南极地区是地球上最后一个尚未确定归属的地区，它包括南极辐合带（45°S～50°S）以南的南大洋和南极洲。南极洲是指南极大陆及其周边岛屿，面积1400万平方公里。由于它所处的独特地理位置和气候环境条件，使得南极地区与全球环境变化密切相关。 南极科学考察研究，是国家对外展示科学技术进步和显示综合国力的一个宣传窗口，它不仅体现了多国合作和竞赛的大科学特征，而且还具有政治色彩的国家行为，还涉及到国际上存在领土要求的问题。测绘科学由于具有地理位置的永久性测绘标志埋设和具有国家版图意义的地图覆盖等象征性意义，因此，极地测绘学不仅是我国极地科学考察研究领域中不可缺少的重要组成部分，而且由于测绘学科本身特有的功能，还起着维护国家南极权益的作用。在南极测绘到那里，就有维护国家权益到那里。 二十二年来，中国南极测绘研究中心在极地考察实践中,将现代测绘高新科学技术与空间信息技术等应用于地球两极地区科学考察研究,创立了一门新学科:极地测绘与遥感信息工程学。该学科是综合利用现代大地测量学、遥感学和地理信息学以及相关地球科学 (如冰川、海洋、地质、环境学等)交叉渗透的理论和方法，通过获取空间数据和信息，研究极地板块运动、表面形态描绘及分布特征、冰雪、冰海环境变化及其动态过程，构建数字极地基础框架等理论和技术的一门学科。 从1984年中国首次南极考察开始至今，中国南极测绘研究中心巳派出了70余人次赴南北极考察。作为一个极地考察单位，参加队次之多、人员之多, 位于全国前列。“测绘尖兵”在地球两端,历尽千辛万苦, 在极端恶劣的极区自然环境中, 发扬“一不怕苦，二不怕死”的献身精神，探索出一套完整的符合中国国情的极地测绘技术体系，创出了一条具有中国特色的与国际接轨的极地研究途径，培养出一支适合极地科考的研究队伍。 1、极地测绘科学主要研究方向 方向一：极地大地测量地球动力学 主要研究任务包括：1。极地大地测量学基础问题研究，其中重点是数据及信息处理理论及方法，中国两极地区高精度大地测量参考系统的建立，国家极地考察中的基础测绘保证研究，内陆冰盖考察路线的精确导航定位技术研究等。2．南极板块运动及其地球物理特征研究，利用我国自主观测以及国际南极合作共享的空对地连续监测数据和大地测量地球物理反演方法，对南极板块进行不同尺度规模，包括东、西南极局部地区的地壳构造运动，进行极地地球动力学研究。3．极地地球重力理论及其应用研究，利用卫星重力探测技术和精细地球重力场的建模理论和方法，对极地重力场分布和精细大地水准面结构特征、冰雪负荷与两极地球形状特征等问题进行研究。 方向二： 极地冰雪环境遥感理论和技术 主要研究任务是：地球两极是地球的两大冰雪圈，其动态过程与全球气候、环境变化密切相关。通过非接触传感器的遥感所获得的空间数据和信息，是研究地球两极可视地貌、监测极地冰雪环境变化、研究极区物质平衡的最可行最有效的技术手段。本方向研究重点是：南极和北冰洋的冰雪消融或增长，冰雪线位移和变化速率的遥感理论和方法研究；极区典型冰架、冰川演化遥感监测研究；南极兰冰机理和分布以及陨石富集条件研究；冰貌测绘及环境遥感监测，包括利用遥感、InSAR、航测等空间技术，研究极地冰貌影像及其动态过程以及人类活动对极区环境和生态分布影响的监测等研究。 方向三： 数字南极地理信息基础框架构建及可视化研究 主要研究任务是：构建中国南极互联网地理信息基础平台，包括数据库、应用开发、网上发布等构件研究，为国家南极地考察行政部门和相关学科提供科学决策管理平台、资源共享平台、学科交叉分析平台，同时，也为社会广大公众服务；完成国际南极研究科学委员会(SCAR)组织的全南极国际网络电子地图集(Cybercatograhpic Atlas of Antarctica)中国节点(Node)的构建合作研究，包括中国系统与加拿大网络中心系统以及与其它国际节点间的链接等研究；极地各类电子多媒体地图制作等理论和技术研究。 2、近期科研项目工作 （1）南极内陆冰盖考察测绘 南极内陆冰盖区，野外考察极为困难，可采样数据范围及为有限。本项目从1996年底到1997年初，深入内陆300公里考察；1997年底至1998年初，延伸至500公里进行GPS定位测量并与中山站进行联测；1998年底至1999年初，延长考察路线至内陆1100公里。在这三次内陆冰盖考察中，进行GPS定位测量并与中山站进行联测；同时负责冰盖考察的导航和开展局部地区冰面地形测绘及遥感制图工作。本项目首创地利用GPS技术手段采集极地冰盖运动数据，并采用高精度的GPS静态定位软件GAMIT/GLOBK进行解算，首次获得了冰盖考察沿线厘米级精度的冰川水平运动速度及高程变化信息。在茫茫极地冰盖，采用GPS定位仪辅以雷达的方式进行野外车队的路线导航，探索出了在极端困难环境下的导航模式。 中国第21次南极考察，测绘人成功踏上了DOME-A的最高点，在某种程度上来讲，和我们当初登上南极大陆具有同样的意义，弥补了其他国家在南极内陆考察的一个空白区域，能够使得人们更全面地了解南极大陆的本来状态，或者今后对人类生存的环境有可能产生的影响。并且为我们国家今后在南极内陆DOME-A地区建立新的科学考察站进行前期的工作奠定非常重要的基础。 1985年，我国在西南极乔治王岛建成了中国首个南极科考站——长城站。1989年又在东南极的拉斯曼丘陵建成了中山站。我国计划在南极内陆建立第三个科考站，此次登顶冰穹A，完成了我国在“十一五计划”期间建成第三个南极科考站的选址工作，并为在这一区域进一步开展科学考察拉开了帷幕。此次科考的圆满成功，极大地提升了我国在南极事务上的发言权和影响力，缔造了中国科技文明史上的又一次辉煌，同时也是全人类探索自然的又一壮举。 （2）南极现代大地测量问题研究 上世纪九十年代中期在南极中山站、长城站建立GP S卫星跟踪站，开展南极国际合作卫星GPS会战观测； 2004年7月在北极黄河站建立了我国第三个境外GP S卫星跟踪站。这些跟踪站目前工作正常。中山站GPS常年卫星跟踪站的数据采集、传输、处理与分析工作正在进行之中。同时分别在南极半岛地区和拉斯曼丘陵地区，选取七个站和四个站，构成区域性地壳运动监测网，利用高精度GPS静态数据处理软件进行地壳形变数据处理分析，探求中山站、长城站所在地区的地壳形变运动趋势，其初步分析工作己顺利完成。 此外还开展中山站验潮和澳中合作研究东南极平均海平面变化，目前已经安装好现场验潮仪，验潮系统实现全自动化，己成功采集回第一批数据。 （3）南极遥感应用研究 在南极如此困难的地区，采用遥感技术是一种有效的手段，尤其是对于未到达过的地区。Grove山地无地面控制点数字卫星影像制图研究，保证了首次进入南极未到达地区的顺利到达。Grove山地地貌、蓝冰和陨石分布研究对在该地区预估陨石分布并寻找到大量陨石起了指导性的作用，用遥感方法分析蓝冰并指导搜索陨石在我国是第一次，国际上也不多见；中山站极纪录冰川和达尔克冰川流速和流量遥感监测研究技术对研究南极冰雪物质平衡、冰雪消融、冰雪环境变化和产冰量等项研究有较大的科学价值。 （4）南极Grove山遥感测图研究 格罗夫山地区位于中山站以南400~500公里处，属南极冰盖内的冰原角峰群。本项目首次在南极高寒冰区创造性地应用卫星差分GPS技术精确测图获得的成功。在被认为生命禁区的南极Grove山地冰盖区域，为了解决我国地质填图急需，测绘人员冒着生命危险，采用DGPS技术，于2000年在Grove山地核心区实地测定14000个GPS地形点，全站仪交会点200余个，研制出1:25000和1:10000比例尺地形图,为我国考察提供了国际史无先例的人工测定内陆冰盖高原的精确地形图。大批量野外地形点的采集是此次成图的基础和关键，采用后处理差分GPS技术配合全站仪解决这个难题。 此外本项目首次在南极Grove山地区建立覆盖10000平方公里的GPS卫星大地控制网。为了扩展考察范围，满足多学科需要，在极端艰难环境和恶劣气候中，两名测绘人员于2002年在Grove山地区埋设了10个象征国家南极权益的永久性中国测绘标志，利用双频GPS定位系统，与中山站GPS跟踪站进行联测定位，率先获得覆盖Grove山10000平方公里成图面积的卫星GPS大地控制网。 （5）中国南极互联网地理信息系统研究 互联网南极地理信息系统在基于武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室GIS研究中心的软件GeoStar的基础上，由中国南极测绘研究中心和GIS研究中心共同合作开发的南极地理信息发布平台。对南极地理信息的获取、组织和处理，考虑到系统的特殊性和数据的可用性，系统的设计遵循国际标准，以便于直接与各国采集的数据兼容。提供基本的英语界面，并且可以采用本地语言。系统模型在设计时考虑遵循先进性的原则，跟踪国际的技术发展。 “中国南极互联网地理信息系统”基础服务共享平台不仅在国内产生了较大影响，而且在国际上也受到好评和较大影响。1999年，国际南极大地测量与GIS工作组在波兰华沙召开南极地理信息系统学术讨论会，并选用开发平台，本项目组在会上介绍了“中国南极互联网地理信息系统”的技术特点和解决方案，得到与会专家的好评与重视，初步选定“中国南极互联网地理信息系统”作为系统平台之一，并计划于2000年和2004年两次到武汉召开研讨会，专门讨论采用本项目组提出的”中国南极互联网地理信息系统”基础服务共享平台建立南极地理信息系统技术问题。在2002年于上海召开的“第27届国际SCAR大会中”，国际地图制图学权威Taylor教授以中国南极地理信息库为基础，与中国、美国合作申请了多国南极赛博网络数码电子地图项目。 （6）北极地区地理环境信息动态以及重力场分布研究 为国家北极科学考察的测绘保障工作进行超前性研究和准备，参加中国首次北极科学考察队赴现场观测和数据信息采集,分析了北冰洋浮冰运动信息；研究建立北极地区GIS的初步方案，对北极地区多信息集成的电子地图系统进行了设计与制作。研究在北冰洋绝对重力测量可行性，测定了北极地区部分点位绝对重力值，进行事后数据处理。 （ 7）南北极地图测绘 为满足国家极地考察急需，测绘了覆盖面积近二十万平方公里的各类地图，近年进行了大幅面、高精度《南极洲全图》（1：550万）、《北极地区图》（1：5,00万）的设计与制作，提供了大全开纸质彩色地图和数字地图光盘。去年九月又公开出版了南极多种比例尺系列地图。《南极洲全图》以二维图形图像可视化方法表示了岩面地形、冰面地形、裸岩的分布、考察站、南大洋海底地形等要素，具有单幅图多任务的可视化特色。该图收集了国内外最新数据，将遥感图像与传统地图形式有机地结合起来，是目前国内唯一、国际上信息量最大、可视化方法最全面的南极洲影像地图。《北极地区图》是我国目前唯一的一幅信息量大、高精度、可供考察使用的北极地图，在中国首次北极科学考察中，及时提供使用，获得破冰船船长和科考人员的一致好评，起到了测绘工作对科考的保证作用。这两幅极区全图，成果新颖，填补了我国在该领域的空白。 3. 已承担过的测绘重点项目和获奖情况 (1) 二十二年来,中国南极测绘研究中心承担国家极地测绘重点攻关项目有： “七五”《中国首次南极测绘考察》 “八五”《南极现代地壳运动与遥感成图研究》 “九五”《南极冰貌环境变迁与海平面变化和南极动力大地测量研究》 《北极考察测绘保证和冰态环境变化及绝对重力点建立的研究》 “十五”《南极地理信息获取及其环境动态过程研究》 《中国考察地区南极基础测绘》 《中国北极GPS卫星常年观测站的建立和地理信息基础框架构建》。 (2). 获得省部级一等奖以上的科研成果奖项有： 1) 1985年 中国首次南极测绘考察成果 获国家测绘局科技进步一等奖 (独立完成) 2) 1997年 南极现代地壳运动和遥感成图研究 获国家测绘局科技进步一等奖 (独立完成) 3) 1997年 中国南极科学考察研究 获国家海洋局科技进步特等奖 (参加完成) 4) 1998年 南极现代测绘与遥感应用研究 获国家级科技进步二等奖 (独立完成) 5) 2002年 鄂栋臣获何梁何利基金地球科学与技术进步奖 （地球科学奖） 6) 2004年 中国首次北极科学考察 获国家海洋局海洋创新成果一等奖 (参加完成) 7) 2004年 3S技术集成在极地冰貌环境与地壳动态过程中的应用研究 获湖北省科技进步一等奖。(独立完成) 8）2004年《南极洲全图》获测绘科技进步专项奖----优秀地图地图作品奖，并于2005年获国际制图大会杰出地图作品奖。 4. 极地测绘科学实验基地建设 在中国南、北两极三个科学考察站，已建立有GPS卫星常年观测站等固定实验基地。 在中山站与澳大利亚合作建立了东南极地区自动验潮站。 依托武汉大学中国南极测绘研究中心和黑龙江测绘局极地测绘工程中心建立了极地科学考察国家测绘局重点实验室。 5．国际交流与合作 中国南极测绘研究中心是国际南极研究科学委员会(SCAR)地学科学工作组的主要成员之一，“中心”主任鄂栋臣教授曾任该国际组织地学工作组中国常设代表19年。 二十年来“中心”先后参与SCAR组织的南极大地测量基础框架和南极GIS两大领域的国际合作项目研究，包括研究南极板块运动的SCAR GPS会战联测、南极地图、地名数据库等。此外，“中心”还受SCAR委托，在武汉成功地组织召开了两次有关南极地区的“GIS国际研讨会”，提高了我国在南极考察领域中的国际地位，增强了我国在国际极地考察事务中的发言权。
