基于復雜工程案例的測繪工程專業思政教育研究

丁磊香 高寧 楊甲 艾衛濤

（河南城建學院 測繪與城市空間信息學院，河南 平頂山 467036）

1 引言

2016 年我國正式加入了《華盛頓協議》，中國高等教育取得了歷史性突破，工程教育認證在中國發展迅速，2017 年中國工程教育認證協會修訂了《工程教育認證標準》，解決復雜工程問題是該標準[1]的一個重要內容。因此，如何培養具有行業背景、適應行業發展、具備解決復雜工程問題能力的人才是當前高等教育需要解決的關鍵問題[2,3]。思政教育對于國家、社會、高校和大學生而言具有必要性，體現時代訴求[4]。為深入貫徹習近平總書記關于“大思政課”建設的重要指示精神，高校應堅持以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，始終成為培養社會主義事業建設者和接班人的主陣地。本文針對測繪工程專業，基于三個典型的測量案例，探討復雜工程和思政教育的有機結合。

2 珠穆朗瑪峰高程測量

珠穆朗瑪峰簡稱珠峰，位于青藏高原的中國和尼泊爾邊界，地處歐亞板塊和印度板塊邊緣的碰撞帶，是研究現代構造運動和演化、全球環境變化的理想場所，備受測繪和環境等科學工作者關注。珠峰是世界最高山峰，被稱作地球第三極。對珠峰的高程測量，不僅是科學研究的需要，更是人類不斷追求最高、最好、最強精神的象征，是各國測量界關注的熱點。

2.1 珠穆朗瑪峰高程測量關鍵技術

從20 世紀60 年代開始，我國先后對珠峰開展了7 次測量[5,6]（如表1 所示），取得了大量重要成果，無論數量還是質量，在諸多對珠峰的高程測量工作中均居于前列。最近的一次測量于2020 年完成，測得珠峰峰頂雪面正高（海拔高）為8848.86 米（基于IHRS），在本次測量中用到了較多測繪工程專業的核心知識，包括GNSS 測量、高程測量和重力測量等。

表1 中國對珠峰的測量工作

GNSS 測量是坐標控制測量和峰頂測量的關鍵技術之一。坐標控制測量包括首級坐標控制和局部控制網，首級控制網共107 個GNSS 基準站，局部控制網共61個GNSS 控制點，這61 個點同時也是水準點，結合水準測量獲取61 個點的GNSS 水準實測高程異常。

高程控制測量包括精密水準測量和三角高程測量，通過一、二、三等水準測量獲取沿線各個測站的高程，對于水準測量有困難的點位，采用測距三角高程進行高程傳遞。

重力測量包括航空重力測量和地面重力測量，航空重力測量最終采用了國產航空重力儀的數據，經過卡爾曼濾波后，測線網交叉點差值RMS 為1.1mGal，地面重力測量共新測了210 點地面重力數據。此外，利用國產相對重力儀完成峰頂地面重力測量，采集了人類歷史上第一個珠峰峰頂重力測量結果。

經過上述外業測量后，還需進行數據處理和檢核計算，最終確定珠峰高程。

2.2 基于珠峰高程測量的思政教育

珠峰是地球上的最高山峰，測量高程難度極大，世界各國科學家和國外相關機構都將珠峰高程測量作為一個重大的科學難題予以關注。精準的珠峰高程測量成果體現了一個國家的綜合實力和科技發展水平，更是國家主權的象征，具有重大的國際影響和社會效益，可以作為測繪工程專業典型的思政教育案例。

首先，珠峰高程測量顯示了我國測繪工作的整體技術實力和管理水平，彰顯了我國測繪工作者艱苦奮斗、無私奉獻的測繪精神，激勵全國測繪人在各自崗位更出色地工作。作為測繪工程專業的學生，可在學習珠峰測量知識中，深刻領會測繪工作者的職業精神。

其次，珠峰高程測量可以激發學生的求知欲，珠峰的測量史從側面反映了人類對世界最高峰的認識過程。測量珠峰高程，描繪珠峰地形地貌，是人類認識地球、了解自然的過程，也是人類檢驗科技水平、探索科技發展的過程。2020 珠峰測量中，以北斗衛星導航定位系統為代表的國產測繪儀器裝備全面擔綱測量任務，充分展示了我國科技創新的豐碩成果。

最后，珠峰高程測量可以增強學生的主權意識。國土定期測繪，及時更新高精度測繪基礎數據，服務國家經濟、國防建設，是測繪工作者的責任和義務，給珠峰測量新高程，只是一個新開始。珠峰研究中的一系列數據成果，將為整個珠峰地區的生態環境保護、地質調查、地殼運動、地形測繪、基礎建設等提供重要的技術支撐，并將全面提升對青藏高原的科研水平。

3 港珠澳大橋工程測量

港珠澳大橋連接香港、珠海和澳門，是跨越伶仃洋海域的關鍵工程，是國家高速公路網的重要組成部分。港珠澳大橋的建成將極大提升珠江三角洲的綜合競爭力，對維護港澳地區的繁榮穩定，促進珠江兩岸經濟社會協調發展，起到至關重要的作用[7]，對我國的經濟發展和結構轉型都有著重要意義，是我國“一國兩制”政策框架下粵港澳三地首次合作建設的大型跨海交通工程。港珠澳大橋創造了多個世界之最，被英國《衛報》評為“新世界七大奇跡”之一。

3.1 港珠澳大橋的關鍵測量技術

首級控制網是施工測量的基礎，港珠澳大橋跨海距離長，控制網布設困難，港珠澳大橋首級控制網涉及的測量技術包括：衛星空間定位技術、三角高程測量技術、精密水準測量技術、地球重力場理論和精化大地水準面技術等。

施工控制測量遵循分級布網、逐級控制原則，施工前期利用首級控制網測量控制，待人工島具備條件時建立加密控制網，進行各項施工控制測量。平面加密控制網采用GNSS 靜態測量、全站儀測量等技術；高程加密控制網采用跨海三角高程測量等技術。由于是島隧工程，根據沉管隧道工程測量特點，在人工島地區根據實際布設多個加密點，用于施工放樣。此外，還建設了GNSS 連續運行參考站系統，其差分信號能覆蓋大橋工程全部施工區域，實時定位精度可達厘米級。

施工測量是施工準確的重要保證，涉及的測量技術主要有：GNSS-RTK 測量、全站儀測量、水準儀測量、陀螺儀測量等。尤其是在沉管隧道施工過程中，沒有相關規范和標準可供參考[8]，常規測量技術存在較大困難，項目組采用了先進的測量儀器和技術，保證了施工的順利進行。

3.2 基于港珠澳大橋工程測量的思政教育

港珠澳大橋地形復雜，常規測量存在較大困難，因此運用了先進的測量儀器和技術，為今后國內橋隧施工測量提供大量寶貴經驗，是我國大國工程的典型范例，其涉及的測量理論和技術是復雜測繪工程的典型案例，通過該案例的講解，不僅可以使學生理解和掌握復雜測繪工程的相關理論，還可以進行思政教育。

首先，可以對學生進行愛國主義教育。港珠澳大橋建設任務充滿了挑戰，大橋的建設者們解決了多個世界難題，填補了眾多國內行業標準空白，刷新了多個世界紀錄。港珠澳大橋總體工程堪稱世界橋梁建造史上的新典范，為世界橋梁史寫下絕美華章、永載史冊。大橋建成通車，進一步堅定了我們對社會主義的道路自信、理論自信、制度自信、文化自信，我們要繼續弘揚社會主義核心價值觀，弘揚以愛國主義為核心的民族精神和以改革創新為核心的時代精神。

其次，可以對學生進行職業精神教育。港珠澳大橋的成功離不開測量工作者正確的職業理想、端正的職業態度、扎實的職業技能、自覺的職業紀律和優良的職業作風。講解案例時，可以培養學生的職業熱情，讓學生樹立為國家發展貢獻力量的理想和信念，加強學生的職業道德教育，增強學生社會責任意識，促使學生熱愛本職工作，從而具有愛崗敬業的職業精神。

最后，可以對學生進行生態文明教育。港珠澳大橋隧道地理位置特殊，周邊有眾多機場，伶仃洋航道每天有幾千艘船只通過，特別是有很多大型貨輪，而且其所在海域是中華白海豚生態保護區。大橋的設計者和建設團隊充分考慮了該海域的生態環境以及飛機起降和船舶通航，放棄在海面架設橋梁，而是在海面下建設超長的海底隧道，將橋梁通過人工島連接起來。該工程是生態文明的典范，可以加強學生生態文明素養教育，培養學生正確的生態文明觀，使學生掌握基本的生態、環保知識，引導學生形成正確的生態意識。

4 京滬高速鐵路工程測量

京滬高速鐵路（簡稱京滬高鐵）是我國第一條完全意義上的高速鐵路，建設里程長、投資規模大、技術標準高、運行速度快，具有世界先進水平。京滬高鐵起自北京，終到上海，跨越四省三市，全線長度1318 千米，連接我國兩大經濟帶，貫穿我國經濟基礎好、人口密度高的東部地區，能帶動和輻射華北、華東、膠東乃至東北的經濟發展，對促進全國經濟增長有重要意義，如圖1 所示。

圖1 京滬高鐵示意圖

4.1 京滬高鐵關鍵測量技術

由于京滬高鐵運行速度高，為了確保高速行駛下旅客列車的安全性和舒適性，要求京滬高鐵必須具有非常高的平順性和精確的幾何參數，精度要保持在毫米級。京滬高鐵客運專線無砟軌道鐵路工程測量的內容包括：平面高程控制測量、線下工程施工測量、沉降變形測量、軌道施工測量等[9]。

其中，精密控制測量體現三網合一的特點，即勘測控制網、施工控制網、運營維護控制網坐標和高程系統統一，起算基準統一。平面控制網分四級布設：CP0、CPI、CPII、CPIII，高程控制網分兩級布設：線路水準基點控制網和軌道控制網（CPIII）。

4.2 基于京滬高鐵的思政教育

京滬高鐵構建了中國高鐵標準與技術體系，支撐了中國高速鐵路的快速發展，打造了技術先進、安全可靠、性價比高的中國高鐵品牌，以京滬高速鐵路為代表的高鐵已成為中國的一張亮麗名片。通過介紹京滬高鐵取得的成就，可以讓學生更加熱愛祖國，增強民族和文化的歸屬感、認同感、尊嚴感與榮譽感。

中國鐵路工程系列測量技術標準的制定和頒布，形成了較為完整的鐵路工程測量技術體系和技術標準，體現了先進測量技術在中國鐵路工程測量的應用范圍和技術水平[7]。通過介紹先進的鐵路工程測量技術，可以幫助學生樹立正確的職業觀，努力做好本職工作，全心全意為人民服務、為社會主義建設服務。

5 結語

將思政教育融入復雜工程問題案例，既保證思政教學的專業屬性，又保證了專業教學的思政屬性。在教學中，不僅以馬克思主義理論和中國特色社會主義理論體系引導學生，還要通過講授專業學科發展歷程、專業案例等內容，引導學生認同我國發展取得的重大成就，堅定“四個自信”，樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀。在專業課教學時，充分挖掘其中的思政元素，隱性實現思想引領和價值觀塑造，構建思政教學和專業教學同向同行的生態體系，有助于提升思政教育效果。