王家耀院士:论军事测绘学与军事地理学发展的“分异”与“聚焦"

2017-08-29 11:29:43    来源:《测绘科学技术学报》

摘要:本文论述了军事测绘学和军事地理学的研究对象、内容、范围和方法;分析了军事测绘学和军事地理学各自的发展过程。

  1.1.2近代军事测绘学

  17世纪以后的大规模三角测量与地形图测绘,奠定了近代地图测绘的基础。随着资本主义的发展,欧洲列强争相掠夺殖民地,战争连续不断;热兵器的出现,战场范围和火炮射程超越了指挥员的视野。于是,对陆地和海洋进行大范围精密测量和制图的要求日益迫切。加之工业革命后科学技术水平得到了提高,经纬仪和平板仪等高精度测绘仪器相继发明,随即开启了大规模三角测量,并以此为基础进行平板仪测图。其中,法国的卡西尼父子测绘的法国地形图颇负盛誉;18世纪中叶,法国陆军利用地图指挥佛兰德斯之战获胜,此后开始了全法兰西地形图测绘;18世纪末,首次在地图上用等高线表示地面的高低起伏,使在地图上量测地面点高程和坡度成为可能;1822年,德国的高斯创立将不可展地球椭球面变换成平面的地图投影理论和方法,使大地测量成果直接转换成军用地图使用的平面坐标;1877—1878年的俄土战争中,俄国军队利用经纬仪进行火炮射击诸元的测地准备,大地测量成果直接用于炮兵的作战保障;第一次世界大战期间,交战各方利用飞机进行空中摄影侦察,出现了航空摄影测量测绘军用地形图的新方法;第二次世界大战中,航空摄影测量在理论、技术和测图仪器等方面都得到了快速发展,加之照相平版彩色胶印技术的应用,测图速度和质量得到了明显提高,基本取代了早期的平板仪测图方法;两次世界大战之后,大约在20世纪50年代末和60年代初,建立在大规模三角测量、航空摄影测量和立体测图仪测图、地图制图和照相平版彩色胶印技术基础上的近代军事测绘学基本形成,包括基于统一空间基准的大地测量、航空摄影测量和地图制图等3个稳定的二级学科。其主要特征是采用光机测量仪器和模拟测图与手工制图方法,以地图制图过程作为一个系统,以地图产品的生产作为最终目标,以提供模拟(纸基)地图应用为主要服务方式。

  1.1.3现代军事测绘

  随着1957年前苏联第一颗人造地球卫星的上天、航天航空遥感成像技术的应用和计算机通信网络技术的快速发展,军事测绘进入了信息化时代,显示出数字化、网络化和智能化3个标志性的趋势。20世纪70年代末,军事测绘开始进入数字化时期。卫星定位技术、数字摄影测量与遥感技术、数字地图制图与地理信息系统技术是这一时期具有代表性的先进技术。军事测绘学的研究与应用范围,从陆地和海洋扩展到外层空间;军事测绘服务的对象,由陆、海、空军扩展到导弹部队;军事测绘服务的方法,从单纯提供地图静态测绘资料,扩展到静态与动态相结合、被动服务与主动参与战场数字地形分析相结合,提高了指挥机关和野战部队的快速反应能力。1984年Internet 出现,并从1990年开始进入第二代互联网W3(World Wide Web)时代,数字化军事测绘的网络共享(采用TCP/IP协议且全球范围应用)和信息共享(基于HTML、HTTP和浏览器的文档交换)成为可能。90年代中期以来,网格Grid(又称第三代互联网或新一代Web)技术和云计算技术的出现与发展,使网络化军事测绘有可能采用人工智能技术实现广义信息资源共享和协同解决问题,这就是军事测绘的智能化。

  可以这么说,军事测绘的数字化、网络化和智能化是一个长期的任务,很难用一个时间点来划分,三者并存但重心正在向智能化转移。在“互联网+”与时空大数据时代,军事测绘学的前沿与趋势可以归纳为以下10个方面[6]

  1)时空基准的现代化,包括高精度时间频率系统、大地坐标基准的全球化(海陆一体)和垂直基准(高程基准与深度基准)的无缝化;

  2)卫星导航定位系统的全球化和精准化及室内外导航、地下地面导航和水下水面导航的无缝化;

  3)对地观测的天空地海“一体化”和全球化与“三多”(多平台、多传感器和多角度)与“三高”(高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率)趋势;

  4)多源(元)时空信息融合与多尺度空间数据库自动生成与增量级联更新的智能化;

  5)时空大数据的分析与挖掘及其快速可视化;

  6)时空信息的服务化(由“系统”到“服务”);

  7)时空信息“获取(传感网) 处理(生产) 服务(应用)”的“一体化”;

  8)“互联网+”时空大数据时代带来的地理信息产业的变化(时空大数据理论体系、技术体系和产品体系);

  9)时空大数据应用的泛在化和服务方式的多样化;

  10)时空大数据带来的地球空间信息科学范式的变化——数据密集型科学范式时代的到来。

  军事地理学发展的轨迹

  1.2军事地理学发展的轨迹

  军事地理学的发展,从时间上大体可划分为古代、近代和现代[2-3,9]。

  1.2.1古代军事地理学

  从军事地理思想的最初萌芽到18世纪为古代军事地理学发展时期。军事地理的概念源于原始战争,源于战争中对地形的利用。中国古代军事地理学思想最早始见于春秋时代的《军志》,有“失地之利,士卒迷惑,三军困败;饥饱劳逸,地利为宝”之说。战国时的《孙子兵法》共13篇,其中《地形》、《九变》、《行军》和《九地》4篇专门论述地理环境与行军作战的关系。针对6类地形,提出不同地形条件下的作战原则;针对9类地理环境,提出在相应地域的用兵作战方法。源于春秋战国,盛行于唐、宋、明、清的地方志和武备秘书中,都有相关军事地理的著作。如唐代李吉甫的《元和郡县图志》、宋代吕祉的《东南防守利便》、明代霍冀的《九边图说》和郑若曾的《筹海图编》、清代顾祖禹的《读史方舆纪要》和施永图的《武备地利》等。特别是顾祖禹的《读史方舆纪要》,论述了明代各地历史沿革、三川险易与历史用兵得失等军事地理内容,是中国古代军事地理学历史上规模最大、系统性最强的军事地理著作。这一时期,国外亦有不少关于战争与地理的关系的论著。如古罗马凯撒的《高卢战记》,记述了从公元前58年到前52年在高卢作战过程中对地理条件的利用;韦格蒂乌斯在公元4世纪到5世纪初撰写的《论军事》中,提出了骑兵保卫平原,海军保卫大海和河流,步兵保卫山岗、城市、平原和陡峭地形的用兵原则。随着18世纪科学技术和军队编制、装备的发展,地形条件对作战行动的影响日益受到军事家的重视。如普鲁士的格腊韦尔特和英国的劳埃德等,提出了作战对地形有很大依赖性的观点。19世纪30年代,随着战争理论研究的深入,地理环境分析成为战略研究的重要内容。如普鲁士克劳塞维茨在《战争论》中,把地理环境列为战略要素之一;瑞士的约米尼在《战争艺术概念》中,将军事地理环境列为军事政策因素之一,论述军事地理研究对象及其在战争中的地位。

  这一时期出现了一些专门的军事地理著作,如德国地理学家霍迈尔的《试论欧洲国家军事地理》、俄国亚济科夫的《军事地理初探》还提出了军事地理学的理论问题。

  1.2.2近代军事地理学

  19世纪30年代到20世纪中期,是军事地理学发展为一门独立学科并逐步完善其学科体系的时期。中国近代军事地理学大体是在鸦片战争前后,为抵御西方列强的侵略,在筹划海防和边防的军事斗争中逐渐发展起来的,先后出现多种有关海防和边防斗争的军事地理著作。如魏源编著的《海国图志》(1841年第1版为50卷,1847年增补为60卷,1852年扩充为100卷)、军事家关天培的《筹海初集》(1836年)、何秋涛的《朔方备乘》(1858年)、曹廷杰的《东北边防辑要》(1884年)、黄沛翘的《西藏图考》(1886年)、徐家干的《洋防说略》(1887年)等,都有地理形势与边海防建设和用兵关系等军事地理内容;抗日战争时期,先后出版了多种军事地理学著作,如游风池的《东北三省兵要地志》(1929年)、胡焕庸的《国防地理》(1938年)等;中国人民解放军在建军初期就开展了军事地理研究和兵要地志调查工作。毛泽东在《中国的红色政权为什么能够存在》(1928年)、《中国革命战争的战略问题》(1936年)、《论持久战》(1938年)等著作,以及关于辽沈战役、淮海战役、渡江战役等作战方针的文电中,对革命根据地建设、武装斗争以及战略、战役行动与地理的关系等,都做了极其精辟的论述;这一时期,国外许多著名地理学家和军事战略家在战争实践中对军事地理环境都进行了深入的研究。如美国马汉的《海上力量对历史的影响》(1890年)、英国麦金德的《历史的地理枢纽》(1904年)和《民主的理想与实际》(1919年)、意大利杜黑的《制空权》(1921年)、俄国米柳京的《军事地理学和军事统计学意义探讨》(1846年)、斯涅萨列夫的《印度北部地区》(1903年)、《印度——中亚问题的主要因素》(1906年)、《俄国军事地理》(1910年)和《军事地理学概论》(1922年);在苏德战争期间,从最高统帅斯大林到总参谋长都认识到军事地理工作的重要性,在制定军事战略和作战计划时都充分考虑地理因素的影响,编写和出版了各种军事地理手册和资料;20世纪上半叶,西方资本主义列强为了掠夺殖民地和重新瓜分世界发动了两次世界大战,战争实践客观上加速了西方军事地理学的成熟和发展,出现了一批军事地理学著作,如法国德马尔加的《军事地理学》、意大利西洛尼的《战略地理学》、英国马奎尔的《军事地理学》和麦克唐奈的《军事地理学细要》等。

  1.2.3现代军事地理学

  20世纪中期至今,军事地理学进入现代发展时期。卫星导航定位GNSS、遥感RS、地理信息系统GIS和计算机通信网络技术的结合,使得军事地理研究定量化(数字化如计量地理学)、网络化(无边界、动态化、快速化)和智能化(人工智能建模),军事地理学研究领域发生了分化、深化和扩展,并逐步形成军事地理学的学科体系。

  首先,与世界格局的变化和政治、军事、经济斗争的需要相适应,出现了不少从全球战略视角研究战略军事地理的论著。如美国的佩尔蒂尔和珀西合著的《军事地理学概论》,系统阐述了军事地理理论及应用[10];奥沙利文等著的《The Geop.raphy of Warfare)),结合现代和历史上的典型战例,论述了地理因素在战略决策、情报搜集和后勤保障等方面的重要作用[11];法林登的《北约、华约和超级大国战略地理》,主要分析以美、苏两个超级大国为首的两大军事集团的战略地理形势[12];布热津斯基的《竞赛计划:美苏竞赛的地理战略大纲》,着重分析两个超级大国的冲突、欧亚大陆的争夺及美国地缘政治的重点[13];苏联斯皮琴科的《政治和军事地理》,将政治地理和军事地理相结合,进行苏联与美国争夺世界霸权的战略地理分析[14];Pepper与Jenkins合著的((The Geography of Peace and War))[15],等等。这些都具有浓厚的冷战思维。在中国,毛泽东独树一帜,提出“三个世界划分”的理论,对世界政治力量进一步分化和重组进行了科学分析和判断,为制定反对霸权主义和维护世界和平的国际战略提供了指导思想[16]。而陆卓明根据毛泽东的“三个世界划分”理论,提出了“世界政治经济地理结构”论。把世界上的各个国家和地区具体分为“三个世界”,两个超级大国为第一世界,高度发达的工业化国家为第二世界,坐落在中低纬度的发展中国家为第三世界,并认为三个世界的各个国家和地区的坐落决定了国际关联的3个主要地理方向,即南北关联、东西关联和包围与反包围的关联,进而将各个国家和国家集团的政治经济中心区分为五类和两大国际通道系统(大陆系统和海洋系统)。冷战结束后,西方的军事地理研究仍带有冷战思维,主要代表是美国布热津斯基的“大棋局论”和亨廷顿的“文明冲突论”。前者认为欧亚大陆是美国“最主要的地缘政治目标”,是美国实现世界霸主梦最主要的“竞技场”,美国必须牢牢控制这一地区;后者本质上是为西方著书立说,主张以文化为先锋,采取和平的方式去征服世界其他地区,是以发展中国家为敌,谋求巩固美国霸主地位的战略思维。

  第二,世界政治格局的多级化和经济发展的全球化,地缘战略理论的研究领域不断扩展、研究内容不断深化,成为军事地理学的重要组成部分。地缘战略研究是国家战略研究的重要内容,是判定国家安全和发展的重要基础,古今中外的政治家和军事家都十分重视。西方早期的地缘战略学家把国家关系视为一种空间关系现象,认为国家的生命在于空间扩张。他们提出的地缘战略实质上是大国扩张战略,是领土扩张和殖民地扩张的重要理论支撑。近代,美国马汉(1848—1914年)的“海权论”,体现了控制海洋的地缘战略思想,是美国崛起和争霸世界的主要思想来源;英国麦金德(1861—1947年)的“陆权论”,将欧亚大陆视为“世界岛”,认为谁统治了“世界岛”谁就主宰了全世界,影响了20世纪欧亚大陆上大国争夺的历史进程;意大利杜里(1869--1930年)的“空权论”,认为夺取制空权对于战争胜负具有决定性意义,对后世产生了巨大而重要的影响;美国格雷厄姆的“太空权论”,认为控制太空就能在全球竞争中取得战略优势,对大国的太空战略产生了重要影响。进入21世纪,地缘战略地理研究出现了一些新特点。如中国唐晋主编的《大国崛起》[17],以历史的眼光和全球的视野解读15世纪以来9个世界性大国崛起的历史,探索其发展轨迹,总结其经验教训,对于推进今天中国的和平崛起大有裨益;美国科恩著的《地缘政治学——国际关系的地理学》[18],试图指出世界复杂地缘政治结构的性质以及不同构成成分的作用和地位,希望一种更好的对形成国际体系的地缘政治力量的理解能够引生促进维持全球均势的各享其位的国家战略;美国卡普兰著的《即将到来的地缘战争》[19],认为“这本书与中国有着特殊的渊源。当今中国面临地理机遇与挑战并存的局面,中国的人口规模和相对经济实力使其对相邻地区国家有巨大的影响力;另一方面,中国也面临着内部发展的挑战。”该书作者特别指出,“要预测中国未来的发展方向,需要我们更加深入地从地理方面去研究。”法国洛佩兹著的《石油地缘政治》[20],认为石油与地缘政治之间的密切关系,是其他任何原材料都无法企及的。今天,石油仍然是牵一发而动全身的全球性地缘政治问题。

  第三,计算机通信网络技术和天空地海一体化对地观测技术的发展,为军事地理研究提供了新的多样化和综合化的研究手段。电子计算机的出现及其在地图制图中的应用,产生了数字地图DLG、数字高程模型DEM和数字地面模型DSM等。过去在传统纸质地图上要花很多时间甚至很难进行的军事地理(形)分析,如今在数字地图上都很容易实现了,而且精度高、速度快;源于计算机地图制图和地图数据库而又超越计算机地图制图和地图数据库的军事地理信息系统MGIS,具有战略、战役和战术相互嵌套的军事地理(形)分析功能;虚拟现实VR技术用于战场地理环境三维可视化,出现了虚拟地理环境VGE;军事地理信息系统MGIS与虚拟地理环境VGE的集成应用,可以充分发挥各自的优势。这些都为军事地理研究提供了多样化和综合化的研究手段。从1957年第一颗人造地球卫星上天,到今天的天空地海一体化对地观测体系的形成,多平台、多传感器、多角度和高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率的“三多”和“三高”成为新趋势,加之大数据时代的到来,都为从宏观、中观和微观角度研究全球、区域、国家或其某一部分的军事地理形势提供了实时动态的基础地理信息,满足战略、战役和战术等不同层次军事地理研究的需求。通信网络技术的快速发展,军事地理信息系统的体系结构和开发模式已经发生了根本性变化,“系统”的“服务化”已成为趋势,基于网络服务Web Service的地理信息共享与空间数据互操作、基于网格服务Grid Service的信息资源共享与协同工作(解决问题)、基于云计算的时空信息云服务及基于网格集成和弹性云的“混合式”时空信息服务、基于位置的时空信息服务等,已成为当今的主流模式,为军事地理研究提供了灵活多样的平台。与之相适应,也出版了大量有关著作。

  第四,信息化武器装备和作战空间范围与环境因素影响程度的变化及联合作战的需要,军事地理学研究领域更加趋于分化和综合。一方面,出现了诸多军兵种、部门和专题军事地理学论著;另一方面,实施联合作战要求军事地理研究综合化,提供通用战场地理环境信息支撑,于是也出现了一些综合性军事地理学论著。在这方面,我国军事地理学家们做了大量研究,取得了显著成果。

  如《中国军事百科全书》中的“军事地理学分册”[21]、姜春良主编的《军事地理学》[22]、郭树桂等编著的《普通军事地理学》[23]、胡丹露等编著的《军事地理教程》[24]等等,都将军事地理学划分为20多个不等的研究领域。而最有代表性的如庞书周主编的《现代军事地理学科概论》[9],按章节详细分述了战略地理学、战役地理学、战术地理学、陆战地理学、海战地理学、空战地理学、陆军地理学、海军地理学、空军地理学、导弹部队地理学、核化生武器防护地理学、军事后勤地理学、军事气候地理学、军事地形学、军事水文地理学、海洋军事地理学、军事交通运输地理学、军事经济地理学、区域军事地理学、国家军事地理学、战区军事地理学、城市军事地理学和历史军事地理学等等;刘建忠等编著的《军事地理学概论》[3]不仅提出了一个学科体系框架,而且论述了军事测绘与军事地理的关系。目前,已经出现了相关领域的军事地理学著作,如李国强著《空军地理学》[25]、刘晓静等著《海军战场环境学》[26]和《海洋军事地理学》[27]、金沙文等主编的《海洋地理环境研究》[28]、谭大龙编著的《西南战区军事地理》[29]、张志远等编著的《中亚军事地理形势与中国安全》[30]、管涛等主编的《中国战区军事地理》[31]等等。作为联合作战一体化指挥平台,各军兵种的信息化作战平台是一体化指挥平台的节点,也体现了军事地理研究的分化与综合。

声明:中国勘测联合网登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其描述,文章内容仅供参考。