洋環(huán)境要素、地球內(nèi)部物質(zhì)遷移等成為可能，促進了大地測量學(xué)與地球科學(xué)的空間物理學(xué)、物理海洋學(xué)、地球物理學(xué)的交叉發(fā)展；智慧地球、智慧城市需求以及泛在測繪手段的進步，以城市大地測量、礦山大地測量、精密工程測量、山體滑坡監(jiān)測等為代表的應(yīng)用大地測量學(xué)得到長足的發(fā)展，科學(xué)內(nèi)涵不斷豐富，研究成果不斷豐富，逐漸成為大地測量學(xué)者關(guān)注的重要領(lǐng)域[75-76]。

盡管學(xué)科內(nèi)外部的交叉融合發(fā)展，但是不能將所有的新興研究熱點和學(xué)科方向都分別列為國家自然科學(xué)基金委的大地測量分支學(xué)科。于是，將大地測量整體學(xué)科分成衛(wèi)星大地測量學(xué)、物理大地測量學(xué)和應(yīng)用大地測量學(xué)，基本能夠包容現(xiàn)有大地測量學(xué)科領(lǐng)域，也能適應(yīng)近期大地測量發(fā)展方向。

在本報告的撰寫過程中，邊少鋒、張勤、李廣云、沈云中、朱建軍、袁運斌、程鵬飛、黨亞民、許才軍、姜衛(wèi)平、史俊波等人提供了寶貴的意見。

之一作者簡介：姚宜斌(1976―)，男，博士，教授，研究方向為GNSS近地空間環(huán)境學(xué)。E-mail:ybyao@whu.edu.cn

通信作者：楊元喜, E-mail : yuanxi_yang@163.com