作为GIS从业人员,我们有必要深入了解与GIS行业相关的理论知识,这样才能更好地掌握其本质。本文将基于多方文献资料,结合我们的理解,为大家全面地梳理大地水准面相关的知识。
一、概述
当我们谈论地球的形状时,常常会提到大地水准面。那么,什么是大地水准面呢?它与我们常说的水准面有何区别?接下来,我们将一同探讨这些问题。
二、水准面与大地水准面
1. 水准面
水准面是液体的静止表面,如一杯水的表面,是一个物理表面。在地球重力场中,测量正是在此表面进行的。
2. 大地水准面
大地水准面是地球重力场中与处于自由静止状态的平均海水面相重合或最为接近的重力等位面。它是研究地球自然表面形状的参考面。
三、地球重力场与EGM模型
地球的引力与惯性离心力共同作用,形成了一个复杂的地球重力场。为了更好地描述这个重力场,科学家们提出了地球重力场模型(EGM)。如EGM84、EGM96和EGM2008等模型,它们为世界大地测量系统提供了大地水准面参考。
四、大地水准面的特性与应用
大地水准面具有许多特性,如它具有连续闭合的曲面。它不仅是高程起算面,而且对于海洋学、地质学和地球物理学等领域都具有重要意义。为了明确地表示平均海水面的位置,人们设立了验潮站,长期观测海平面并取其平均位置作为该验潮站的平均海水面。
五、似大地水准面与CQG2000
在大地测量的高程计算系统中,有时采用似大地水准面。似大地水准面与大地水准面相当接近,但在实际应用中有所差异。我国已经研究和推算出了高精度、高分辨率并完整覆盖我国国土的似大地水准面CQG2000,这为我国的经济和国防建设以及地学研究任务提供了重要支持。
六、总结
虽然一个点上可以精密地确定平均海水面,但由于海面地形的影响,很难确定一个全球统一的等位面。各个或地区采用的作为高程基准的“大地水准面”可能存在差异。但通过地球重力场模型和先进的技术手段,我们可以更准确地描述和研究地球的形状。