中國南極測繪研究中心

"中心"名譽主任鄂棟臣教授是我國著名的極地測繪專家、南北極測繪科學研究領域的學術帶頭人、國際南極研究科學委員會大地測量與地理信息工作組的中國常設代表。

從1984年參加中國首次南極考察至今, "中心"已連續參加了中國31次南極考察和6次北極考察，先後有100餘人次遠征南北兩極，有三人次在國家南極科學考察中榮立二等功。30年來，"中心"在國家海洋局極地考察辦公室和國家測繪局等有關部門的關心支持下，承擔了多項我國南北極測繪科學考察重點項目，其研究成果曾多次獲獎，其中，2002年獲得何梁何利地球科學與技術進步獎，1998年獲得國家科技進步二等獎，鄂棟臣教授受到江澤民等國家領導人的接見，1985年和1987年分別獲得國家測繪局科技進步一等獎等。

"中心"擁有一支精練的科研隊伍，其中教授18人（專職4人），副教授4人，講師5人，博士研究生15人，碩士研究生30人。

鄂棟臣， 1939年7月出生於江西省廣豐縣；教授、博士生導師、中國南極測繪研究中心創始人；中國著名極地測繪專家。現任武漢大學中國南極測繪研究中心主任，極地測繪科學國家測繪局重點實驗室主任，國際南極研究科學委員會（SCAR）地學常設工作組中國代表和專家組成員，湖北省南北極科學考察學會理事長。鄂棟臣教授多年來從事測繪高等教育和科學研究工作，是中國極地測繪與遙感信息工程科學考察研究的開拓者和學術帶頭人。從1984年參加中國首次南極考察開始，先後五次遠征南極、四次赴北極科考，其中一次到達北極點。曾任中國南極考察隊副隊長、黨委副書記等職。是中國南極長城站、中山站和北極黃河站三站的創建人之一，也是全國唯一參加過國家南北極考察“四首次”者，在他領導的22次南極測繪科學考察中，探索出一套適合南極特殊環境的完整的測繪科考技術體系。中國第一幅南極實測的精確地圖——長城站地形圖的測定者，中國第一個南極地名——長城灣的命名者，也是將中國測繪標誌埋設在北極點的第一人。二十多年來，他主持了多項測繪重點攻關項目，在南極現代地殼運動、重力場、南極地球形狀結構特徵和冰蓋環境變化、3S（GPS、RS和GIS）技術集成在南極應用研究等科學領域，取得了一批研究成果，曾獲得國家級科技進步二等獎，何梁何利基金地球科學與技術進步獎，多次獲得省部級科技進步一等獎。在他主持測繪的各種南極地圖上，命名了300多條得到國際承認的南極地名，填補了南極自古以來無中國人命名地名的歷史空白。他曾先後獲得湖北省優秀共產黨員、湖北省勞動模範、湖北省科技精英、有突出貢獻中青年專家、全國優秀科普作家、全國優秀科技工作者、“五一”勞動獎章。1989年國務院授予全國先進工作者稱號等。鄂棟臣教授主編出版了《南極現代地殼運動和遙感成圖研究》專著一本。其論文在PE&RS(PHOTOGRAMMETRIC ENGINEERING AND REMOTE SENSING) 、《中國測繪學報》、《武漢大學學報》、《極地研究》、《科學通報》等刊物上發表，並多次在國際南極研究科學委員會學術會議上宣讀。在全國各地作過500多場南北極科普和學術報告，包括香港、台灣在內，聽眾達幾十萬，取得了良好社會效益，引起了較大反響。

南極地區是地球上最後一個尚未確定歸屬的地區，它包括南極輻合帶（45°S～50°S）以南的南大洋和南極洲。南極洲是指南極大陸及其周邊島嶼，面積1400萬平方公里。由於它所處的獨特地理位置和氣候環境條件，使得南極地區與全球環境變化密切相關。南極科學考察研究，是國家對外展示科學技術進步和顯示綜合國力的一個宣傳窗口，它不僅體現了多國合作和競賽的大科學特徵，而且還具有政治色彩的國家行為，還涉及到國際上存在領土要求的問題。測繪科學由於具有地理位置的永久性測繪標誌埋設和具有國家版圖意義的地圖覆蓋等象徵性意義，因此，極地測繪學不僅是我國極地科學考察研究領域中不可缺少的重要組成部分，而且由於測繪學科本身特有的功能，還起著維護國家南極權益的作用。在南極測繪到那裡，就有維護國家權益到那裡。二十二年來，中國南極測繪研究中心在極地考察實踐中，將現代測繪高新科學技術與空間信息技術等應用於地球兩極地區科學考察研究，創立了一門新學科：極地測繪與遙感信息工程學。該學科是綜合利用現代大地測量學、遙感學和地理信息學以及相關地球科學 (如冰川、海洋、地質、環境學等)交叉滲透的理論和方法，通過獲取空間數據和信息，研究極地板塊運動、表面形態描繪及分佈特徵、冰雪、冰海環境變化及其動態過程，構建數字極地基礎框架等理論和技術的一門學科。從1984年中國首次南極考察開始至今，中國南極測繪研究中心巳派出了70餘人次赴南北極考察。作為一個極地考察單位，參加隊次之多、人員之多, 位於全國前列。“測繪尖兵”在地球兩端，歷盡千辛萬苦, 在極端惡劣的極區自然環境中, 發揚“一不怕苦，二不怕死”的獻身精神，探索出一套完整的符合中國國情的極地測繪技術體系，創出了一條具有中國特色的與國際接軌的極地研究途徑，培養出一支適合極地科考的研究隊伍。 1、極地測繪科學主要研究方向 方向一：極地大地測量地球動力學 主要研究任務包括：1。極地大地測量學基礎問題研究，其中重點是數據及信息處理理論及方法，中國兩極地區高精度大地測量參考系統的建立，國家極地考察中的基礎測繪保證研究，內陸冰蓋考察路線的精確導航定位技術研究等。2．南極板塊運動及其地球物理特徵研究，利用我國自主觀測以及國際南極合作共享的空對地連續監測數據和大地測量地球物理反演方法，對南極板塊進行不同尺度規模，包括東、西南極局部地區的地殼構造運動，進行極地地球動力學研究。3．極地地球重力理論及其應用研究，利用衛星重力探測技術和精細地球重力場的建模理論和方法，對極地重力場分佈和精細大地水準面結構特徵、冰雪負荷與兩極地球形狀特徵等問題進行研究。方向二：極地冰雪環境遙感理論和技術 主要研究任務是：地球兩極是地球的兩大冰雪圈，其動態過程與全球氣候、環境變化密切相關。通過非接觸感測器的遙感所獲得的空間數據和信息，是研究地球兩極可視地貌、監測極地冰雪環境變化、研究極區物質平衡的最可行最有效的技術手段。本方向研究重點是：南極和北冰洋的冰雪消融或增長，冰雪線位移和變化速率的遙感理論和方法研究；極區典型冰架、冰川演化遙感監測研究；南極蘭冰機理和分佈以及隕石富集條件研究；冰貌測繪及環境遙感監測，包括利用遙感、InSAR、航測等空間技術，研究極地冰貌影像及其動態過程以及人類活動對極區環境和生態分佈影響的監測等研究。方向三：數字南極地理信息基礎框架構建及可視化研究 主要研究任務是：構建中國南極網際網路地理信息基礎平台，包括資料庫、應用開發、網上發布等構件研究，為國家南極地考察行政部門和相關學科提供科學決策管理平台、資源共享平台、學科交叉分析平台，同時，也為社會廣大公眾服務；完成國際南極研究科學委員會(SCAR)組織的全南極國際網路電子地圖集(Cybercatograhpic Atlas of Antarctica)中國節點(Node)的構建合作研究，包括中國系統與加拿大網路中心繫統以及與其它國際節點間的鏈接等研究；極地各類電子多媒體地圖製作等理論和技術研究。 2、近期科研項目工作（1）南極內陸冰蓋考察測繪 南極內陸冰蓋區，野外考察極為困難，可採樣數據範圍及為有限。本項目從1996年底到1997年初，深入內陸300公里考察；1997年底至1998年初，延伸至500公里進行GPS定位測量並與中山站進行聯測；1998年底至1999年初，延長考察路線至內陸1100公里。在這三次內陸冰蓋考察中，進行GPS定位測量並與中山站進行聯測；同時負責冰蓋考察的導航和開展局部地區冰面地形測繪及遙感製圖工作。本項目首創地利用GPS技術手段採集極地冰蓋運動數據，並採用高精度的GPS靜態定位軟體GAMIT/GLOBK進行解算，首次獲得了冰蓋考察沿線厘米級精度的冰川水平運動速度及高程變化信息。在茫茫極地冰蓋，採用GPS定位儀輔以雷達的方式進行野外車隊的路線導航，探索出了在極端困難環境下的導航模式。中國第21次南極考察，測繪人成功踏上了DOME-A的最高點，在某種程度上來講，和我們當初登上南極大陸具有同樣的意義，彌補了其他國家在南極內陸考察的一個空白區域，能夠使得人們更全面地了解南極大陸的本來狀態，或者今後對人類生存的環境有可能產生的影響。並且為我們國家今後在南極內陸DOME-A地區建立新的科學考察站進行前期的工作奠定非常重要的基礎。 1985年，我國在西南極喬治王島建成了中國首個南極科考站——長城站。1989年又在東南極的拉斯曼丘陵建成了中山站。我國計劃在南極內陸建立第三個科考站，此次登頂冰穹A，完成了我國在“十一五計劃”期間建成第三個南極科考站的選址工作，並為在這一區域進一步開展科學考察拉開了帷幕。此次科考的圓滿成功，極大地提升了我國在南極事務上的發言權和影響力，締造了中國科技文明史上的又一次輝煌，同時也是全人類探索自然的又一壯舉。 （2）南極現代大地測量問題研究 上世紀九十年代中期在南極中山站、長城站建立GP S衛星跟蹤站，開展南極國際合作衛星GPS會戰觀測； 2004年7月在北極黃河站建立了我國第三個境外GP S衛星跟蹤站。這些跟蹤站目前工作正常。中山站GPS常年衛星跟蹤站的數據採集、傳輸、處理與分析工作正在進行之中。同時分別在南極半島地區和拉斯曼丘陵地區，選取七個站和四個站，構成區域性地殼運動監測網，利用高精度GPS靜態數據處理軟體進行地殼形變數據處理分析，探求中山站、長城站所在地區的地殼形變運動趨勢，其初步分析工作己順利完成。此外還開展中山站驗潮和澳中合作研究東南極平均海平面變化，目前已經安裝好現場驗潮儀，驗潮系統實現全自動化，己成功採集回第一批數據。 （3）南極遙感應用研究 在南極如此困難的地區，採用遙感技術是一種有效的手段，尤其是對於未到達過的地區。Grove山地無地面控制點數字衛星影像製圖研究，保證了首次進入南極未到達地區的順利到達。Grove山地地貌、藍冰和隕石分佈研究對在該地區預估隕石分佈並尋找到大量隕石起了指導性的作用，用遙感方法分析藍冰並指導搜索隕石在我國是第一次，國際上也不多見；中山站極紀錄冰川和達爾克冰川流速和流量遙感監測研究技術對研究南極冰雪物質平衡、冰雪消融、冰雪環境變化和產冰量等項研究有較大的科學價值。 （4）南極Grove山遙感測圖研究 格羅夫山地區位於中山站以南400~500公里處，屬南極冰蓋內的冰原角峰群。本項目首次在南極高寒冰區創造性地應用衛星差分GPS技術精確測圖獲得的成功。在被認為生命禁區的南極Grove山地冰蓋區域，為了解決我國地質填圖急需，測繪人員冒著生命危險，採用DGPS技術，於2000年在Grove山地核心區實地測定14000個GPS地形點，全站儀交會點200餘個，研製出1:25000和1:10000比例尺地形圖，為我國考察提供了國際史無先例的人工測定內陸冰蓋高原的精確地形圖。大批量野外地形點的採集是此次成圖的基礎和關鍵，採用后處理差分GPS技術配合全站儀解決這個難題。此外本項目首次在南極Grove山地區建立覆蓋10000平方公里的GPS衛星大地控制網。為了擴展考察範圍，滿足多學科需要，在極端艱難環境和惡劣氣候中，兩名測繪人員於2002年在Grove山地區埋設了10個象徵國家南極權益的永久性中國測繪標誌，利用雙頻GPS定位系統，與中山站GPS跟蹤站進行聯測定位，率先獲得覆蓋Grove山10000平方公里成圖面積的衛星GPS大地控制網。 （5）中國南極網際網路地理信息系統研究 網際網路南極地理信息系統在基於武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室GIS研究中心的軟體GeoStar的基礎上，由中國南極測繪研究中心和GIS研究中心共同合作開發的南極地理信息發布平台。對南極地理信息的獲取、組織和處理，考慮到系統的特殊性和數據的可用性，系統的設計遵循國際標準，以便於直接與各國採集的數據兼容。提供基本的英語界面，並且可以採用本地語言。系統模型在設計時考慮遵循先進性的原則，跟蹤國際的技術發展。 “中國南極網際網路地理信息系統”基礎服務共享平台不僅在國內產生了較大影響，而且在國際上也受到好評和較大影響。1999年，國際南極大地測量與GIS工作組在波蘭華沙召開南極地理信息系統學術討論會，並選用開發平台，本項目組在會上介紹了“中國南極網際網路地理信息系統”的技術特點和解決方案，得到與會專家的好評與重視，初步選定“中國南極網際網路地理信息系統”作為系統平台之一，並計劃於2000年和2004年兩次到武漢召開研討會，專門討論採用本項目組提出的”中國南極網際網路地理信息系統”基礎服務共享平台建立南極地理信息系統技術問題。在2002年於上海召開的“第27屆國際SCAR大會中”，國際地圖製圖學權威Taylor教授以中國南極地理信息庫為基礎，與中國、美國合作申請了多國南極賽博網路數碼電子地圖項目。 （6）北極地區地理環境信息動態以及重力場分佈研究 為國家北極科學考察的測繪保障工作進行超前性研究和準備，參加中國首次北極科學考察隊赴現場觀測和數據信息採集，分析了北冰洋浮冰運動信息；研究建立北極地區GIS的初步方案，對北極地區多信息集成的電子地圖系統進行了設計與製作。研究在北冰洋絕對重力測量可行性，測定了北極地區部分點位絕對重力值，進行事後數據處理。 （ 7）南北極地圖測繪 為滿足國家極地考察急需，測繪了覆蓋面積近二十萬平方公里的各類地圖，近年進行了大幅面、高精度《南極洲全圖》（1：550萬）、《北極地區圖》（1：5,00萬）的設計與製作，提供了大全開紙質彩色地圖和數字地圖光碟。去年九月又公開出版了南極多種比例尺系列地圖。《南極洲全圖》以二維圖形圖像可視化方法表示了岩面地形、冰面地形、裸岩的分佈、考察站、南大洋海底地形等要素，具有單幅圖多任務的可視化特色。該圖收集了國內外最新數據，將遙感圖像與傳統地圖形式有機地結合起來，是目前國內唯一、國際上信息量最大、可視化方法最全面的南極洲影像地圖。《北極地區圖》是我國目前唯一的一幅信息量大、高精度、可供考察使用的北極地圖，在中國首次北極科學考察中，及時提供使用，獲得破冰船船長和科考人員的一致好評，起到了測繪工作對科考的保證作用。這兩幅極區全圖，成果新穎，填補了我國在該領域的空白。 3. 已承擔過的測繪重點項目和獲獎情況 (1) 二十二年來，中國南極測繪研究中心承擔國家極地測繪重點攻關項目有： “七五”《中國首次南極測繪考察》 “八五”《南極現代地殼運動與遙感成圖研究》 “九五”《南極冰貌環境變遷與海平面變化和南極動力大地測量研究》 《北極考察測繪保證和冰態環境變化及絕對重力點建立的研究》 “十五”《南極地理信息獲取及其環境動態過程研究》 《中國考察地區南極基礎測繪》 《中國北極GPS衛星常年觀測站的建立和地理信息基礎框架構建》。 (2). 獲得省部級一等獎以上的科研成果獎項有： 1) 1985年 中國首次南極測繪考察成果 獲國家測繪局科技進步一等獎 (獨立完成) 2) 1997年 南極現代地殼運動和遙感成圖研究 獲國家測繪局科技進步一等獎 (獨立完成) 3) 1997年 中國南極科學考察研究 獲國家海洋局科技進步特等獎 (參加完成) 4) 1998年 南極現代測繪與遙感應用研究 獲國家級科技進步二等獎 (獨立完成) 5) 2002年 鄂棟臣獲何梁何利基金地球科學與技術進步獎（地球科學獎） 6) 2004年 中國首次北極科學考察 獲國家海洋局海洋創新成果一等獎 (參加完成) 7) 2004年 3S技術集成在極地冰貌環境與地殼動態過程中的應用研究 獲湖北省科技進步一等獎。(獨立完成) 8）2004年《南極洲全圖》獲測繪科技進步專項獎----優秀地圖地圖作品獎，並於2005年獲國際製圖大會傑出地圖作品獎。 4. 極地測繪科學實驗基地建設 在中國南、北兩極三個科學考察站，已建立有GPS衛星常年觀測站等固定實驗基地。在中山站與澳大利亞合作建立了東南極地區自動驗潮站。依託武漢大學中國南極測繪研究中心和黑龍江測繪局極地測繪工程中心建立了極地科學考察國家測繪局重點實驗室。 5．國際交流與合作 中國南極測繪研究中心是國際南極研究科學委員會(SCAR)地學科學工作組的主要成員之一，“中心”主任鄂棟臣教授曾任該國際組織地學工作組中國常設代表19年。二十年來“中心”先後參與SCAR組織的南極大地測量基礎框架和南極GIS兩大領域的國際合作項目研究，包括研究南極板塊運動的SCAR GPS會戰聯測、南極地圖、地名資料庫等。此外，“中心”還受SCAR委託，在武漢成功地組織召開了兩次有關南極地區的“GIS國際研討會”，提高了我國在南極考察領域中的國際地位，增強了我國在國際極地考察事務中的發言權。

1，總體思路 瞄準國際極地研究前沿，充分利用當代測繪與遙感信息工程科學研究的最新技術手段，拓展本學科在極地的研究領域和應用範圍，在邊緣學科和跨學科滲透應用中去創新，爭取在“十五”研究水平的基礎上有較大的提高。加大基礎測繪對我國極地科學考察的支撐力度，構建數字極地的基礎地理信息框架和全球範圍內的天、空、地一體化極地空間信息網格，為國家極地考察提供更科學高效率的共享服務技術支撐平台。 2，研究方向（1）完善我國極地基礎測繪工程的實施技術體系； （2）南極現代板塊運動及其動力學機制研究； （3）南大洋海面地形模型建立及其動態過程監測； （4）基於3S技術的南極冰雪環境變化和生態環境質量綜合評價； （5）建立全球範圍內的極地空間信息網格。