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2017年8月15日

梁守肫 天圓地方

從測量技術大躍進說起

本欄標題叫做〈天圓地方〉, 是採用一個習俗相傳的句語,簡易順口,用作討論地產建設、測量科技等,也算傳神,應屬佳選。但是現代人士當然知道這4個字只反映古時科技認識不彰。事實上天空是無限,而地面才是圓的。「天圓地方」只是寓意罷了。

筆者如此說來,絕非評議這標題,亦不含任何貶意。只不過最近得知政府的測繪處會同理工大學研發了一項測量系統,大大提高本港「高程測量」的效率,有助工程及建築等發展。這樣的成果,值得推廣介紹,作為大眾通識也應該宣揚,亦所以引出以下「地圓」的討論。

且說這科技成果已於今年6月5日《信報》大幅報道,而標題更為顯眼,說是「測量技術大躍進 GEOID實時定位」。內容亦可說概括得宜,但這課題可能比較專門,不少語句難免採用許多技術名詞及描述,行外人士可能難以理解。例如其中的句子:「不過香港地區正高比橢球高平均約低1.8至4.2米」,一般讀者看來,可能一頭霧水,不明所以,甚至因為「正高」與「橢球高」之為兩個專有名詞也不理解,以致整個句子的結構也無從辨讀。

基本上文章標題GEOID這一名詞已是不容易解釋,但卻是整個科研項目的關鍵,若非了解清楚,則其他技術細節都很難掌握。為了要讓這測量項目較易明白,而幕後的測量智慧和努力讓大眾認識,筆者不自量力,嘗試以淺白說明,看看能否介紹這測量項目的基本效用,亦作為補足上述《信報》文章,希望達至推廣通識的作用,且讓筆者表述如下:

首先,我們須知「高程測量」是與我們生活有關。俗語都有說:人望高處,水向低流。世上物理現象最顯著的便是水向低流。所以若想蓄水而不外溢,必要加設圍欄。若要從下向上供水,要加推力。一幅水田必要保持平坦,相連渠道必須適度暢流。總之一切的生態活動都與平面有關。

然而我們慣常說的平面,究竟是何所指呢?若然我們僅着眼於一個小範圍,例如一個地面上的平台,我們當然只會想到這平台是一塊平面,上面每兩點相連都可以引一直線沿着台面掠過。但是大家可有考慮到若是這平台伸延至幾十倍幾百倍,甚至千萬倍,則這樣的平直性質以及引繩通兩點使保持直線是否仍然可行呢?

這便要說到地球本是圓球的現象。原來地球雖然很大,半徑約為6000公里,但是它的圓周曲率,從數學分析,卻也影響不小。不用計算至太大範圍,也可見到地球曲面的現象。

以簡單數理也可說明地面上的所謂平面,實非平直伸展的板塊,而是依照地球的表面形成曲面;所謂直線,更是愈向前伸展愈是向下彎低。若是應用在一百幾十公里範圍內的地方,則這「下彎」的程度,可以用一簡易公式計算,請看【附圖】;有關公式的應用與影響,下次談。

梁守肫_香港測量師學會前會長

 

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