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本科四年是在武汉大学的珞珈山水间度过的。
合并后的武汉大学是在珞珈山上,东湖之畔。那个时候我经常在不同的校区游荡。往往在晚饭后,就要在校园里转悠一圈,感受下山和水的氛围,然后再去图书馆。
有一天,在山上走的时候,突然想起来,这山顶相对东湖水面究竟多高?所谓海拨高度意义其实不大,那是相对遥远的海平面的,而且对想通过登山来锻炼身体的人来讲也没有意义。大致一想,这个问题还不是那么简单。比较麻烦的一点是,我所在的山是看不到东湖岸的,中间隔着别的山峰。
我自己一时想不出办法。不过,合并后的武汉大学包括原来的武汉测绘科技大学,有非常强的测绘学科。所以,我至少可以找人请教。于是在bbs珞珈山水上发了个帖。很快有人回了。
他给了两个办法,第一个办法最简单但是也不是很现实,就是找一个高精度的地图比如军事地图,上面自然有每个山峰的海拨。第二个办法就是自己动手测量。具体原理就是利用三角学。一个三角形,如果知道一边的长度和两个角的角度,那么这个三角形就确定了,剩下两边就可以利用三角学计算出来。所以,大致的策略的是,找几个介于珞珈山顶和东湖水面上某点的过渡点,要求是相邻的过渡点彼此在视野范围内,这样便可以测量夹角。最好这些过渡点这间的距离可以精确测量。这样有了合适的距离和角度,就可以确定未知的长度。
第一次,我意识到原来三角学的最直接的应用是测绘地图。后来通过一些科普读物了解到,当初世界范围内的大规模高精度的地图测绘,就是这个原理。有趣的是,据说当年法国人完成了首次高精度的法国地理测绘后发现,其实法国之前的地图有很大错误。法国皇帝埋怨工程师说,你让我损失了几百平方公里的土地!印度的地图是英国人绘制的。据说,当年为了绘制全印度的地图,在印度各地建立了很多高塔。晚上在塔顶燃起火,通过测量塔塔之间的夹角距离来绘制地图。据说今天这些塔依然存在。如果哪天有机会去印度,应该去瞻仰下。值得一提的是,最高峰珠目朗玛就是这样被确定的。
可以预料的是,这样的测量方案在实际中会遇到一个问题,就是自洽与否。从一点到另外一点,有很多不同的过渡路径。不同路径确定的位置通常由于测量误差是不完全吻合的,就是不自洽。这里便产生一个如何处理误差的问题。因为这个实际的问题,高斯提出了他著名的最小二乘法。此外,还可以料想的是,过渡点的选取非常重要。如何通过选取过渡点,使得测量误差尽可能地小,这肯定也不是一个平凡的问题。
我一直想着实施这样一次测量。可惜,这个愿望也跟很多其他愿望一样成了大学四年的一个遗憾。
来德国后,一个强烈的印象是德国的云比中国的低。我也想什么时候有时间组织大家一起实施一次测量,来确定德国的云究竟多高。有1000米高吗?
中国吃货在一起除了吃还可以搞点别的新鲜玩意嘛。
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GMT+8, 2024-12-25 15:36
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