基于復(fù)雜工程案例的測繪工程專業(yè)思政教育研究

丁磊香 高寧 楊甲 艾衛(wèi)濤

（河南城建學(xué)院 測繪與城市空間信息學(xué)院，河南 平頂山 467036）

1 引言

2016 年我國正式加入了《華盛頓協(xié)議》，中國高等教育取得了歷史性突破，工程教育認(rèn)證在中國發(fā)展迅速，2017 年中國工程教育認(rèn)證協(xié)會修訂了《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》，解決復(fù)雜工程問題是該標(biāo)準(zhǔn)[1]的一個(gè)重要內(nèi)容。因此，如何培養(yǎng)具有行業(yè)背景、適應(yīng)行業(yè)發(fā)展、具備解決復(fù)雜工程問題能力的人才是當(dāng)前高等教育需要解決的關(guān)鍵問題[2,3]。思政教育對于國家、社會、高校和大學(xué)生而言具有必要性，體現(xiàn)時(shí)代訴求[4]。為深入貫徹習(xí)近平總書記關(guān)于“大思政課”建設(shè)的重要指示精神，高校應(yīng)堅(jiān)持以習(xí)近平新時(shí)代中國特色社會主義思想為指導(dǎo)，始終成為培養(yǎng)社會主義事業(yè)建設(shè)者和接班人的主陣地。本文針對測繪工程專業(yè)，基于三個(gè)典型的測量案例，探討復(fù)雜工程和思政教育的有機(jī)結(jié)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(xiàn)代構(gòu)造運(yùn)動和演化、全球環(huán)境變化的理想場所，備受測繪和環(huán)境等科學(xué)工作者關(guān)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(xué)研究的需要，更是人類不斷追求最高、最好、最強(qiáng)精神的象征，是各國測量界關(guān)注的熱點(diǎn)。

2.1 珠穆朗瑪峰高程測量關(guān)鍵技術(shù)

從20 世紀(jì)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(shù)量還是質(zhì)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(yè)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(biāo)控制測量和峰頂測量的關(guān)鍵技術(shù)之一。坐標(biāo)控制測量包括首級坐標(biāo)控制和局部控制網(wǎng)，首級控制網(wǎng)共107 個(gè)GNSS 基準(zhǔn)站，局部控制網(wǎng)共61個(gè)GNSS 控制點(diǎn)，這61 個(gè)點(diǎn)同時(shí)也是水準(zhǔn)點(diǎn)，結(jié)合水準(zhǔn)測量獲取61 個(gè)點(diǎn)的GNSS 水準(zhǔn)實(shí)測高程異常。

高程控制測量包括精密水準(zhǔn)測量和三角高程測量，通過一、二、三等水準(zhǔn)測量獲取沿線各個(gè)測站的高程，對于水準(zhǔn)測量有困難的點(diǎn)位，采用測距三角高程進(jìn)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(chǎn)航空重力儀的數(shù)據(jù)，經(jīng)過卡爾曼濾波后，測線網(wǎng)交叉點(diǎn)差值RMS 為1.1mGal，地面重力測量共新測了210 點(diǎn)地面重力數(shù)據(jù)。此外，利用國產(chǎn)相對重力儀完成峰頂?shù)孛嬷亓y量，采集了人類歷史上第一個(gè)珠峰峰頂重力測量結(jié)果。

經(jīng)過上述外業(yè)測量后，還需進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和檢核計(jì)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(xué)家和國外相關(guān)機(jī)構(gòu)都將珠峰高程測量作為一個(gè)重大的科學(xué)難題予以關(guān)注。精準(zhǔn)的珠峰高程測量成果體現(xiàn)了一個(gè)國家的綜合實(shí)力和科技發(fā)展水平，更是國家主權(quán)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(yè)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(shù)實(shí)力和管理水平，彰顯了我國測繪工作者艱苦奮斗、無私奉獻(xiàn)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(yè)的學(xué)生，可在學(xué)習(xí)珠峰測量知識中，深刻領(lǐng)會測繪工作者的職業(yè)精神。

其次，珠峰高程測量可以激發(fā)學(xué)生的求知欲，珠峰的測量史從側(cè)面反映了人類對世界最高峰的認(rèn)識過程。測量珠峰高程，描繪珠峰地形地貌，是人類認(rèn)識地球、了解自然的過程，也是人類檢驗(yàn)科技水平、探索科技發(fā)展的過程。2020 珠峰測量中，以北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)為代表的國產(chǎn)測繪儀器裝備全面擔(dān)綱測量任務(wù)，充分展示了我國科技創(chuàng)新的豐碩成果。

最后，珠峰高程測量可以增強(qiáng)學(xué)生的主權(quán)意識。國土定期測繪，及時(shí)更新高精度測繪基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，服務(wù)國家經(jīng)濟(jì)、國防建設(shè)，是測繪工作者的責(zé)任和義務(wù)，給珠峰測量新高程，只是一個(gè)新開始。珠峰研究中的一系列數(shù)據(jù)成果，將為整個(gè)珠峰地區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)、地質(zhì)調(diào)查、地殼運(yùn)動、地形測繪、基礎(chǔ)建設(shè)等提供重要的技術(shù)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(guān)鍵工程，是國家高速公路網(wǎng)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(hù)港澳地區(qū)的繁榮穩(wěn)定，促進(jìn)珠江兩岸經(jīng)濟(jì)社會協(xié)調(diào)發(fā)展，起到至關(guān)重要的作用[7]，對我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)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(shè)的大型跨海交通工程。港珠澳大橋創(chuàng)造了多個(gè)世界之最，被英國《衛(wèi)報(bào)》評為“新世界七大奇跡”之一。

3.1 港珠澳大橋的關(guān)鍵測量技術(shù)

首級控制網(wǎng)是施工測量的基礎(chǔ)，港珠澳大橋跨海距離長，控制網(wǎng)布設(shè)困難，港珠澳大橋首級控制網(wǎng)涉及的測量技術(shù)包括：衛(wèi)星空間定位技術(shù)、三角高程測量技術(shù)、精密水準(zhǔn)測量技術(shù)、地球重力場理論和精化大地水準(zhǔn)面技術(shù)等。

施工控制測量遵循分級布網(wǎng)、逐級控制原則，施工前期利用首級控制網(wǎng)測量控制，待人工島具備條件時(shí)建立加密控制網(wǎng)，進(jìn)行各項(xiàng)施工控制測量。平面加密控制網(wǎng)采用GNSS 靜態(tài)測量、全站儀測量等技術(shù)；高程加密控制網(wǎng)采用跨海三角高程測量等技術(shù)。由于是島隧工程，根據(jù)沉管隧道工程測量特點(diǎn)，在人工島地區(qū)根據(jù)實(shí)際布設(shè)多個(gè)加密點(diǎn)，用于施工放樣。此外，還建設(shè)了GNSS 連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)，其差分信號能覆蓋大橋工程全部施工區(qū)域，實(shí)時(shí)定位精度可達(dá)厘米級。

施工測量是施工準(zhǔn)確的重要保證，涉及的測量技術(shù)主要有：GNSS-RTK 測量、全站儀測量、水準(zhǔn)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(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)可供參考[8]，常規(guī)測量技術(shù)存在較大困難，項(xiàng)目組采用了先進(jìn)的測量儀器和技術(shù)，保證了施工的順利進(jìn)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(fù)雜，常規(guī)測量存在較大困難，因此運(yùn)用了先進(jìn)的測量儀器和技術(shù)，為今后國內(nèi)橋隧施工測量提供大量寶貴經(jīng)驗(yàn)，是我國大國工程的典型范例，其涉及的測量理論和技術(shù)是復(fù)雜測繪工程的典型案例，通過該案例的講解，不僅可以使學(xué)生理解和掌握復(fù)雜測繪工程的相關(guān)理論，還可以進(jìn)行思政教育。

首先，可以對學(xué)生進(jìn)行愛國主義教育。港珠澳大橋建設(shè)任務(wù)充滿了挑戰(zhàn)，大橋的建設(shè)者們解決了多個(gè)世界難題，填補(bǔ)了眾多國內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)空白，刷新了多個(gè)世界紀(jì)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(jìn)一步堅(jiān)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(xù)弘揚(yáng)社會主義核心價(jià)值觀，弘揚(yáng)以愛國主義為核心的民族精神和以改革創(chuàng)新為核心的時(shí)代精神。

其次，可以對學(xué)生進(jìn)行職業(yè)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(yè)理想、端正的職業(yè)態(tài)度、扎實(shí)的職業(yè)技能、自覺的職業(yè)紀(jì)律和優(yōu)良的職業(yè)作風(fēng)。講解案例時(shí)，可以培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)熱情，讓學(xué)生樹立為國家發(fā)展貢獻(xiàn)力量的理想和信念，加強(qiáng)學(xué)生的職業(yè)道德教育，增強(qiáng)學(xué)生社會責(zé)任意識，促使學(xué)生熱愛本職工作，從而具有愛崗敬業(yè)的職業(yè)精神。

最后，可以對學(xué)生進(jìn)行生態(tài)文明教育。港珠澳大橋隧道地理位置特殊，周邊有眾多機(jī)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(tài)保護(hù)區(qū)。大橋的設(shè)計(jì)者和建設(shè)團(tuán)隊(duì)充分考慮了該海域的生態(tài)環(huán)境以及飛機(jī)起降和船舶通航，放棄在海面架設(shè)橋梁，而是在海面下建設(shè)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(tài)文明的典范，可以加強(qiáng)學(xué)生生態(tài)文明素養(yǎng)教育，培養(yǎng)學(xué)生正確的生態(tài)文明觀，使學(xué)生掌握基本的生態(tài)、環(huán)保知識，引導(dǎo)學(xué)生形成正確的生態(tài)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(shè)里程長、投資規(guī)模大、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高、運(yùn)行速度快，具有世界先進(jìn)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(jīng)濟(jì)帶，貫穿我國經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)好、人口密度高的東部地區(qū)，能帶動和輻射華北、華東、膠東乃至東北的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對促進(jìn)全國經(jīng)濟(jì)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(guān)鍵測量技術(shù)

由于京滬高鐵運(yùn)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(shù)，精度要保持在毫米級。京滬高鐵客運(yùn)專線無砟軌道鐵路工程測量的內(nèi)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(xiàn)三網(wǎng)合一的特點(diǎn)，即勘測控制網(wǎng)、施工控制網(wǎng)、運(yùn)營維護(hù)控制網(wǎng)坐標(biāo)和高程系統(tǒng)統(tǒng)一，起算基準(zhǔn)統(tǒng)一。平面控制網(wǎng)分四級布設(shè)：CP0、CPI、CPII、CPIII，高程控制網(wǎng)分兩級布設(shè)：線路水準(zhǔn)基點(diǎn)控制網(wǎng)和軌道控制網(wǎng)（CPIII）。

4.2 基于京滬高鐵的思政教育

京滬高鐵構(gòu)建了中國高鐵標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)體系，支撐了中國高速鐵路的快速發(fā)展，打造了技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、性價(jià)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(xué)生更加熱愛祖國，增強(qiáng)民族和文化的歸屬感、認(rèn)同感、尊嚴(yán)感與榮譽(yù)感。

中國鐵路工程系列測量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定和頒布，形成了較為完整的鐵路工程測量技術(shù)體系和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，體現(xiàn)了先進(jìn)測量技術(shù)在中國鐵路工程測量的應(yīng)用范圍和技術(shù)水平[7]。通過介紹先進(jìn)的鐵路工程測量技術(shù)，可以幫助學(xué)生樹立正確的職業(yè)觀，努力做好本職工作，全心全意為人民服務(wù)、為社會主義建設(shè)服務(wù)。

5 結(jié)語

將思政教育融入復(fù)雜工程問題案例，既保證思政教學(xué)的專業(yè)屬性，又保證了專業(yè)教學(xué)的思政屬性。在教學(xué)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(dǎo)學(xué)生，還要通過講授專業(yè)學(xué)科發(fā)展歷程、專業(yè)案例等內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)同我國發(fā)展取得的重大成就，堅(jiān)定“四個(gè)自信”，樹立正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀。在專業(yè)課教學(xué)時(shí)，充分挖掘其中的思政元素，隱性實(shí)現(xiàn)思想引領(lǐng)和價(jià)值觀塑造，構(gòu)建思政教學(xué)和專業(yè)教學(xué)同向同行的生態(tài)體系，有助于提升思政教育效果。