地球時空的起點——參觀格林尼治天文臺散記

２６ 河北遙感 ２０１ ２年第２期

地球時空的起點

參觀格林尼治天文臺散記

吳景勤

應英國ＢＣＰＣ公司的邀請，我有幸隨考察團，出

江河日下，一去不返，頓生時空無限，人生幾何的

訪了英國、德國等地。期間，我以一位測繪工作者

特有的朝圣般的虔誠與激動抽空專程前往格林尼治 我饒有興趣地盯著那務聞名遐邇的０。經線，

小鎮參觀了向往已久舉世聞名的格林尼治天文臺。 它是從可以開合的天文臺穹頂內的精密儀器中以綠

格林尼治天文臺，是英國皇家天文臺所在地，

世界計算時間和地球經度的起點。它位于倫敦東南

泰晤士河南岸——格林尼治小鎮的格林尼治公園小 嵌入地面的鋼條上刻出０。０ ０”的標記。在鋼條

山上。

格林尼治公園真是人與自然和諧相處的溫馨樂

園！

我一下車，頓覺淹沒于一個鮮花的海洋：碼

頭遮陽篷支架上，一溜排掛著無數盆姹紫嫣紅的鮮 倘若你蕩舟在泰晤士河上，一定會驚訝地發現

花，花朵連同藤蔓如瀑布般下垂，在夏日的輕風中

裊裊起舞。看那街道電線桿上、商店門前、樓房窗

臺、住戶花園里，無處不搖曳著叫不出名子的燦若

星辰的鮮花。偶見一穿著蘇格蘭花格短裙的男子匆 早期天文學家在此觀察天象、探索宇宙奧秘的自制

匆從花間走過，異國風情在此閃亮，成為令人過目 儀器，以及他們簡陋的住所。在生活極端艱苦且不

不忘的風景。格林尼治小鎮因天文臺而享名天下， 為人理解的年代里，他們孜孜不倦，鍥而不舍地邀

勤勞好客的居民又以鮮花裝扮家園，抒發作為格林

尼治人的快樂與自豪。

穿過鮮花小鎮，進入金花題門的格林尼治公 這樣不計名利與享受的科學家，真是令人肅然起

園。在英國，凡是有皇室成員工作、居住或王室授

權設立的機構都有這樣的標志。格林尼治皇家天文

臺于１６７５年建立，英王查爾斯二世指定約翰?佛萊 為天文測量是從星空開始。這次參觀格林尼治天文

門斯蒂作為他的首席皇家天文學家，來研究“天體

的運動和行星的位置，找出非?？释慕浂任恢靡?不是星空，而是海洋。

完善航海技術。作為皇家天文臺所在地，格林尼治

公園才有此金色雕花大門的殊榮。 海者來說，能否準確計時，是生死攸關的事。因為

天文臺進門處有一個時間球和精確顯示格林尼

治時間的民用鐘，此鐘為２米多高的柜形電子鐘，

時間精確到微秒，數字飛速閃動，使人感到時間如

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憑航海經驗臆測經度，確定航向。如果錯了，般只

就會走錯航向，甚至會擱淺或觸礁，這樣的事故在

裁判再怎么殘酷也不能完全根除的好奇心，而科學

“有用”的一面，也會逼迫人們去努力。

航海史上屢見不鮮。１７０７年，一支由克勞斯利爵士 人類在知道地球是一個球體之后，便開始研究

率領的英國艦隊，因測錯了經度而失事，使４艘艦

只被毀，兩千多人葬身魚腹。為解決測定航海經度

以經、緯度來確定地球上任一點的位置。緯度的界

定比較容易，因為在近幾千年里，地球自轉軸的北

問題，早在１６７５年英王查理二世下令在倫敦東南泰

極始終指向一顆普通的二等星一一小熊座Ｑ，中文

晤士河畔的格林尼治村興建天文臺。天文學家經過 名北辰，另有一個更著名的稱呼：北極星。從地面

百余年的努力。終于研究出了一套科學的計時法，

并把這個天文臺的子午線，作為地理經度測量和計 它就在頭項；站在赤道，它就在非常靠近地平線的

時系統的起點。全世界的航海者只要以格林尼治天

文臺的子午線為起點，便可以在航行中準確地測出 是觀察者所處的緯度。當然，目前北極星的方向與

自己船只的正確位置和當時的時間。格林尼治天文 地球的自轉軸并不完全重合，還略有一點差異。而

臺的科學研究，為繁榮海上航運事業、避免航海事

故作出了貢獻。當格林尼治天文臺確定自己的子午 不總會是小熊座Ｑ，所謂皇帝輪流做，隔幾千年就

線時，世界上有些國家根據本國的地理條件，也確

定了自己的子午線，這樣就容易造成混亂。為了解

決這個問題，１８８４年１０月ｌ３日，二十多個國家的代 然是在赤道，無可非議。而零經度卻是可隨便定義

表在美國華盛頓召開會議，就使用統一的國際標準 的，并沒有哪條子午線特別一些。航海者把出發點

時間和統一的子午線問題作出決議，規定通過格林

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氣污染的干擾。同時，它又靠近泰晤士河，并非偏 米、重１．４５千克的大懷表?，F在我們有了原子鐘和

全球衛星定位系統，可以迅速準確地計量時間、定

僻。當時，為了畫一張精準的天空星圖，必須把望

遠鏡固定架設在一條子午線（或緯線）上，記錄星 位經緯度，比航海鐘和航海歷要方便得多了。但在

星出現在子午線上方的時間 在同一條子午線上作 那個時代，Ｈ４的問世的確是一項重大變革。

數千次觀測，將不同時間的數據對比、融合，才能

與此同時，他們還發明了反射式象限儀，使航

海者可以更精確方便地測定天體之間的夾角。同時 畫出較準確的星圖。但是，設計的天文臺是在一座

發明了“月距法”，用月亮相對于恒星的視運動來

塔樓的地基上造起來的八角房，朝向稍微有點偏

西，并非正對著子午線方向。于是棄八角房間不 確定經度，這為天文測量注入了新的活力。

用，在花園里造了一個小棚子，裝上可以開合的屋 １８４４年１０月的國際子午線大會，不僅確定了格

頂，在磚墻上標出自己的子午線，此后４３年如一日 林尼治子午線為國際本初子午線，并且同意以格林

地在倫敦清冷的空氣里觀察星星位置的變遷。

盡管用天文方法確定經度方面取得了一些進

展，但并未能達到有效的精度，而且用起來也太麻

煩。１７０７年，英國皇家海軍的四艘艦艇在意大利西 在建成之后大約ｌ５０年的時間里，天文臺的工

西里島附近觸礁沉沒，死亡人數約２０００人，超過后 作人員始終只有臺長本人和兩名助手。到１９世紀

來的泰坦尼克海難。公眾為這一悲慘事故所震驚， 末，全職工作人員增２￣Ｎ２５名左右，其中約一半人

敦促政府尋求精確確定經度的方法。１７１４年，國會 承擔龐雜的計算工作。一些助手本身也是出色的天

任命了由多位專家組成的“經度委員會”，由牛頓 文學家，但大多數助手的生活相當單調辛苦而且清

領導。委員會懸出巨額賞金征求經度問題的解答， 貧，因為臺長往往比較看重對天文學家的獻身精

許諾誤差不超過６０海里的方法可獲ｌ萬鎊，不超過

４０海里者ｌ萬５千鎊，誤差３０海里以下的則可獲２萬 臺長拒絕了女王提出給他本人加薪的建議，他考慮

鎊——這在當時是一筆驚人的巨款。荷蘭、西班

牙、法國也已懸出類似的巨額賞金。重賞之下必有

勇夫，種種千奇百怪的設想送到經度委員會的案

頭，但都不能解決問題。讓我們感到驚奇的是，最 學研究的地方。附近的電站和火車干擾磁力儀器，

終解決這一問題的，不是天文學家，不是數學家，

而是一位鐘表匠約翰?哈里森。他出生于１６９３年，

是一位鄉村木匠的兒子，他通過自學掌握了制造鐘 分離出來。ｌ９４６年，天文臺宣布搬遷到蘇塞克斯

表的原理和技能。ｌ７３０年，他帶著研究了４年的航

海鐘設計方案離開了家鄉林肯郡前往倫敦，去見當 再是格林尼治天文臺臺長的同義詞。１９５４年５月進

時的格林尼治天文臺長哈雷。哈雷友善地接待了

哈里森，借給他２５０鎊來制作這個臺式的大型航海 天文臺所在地的歷史結束?，F在，大多數觀測數

鐘。

２０１ ２年第２期 科技博覽 ２０

我們在綠草如茵的格林尼治公園里沿林蔭道而上，看著山坡上三三兩兩的游人和在樹上活蹦活跳的松

鼠，望著天文臺既不高大也不豪華的建筑，十分輕松閑適。

自１９９９年１２月起，子午線房間的激光器還射出一束綠色激光劃破夜空，稱為“千年激光子午線”。時

間即是空間。北京與格林尼治的的經度相差１１６度，也就是說，北京的正午要比格林尼治早到約８個小時。

我和許多參觀者一樣，腳跨地面上的這條金屬線——國際本初子午線，腳踏地球東西半球，感覺真的

很酷?？粗境踝游缇€的說明“經度０度０分０秒”，還有門口磚墻上大鐘的“本鐘為全世界指示時間”文

字，我真切地感到它似乎穿越了地球、天文、測繪秒學的時空，傳遞著船堅炮利的大英帝國當年稱霸世界

的殘余痕跡，與遙感（Ｒｓ）、全球衛星定位系統（ＧＰＳ）和地理信息系統（ＧＩＳ）現代測繪科學一脈相承。

車 半 ｝ 木 宰 幸 車 木 木 術 術 木 幸 木 木 棗 木 車 木 幸 幸 宰 木 牛 奉 棗 木 豐 幸 宰 掌 宰 幸 木 牛 豐

（上接第２５頁）

２．１．４地圖輸出階段：

動、直觀和易于理解，并根據不同的應用目的輸出

此階段利用數據視圖和制版視圖進行頁面設 各種形式的專題圖表。ＧＩＳ技術改善和優化了專題

計，處理圖的大小與打印機的匹配，并且可以輸出 圖制作方式，豐富了專題圖內容，同時，專題圖也

為相應圖片的格式進行保存。

很好地承載、表達、傳輸了ＧＩＳ數據，為ＧＩＳ數據的

２．２應用ＧＩＳ制作河北省水質狀況專題圖

應用和表達提供了良好的手段。隨著地理數據庫數

２．２．１數據準備與分析

據量的海量化和數據內容的豐富，地理數據的合理

數據源：河北?。保海玻等f電子地圖，河北省水

化有效利用已經成為人們關注的焦點之一，如何從

質狀況統計數據，將河流要素和水質狀況統計數據

離散的、多標準的、多類型的復雜數據中發現有用

關聯。

的專題信息，提煉具有指導意義的能夠輔助決策的

２．２．２地理底圖的編制

地學知識是目前數據分析和應用的熱點問題。專題

該圖為水質狀況專題圖，選取底圖要素為：河 圖是表達專題信息的重要手段，借助于圖形語言表

北省行政區縣要素，河流要素。

達抽象的數字，體現數字后面的深層含義?？梢哉f

下圖為應用ＧＩＳ技術制作的河北省水質狀況

ＧＩｓＳＨ專題圖之間相互促進、相互協助，為數據的

圖。此圖具有明顯的空間屬性和層次屬性，利用 表達和應用提供了良好的機制和手段。

ＧＩＳ可以更加明確地揭示不同區域的水環境狀況，

反映水體環境質量在空問上的變化趨勢。

參考文獻：

河北省水質狀況圖（略）

［１］ 黃仁濤，龐小平，馬晨燕專題地圖編制［Ｍ］．武

漢：武漢大學出版社，２００３

３．結論

［２］張文寧，張銘華．地理信息系統及其在環境管理中

ＧＩＳ在數據空問分析上占有絕對的優勢，我們可

的應用研究［Ｊ］．西安郵電學院學報，２００２，

以利用Ｇ１Ｓ對環境信息作進一步的統計、分析，繪

［３］吳秀芹，張洪巖，李瑞改，張正祥，董貴華．

出相應的圖以便直觀地進行分析。也就是說，ＧＩＳ

ＡｒｃＧＩＳ ９地理信息系統應用與實踐【Ｍ］．北京：清華

通過分析信息的空間分布，監測信息的時序變化，

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比較不同的空間數據集，實現對空間信息和其它信

［４］王洪戰，馬燕燕，張振濤，王振．基于ＡｒｃＧＩＳ

息的管理與交換，使大量抽象、枯燥的數據變得生

的專題地圖制作方法綜合研究［Ｊ］．２００８．