打赢现代化战争是中国新时期国防和军事改革的核心目标，现代化战争又是以信息化为基础的战争，对战场环境信息有强烈的依赖性。作为现代战场环境五大核心要素之一的地质要素，在现代军事战争中的作用日益凸显，故而现代战争对地质工作的需求与日俱增。了解和掌握国外军事地质工作的发展历史、工作现状和未来发展趋势，对做好中国军事地质发展规划和顶层设计具有十分重要的意义。本文通过对国外军事地质工作的发展演变、现状和特点、发展趋势等方面进行分析，以期提出值得中国军事地质工作借鉴的建议。

1.   国外军事地质发展演变

军事地质随着军事活动的出现而产生，只要有军事活动，就有军事地质工作。国外在军事地质方面开展了大量的研究工作，然而关于军事地质的概念尚无明确且准确的定义^[1-3]。狭义的军事地质是指地质学知识在军事活动中的应用，只包括地质学的内容及其分支学科在军事活动中的应用^[4]。广义的军事地质是将地球科学知识、理论和技术方法应用于军事活动中的应用科学，包括地质学、地理学、大气科学及新的交叉学科（地球系统科学、地球信息科学）等分支学科在军事活动中的应用。随着地球科学研究领域的扩大，综合研究能力和水平的不断提高，军事地质的研究领域不断扩展，由传统的狭义军事地质工作走向广义的军事地质工作。

由于地质学本身就是一门相对较新的学科，在第一次世界大战以前，地质学在军事作战方面的应用较少。但在随后的两次世界大战中，军事地质得到了充分的重视和发展。根据地质要素在军事中的应用，本文将军事地质工作划分为3个阶段。

1.1   早期孕育期——地质要素在军事战争中被自觉不自觉的应用

早期的记录中曾经提到，1798年，拿破仑的远征军中就有2名地质学家参与到入侵埃及的军事行动中。最早的关于地质学知识运用在军事中的记载是在1813年，Raumer教授为Blucher将军分析了西里西亚的地形情况^[5]。19世纪早期，英国军队就和英国早期的地质学家建立了密切联系。当时，英国为了保障东印度公司的海外扩张和运营，将地质学与军事活动紧密结合，为其提供军事服务。甚至在东印度公司的军事学校的课程设置中，地质学也被作为重要的课程之一，为军事学员提供专业技能培训。

19世纪末，美国也曾开展过军事地质工作。1898年的西班牙-美国战争发生后不久，美国地质调查局的Becker G F被派到菲律宾群岛开展矿产资源方面的地质研究。1899年的菲律宾暴动中断了这项工作，之后Becker调任美军军事信息局。期间，Becker开展了14项重要的调查任务，由于对开展军事活动起到实效，Becker被认为是美国的第一位军事地质学家^[5]。

地质学第一次大规模地运用于军事行动发生在1904-1905年的日俄战争。俄罗斯军方雇佣了大批地质学家作为军事顾问，尤其是在构建防御工事方面。日本人出于军事目的，前期在朝鲜开展了区域地质调查，获得的数据为日本军队争夺在东北地区的控制权发挥了重要作用，取得了以少胜多的战绩。此外，在一战之前，德国和奥地利军方即下达命令，要求编制德国和奥地利的地质图，以满足战时水的供应^[5]。

1.2   快速发展期——两次世界大战期间的军事地质工作

在两次世界大战期间，军事地质工作得到了长足的发展和空前的大规模应用，并快速达到巅峰。在此期间，各国军队纷纷设立军事地质部门，甚至在军事院校中开设军事地质学课程。军事地质学家在工作中经常要求至少掌握2种语言，许多军事地质学家甚至掌握了六七种语言。

第一次世界大战开始后不久的1915年，德军就开始将地质学知识应用在军事作战中。最初的应用是德国Moselle河谷地区地下水源的确认和使用。1916年，在20位地质学家的帮助下，军事地质工作有所扩大，主要是为军队和车辆通行提供地形勘探，为壕沟和地下工事建设提供咨询建议，以及寻找建筑原材料等。至1918年，大概有100名德国地质学家参与了西线前线的军事行动，为军事问题提供了地质解决依据^[1]。一战期间，英国军队中有地质学背景的军官还被分配了特殊的地质任务，如保障用水、隧道挖掘等。

第二次世界大战期间，英国军队直接从国内招募了部分地质学家，主要在欧洲和北非地区开展地下水供应、军事土木工程和矿产资源调查开发等工作，满足其军事作战需要（图 1）。1945年战争结束后，所有的地质学家又离开军队重新回到国内^[6]。

图  1  第二次世界大战期间英国军事地质的主要应用领域^[6]

Figure  1.  Main application fields of British military geology during World War Ⅱ

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1942年6月24日，美国地质调查局成立了军事地质小组（MGU）。该小组的战时工作主要包括编译地形情报、设定军队和车辆在陆地上的转移线路、寻找水及能源和矿产资源、寻找建筑材料并帮助解决修筑问题、飞机场选址问题等。MGU在二战中完成了313份战略报告，包括为美国陆军工程兵团制作140张地形图、为美国陆军航空队完成42份研究成果及为其他组织完成的131份报告；生产了大量的地质图件，总计有5000张地图、4000张照片和图表、140个地形图和2500项数据表^[7]。

1.3   稳定发展期——冷战时期及以后的军事地质工作

经历两次世界大战之后，各个国家都认识到军事地质工作的重要作用，开始在军队中加强军事地质工作，以便更好地支撑军事行动。

从1949年开始，英国军队不仅配备了军事地质学教材，而且在后备军中配备了一部分地质学家。不管是在和平时期还是战争时期，都可以为英国军队提供地质技术支持。英国皇家工程师部队中的地质专家一直保留并延续至今。从二战后到冷战期间，美国的军事地质小组经过几次重组。1945年二战结束，MGU转变为政府军事地质部，1949年1月1日，升格成为军事地质局（MGB），1963年，美国国防部下的MGB从美国陆军工程兵团（USACE）划转到国防情报局（DIA）。划转到DIA后，MGB的工作重点是应国防部需要，在全球范围内开展地形情报编译。

进入新千年之后，军事地质再次成为关注的热点。美国地质学会于2014年8月出版专辑，对21世纪以来15a的军事地质研究进行了回顾，共收集论文18篇。其中，4篇从历史的角度研究传统的军事地质如何服务21世纪的军事活动，3篇分析了现代地质学支撑军事行动的不同方式，11篇分析了不同战场的环境^[8]。

总的看，这段时期的军事地质工作有了新的发展。不仅传统的军事工程地质、军事水文地质、军事矿产地质等领域得到继续传承，且随着地球科学研究领域的不断扩展，研究内容不断深入，军事地质工作又出现了许多新兴学科和领域，如地质遥感技术、地球物理学等在军事地质工作中得到了较好的应用。

2.   国外军事地质发展现状与特点

2.1   国外军事地质工作现状

20世纪90年代之前，军事地质工作的关注点主要集中在普通地质学和地形学上。在20世纪最后10a和21世纪的前10a中，随着地球科学各分支领域，如地球物理、遥感、地质计算模拟技术的发展和进步，这些分支领域在军事行动中发挥了越来越重要的作用。通过对国外军事地质文献分析，发现国外军事地质工作主要集中在军事工程地质、军事水文地质、军事矿产地质、军事海洋地质、军事地球物理和军事遥感地质6个方面或学科，其中，前3个领域为传统的军事地质工作领域，后3个领域为新兴的军事地质工作领域。这6个学科的发展现状简要介绍如下。

（1）军事工程地质

军事工程地质是为军事工程所开展的工程地质工作。军事工程与民用工程基本一致，包括地面工程、地下工程、桥梁、海港及一些特殊军事工程，如掩体、碉堡等。不管在战争时期还是和平年代，地下军事工事的设计和建设都是军事工程地质研究的重要组成部分。自20世纪40年代以来，瑞典、挪威、法国、意大利及欧洲其他主要国家和地区，都修建了数以百计的军事地下工事。Morfeldt曾对这些地下工事进行了总结，约有20种不同的军事地下工事，而所有这些地下工事都需要军事工程地质学的前期研究作为支撑（图 2），针对每种特定的军事地下工程，分析其适合的岩石类型和适合的深度^[9]。经历了一个多世纪的发展，目前军事工程地质的主要研究内容包括：①区域军事工程地质条件研究；②永备筑城工事围岩稳定性研究；③野战筑城工事工程地质条件的研究；④松软土地区车辆可通行性研究；⑤不良地质区域的分布特征及其可通行性研究；⑥不同地质条件下筑城工事、道路桥梁、机场工事等军事工程的适宜性研究；⑦核爆炸的地面破坏及地下工程的隔振问题研究；⑧岩体抗爆性及可爆性研究^[9-10]。

图  2  20种不同军事地下工事深度分布图^[9]

Figure  2.  Distribution Map Showing Depths of 20 different military underground fortifications

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（2）军事水文地质

近年来，世界各国的军队在没有充足地表水保障的地区执行了大量的军事任务。这就迫使水文地质学应用于军事行动中以保障军队对水的需求，也促进了军事水文地质学的快速发展。不管是在两次世界大战期间，还是在20世纪90年代的海湾战争时期，军事水文地质学在大多数的军事行动中扮演了重要角色。例如在海湾战争中，军事水文地质工作为美军的军事行动提供了有力的支撑。阿拉伯陆架的含水层由砂岩、石灰岩和白云岩组成，分布范围较广，存水量较大。军事水文地质学研究表明，Umm erRadhuma和Wasia两个含水层是沙漠盾牌战区的主要供水源。Umm erRadhuma含水层为美军用作供水点的数个原有水井供水。沙特农业部和沙特阿美石油公司提供了水文地质数据，军事水文地质学家和工程师与沙特农业部密切合作对新水井进行设计和选址。军队钻井队钻出了若干口水井用来支撑沙漠深处的后方行动，而其他水井则是为了支持军事行动由商业钻井公司根据合同钻出的^[11]。随着水文地质学的发展，军事水文地质学的研究领域也得到了扩展。目前，国外军事水文地质学主要研究内容包括：①水源保障和供应；②水井打钻；③编制水资源供应图；④建立水文地质模型；⑤营地选址；⑥建立全国乃至全球水井及地下水数据库^[11-12]。

（3）军事矿产地质

矿产资源为保障军事活动的顺利开展提供了支撑和保障，如枪炮、战机、坦克、军舰等都需要具有特殊功能的特种钢铁，战时所需的交通电信、电机用导线等大多是多种金属的合金，而各种动力设备则需要燃料煤炭和石油，战时工事和军用设备还需要某些特种非金属材料，制造核弹则需要铀矿等放射性矿种。因此，离开了资源，军事活动就不可能开展。其实，人类的战争史就是一部军事矿产地质的发展演化史，新旧石器时代的兵器使用岩石作为原料，到古代战争使用铁器和青铜器作为兵器，再到现代战争，使用兵器种类更加多样，所需要的矿产资源类型也更加多样。

海湾战争期间，为了满足美军在沙特阿拉伯行进的道路、直升机场及飞机停机坪的建设和维护的持续工程要求，需要有施工骨料的供给源。当地丰富的砂砾石和沙漠砾石资源可用于支持军队建设，但它们并不以易于开采的集中沉积形式存在。为选取可提供施工骨料的潜在矿场的位置，军事地质学家在沙特阿拉伯东部和北部地区进行了勘测。最终采购了超过50×104m3的可用于施工建设的砾石来维修和养护2200km的道路，建造2个可容纳4.8万人的战俘营和数个直升机起降场/飞机停机坪，并协助建造战区后勤基地^[11]。此外，战略性矿产资源也是世界各国军事矿产地质的重点工作内容。如美国国防部出于战备考虑，建立了矿产资源国家防御储备体系（NDS），并定期评估已有矿种是否能满足军事需求。

当前，国外军事矿产地质学主要研究内容包括：①国防建设所需的矿产资源储备；②战争所需新矿产资源寻找及保障；③战时筑路材料的勘查和供应；④全球矿产资源潜力、分布及开发利用研究并建立数据库。图 3为美国国防部编制的资源风险金字塔。

图  3  美国国防部资源风险金字塔^[13]

Figure  3.  Resources risk pyramid of US Department of Defense

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（4）军事海洋地质

军事战争从陆地走向海洋，军事地质的研究领域也随之由陆地扩展到了海洋。这是由于海底地质活动频繁，极易诱发海底地质灾害，对军事战争和军事训练产生不利影响。这就催生了军事海洋地质学的诞生和发展。美国、欧盟、加拿大、印度等都开展了大量的军事海洋地质调查，建设有先进的海上调查船队。美国是世界上海洋科学调查船数量最多、装备最先进的国家。美国的海洋调查船队称为联邦海洋船队，包括70余艘船舶，由大学-国立海洋学实验室系统、美国国家海洋和大气管理局、美国海军、美国海岸警备队、美国地质调查局、国家科学基金会等机构所属船舶共同组成。日本海洋研究开发机构拥有较为完善的海洋调查船及配套系统和装备，包括地球号、未来号等多艘调查研究、钻探船和多种深潜器。近年来，军事海洋地质学为海上军事活动奠定了良好的基础，目前，国外军事海洋地质学主要研究内容包括：①海底地形地貌调查；②海底沉积物分布及特征；③海洋重力和磁力调查；④海洋矿产矿产资源调查；⑤海底地应力监测；⑥海洋洋流调查；⑦海岸带调查与监测等。

（5）军事地球物理

军事地球物理学是一门应用地球物理学，是将地球物理学的理论、方法与技术应用于军事领域，以解决军事应用问题为目的的交叉学科^[15]。由于地球物理探测技术的快速发展，军事地球物理领域近年来的进展也比较迅速。尤其是地球物理武器的应用和地球物理战的开展最为引人注目，主要是通过制造暴雨、洪水、地震、山崩、海啸、磁暴等创造有利于己不利于敌的环境，置敌人于死地。此外，其他地球物理技术的军事应用也取得了不小的进展。以航空重力梯度测量系统为例，近年来该技术在水下目标探测方面取得了显著的进展。通过重力梯度测量的相关技术，对潜艇进行辅助导航和水下目标探测成为当前国内外军事地质研究的新方向。利用地震监测方法探测核试验也是军事地球物理应用的一项重要工作内容，美国地调局支持军事地质工作的一项重要内容就是对核试验进行监测。

目前，国外军事地球物理学主要研究内容包括：①卫星、航空、地面重力场测量方法技术；②重点地区地磁场精确测量方法技术；③地震波侦测方法技术；④放射性物质监测技术；⑤军用地球物理设备研发；⑥地球物理战；⑦地球物理武器等^[14-15]。

（6）军事遥感地质

卫星遥感技术的快速发展促进了其在军事活动上的应用，也促成了军事遥感地质学的诞生，而且在近年来的军事行动中，也得到了充分的应用。例如，在美国军方资助的一项研究项目中，采用了遥感技术、地貌映射、属性赋值等技术，利用专家决策系统，预测了美国西南干旱地区的浅层土壤属性，为遥远的沙漠地区的军事行动提供了有力的支撑^[16]。李远华等^[17]按军事活动分类，将军事活动所需的遥感地质进行了总结，大体可划分为军事工程、军事运输、军事训练、军事侦察、军事作战（攻防）、军事战术研究（军事装备应用）、军事制图与和平时期的应急救灾等，不同的军事活动对遥感地质提出了不同的需求，如军事侦察方面所需的遥感技术包括军事目标、土地覆被、地形地貌、基础地理信息、工程地质岩组、岩体、地质灾害、矿产和资源等。当前，军事遥感地质学主要研究内容包括：①远程战区环境研究；②战场环境选址；③军事工程选址；④作战路线规划；⑤特殊地区给水保障；⑥对外方前沿阵地侦测。

2.2   国外军事地质工作的主要特点

（1）军民协同支撑，共同推进军事地质工作

地质要素的调查具有军民通用的特点，考虑到军用的敏感性，国际上通用的做法是以“民掩军”、“军护民”、“军民共用”等方式开展，故世界发达国家通常建有军口和民口的地质队伍。

美国地质调查局内部成立了军事地质工作小组（MGB），主要部门包括战略研究部、阿拉斯加地形和永冻土部、特殊情报部门等。战略研究部是MGB产出最多的部门，主要是在个别国家开展小范围研究，或在新成立的国家情报局选择区域开展工作。而在及西北部边境地带，对与格鲁吉亚和阿塞拜疆交界的南部边境地带，以及与蒙古和中国交界的东部边境地带，都按1：100万比例尺开展了地球化学研究。对南部边境地带的中部研究较薄弱，完成了75%~80%。

在北爱尔兰，英军的供水钻孔在20世纪七八十年代已经成功遍布北爱尔兰的警察局和军事基地，这也促成了北爱尔兰的第一次水文地质调查。这项政策也被扩展到其他和平地区，故而现在英军位于英国国内外的主要军事设施均具备地下水供应能力。这项工作在20世纪80年代的大部分时间是由英国皇家工程兵部队实施的，由英国地质调查局或英国地方自卫队的地质学家提供的钻孔预测位置配合支撑^[20]。这同样是地质工作与国防建设统筹部署的典型，也体现出军民共建、军民共享的军事地质发展理念。

（3）军民联合攻关，技术成果双向转化应用

在军事需求牵引和科学技术推动下，军事高科技获得了迅速发展，一系列高新技术武器装备不断涌现，谁拥有先进的军事高科技，在维护国家安全的军事斗争中，谁就拥有更强的战斗力和更大的主动权。而这些技术中，有很多技术在走向成熟之后，便在地质领域得到了广泛的应用。

航空重力测量的研究开始于军方，后经过军民联合攻关，现在在军民两方面都取得了很好的应用。该技术可追溯到20世纪50年代末，1958年，美国空军使用LaCoste & Romberg公司S-6型重力仪进行了第一次航空重力测量试验，用摄影经纬仪来提供导航数据，用高灵敏的气压测高仪测量飞机高度，测量结果与地面重力数据进行对比，精度为10×10^-5m/s^2[20]。1970年，美国空军的发展计划提出全张量航空重力梯度测量的设想，研制计划正式始于1972年，Bell Aerospace公司（现并入Lockheed Martin公司）从当时4个竞争对手中脱颖而出，其研制目的是进行全球重力场的测绘，于1987年5月成功进行了重力梯度的航空测量。随着硬件和软件的改进，精度不断提高。2002年研制成功全张量航空重力梯度仪，已经获得了许多商业合同，截止到2004年，已在北美洲、非洲等地采集了超过6 × 10⁴km的重力梯度数据，还成功地应用于潜艇导航等其他军事领域^[21]。受美国限制出口影响，许多物探数据不能供中国使用。

3.   国外军事地质工作未来发展趋势

3.1   大数据和云计算成为未来军事地质工作的重要支撑技术

现代战场由传统的单一陆域向海、陆、空、地、天多维空间扩展，这也促使军事地质工作从陆域地面调查扩展到地下地球物理探测和海上综合调查，从航摄飞机、测绘无人机扩展到航天卫星遥感，形成多功能融合、空天地一体的探测体系。在此背景下，大数据和云计算就成为各类不同调查数据融合的关键技术。

2012年3月，美国政府发布了《大数据倡议》，美国国防部及国防高级研究计划局发布大数据项目清单，列出了10项计划，正式把大数据研发提升为国家战略，并作为美国军队建设的战略重点。目的是发展前沿核心技术，以满足搜集、存储、防护、管理、分析和共享海量数据的要求，利用上述技术，推动科学与工程领域的发明创造，增强国家案例，储备人力资源。6个部门和机构推动该倡议并承担任务，包括国家科学基金会、国家卫生研究院（基因数据）、能源部、国防部及国防高级研究计划（数据到决策）、美国地质调查局。可以看出，海量的民用数据将为美国军事斗争提供参数，也使得美军在今后的作战中决策更加科学化。

近年来，美国地质调查局的特别地质研究小组已经开始联系不同地学研究领域的专家，不仅包括地质学家和测绘学，而且包括地震学家和其他地球物理学家、古生物学家和岩石学家（法医地质学）、土壤科学家（法医地质学及研究风化岩石性质）、工程地质学家、岩石力学和统计学家、多光谱高光谱和遥感专家、计算机专家等，共同开展工作。这也说明，美国的军事地质工作正向着多学科综合发展。

3.2   军事地质由资源保障走向空间拓展

在以往的军事行动中，军事地质的作用主要是提供后勤保障，如军事建设区和活动场所的勘探、军用矿产资源的勘查、军事地形图、军事地质图、军事水文地质图的编制等。在未来，军事地质发挥的作用将向多种空间拓展，如南北极、外太空等，正逐渐实现多种维度的全面覆盖。军事地质工作的空间领域也向两极、太空、深地等新领域扩展^[22]。

如美国地质调查局为配合其军事行动，于2014年发布了北极研究战略，其中提出了六大目标：①加强对北极沿岸地区社区和生态系统的研究；②提高对北极生态系统整体和景观尺度及未来变化潜力的认识；③评价北极地区的矿产和能源资源，以及开发北极资源的环境影响；④确定北极的变化对环境健康的影响；⑤提高对北极独特物理过程的科学认识；⑥改进阿拉斯加的地理空间数据和填图数据，以满足安全、规划、研究、资源管理等方面的需求。

宇宙空间同样是美国军事地质工作一直以来关注的重点。早在1963年，美国地质调查局就设立了“行星地质学项目”，美国地质调查局的哈里森·施密特（Harrison Schmitt）成为美国阿波罗计划中唯一一位执行任务的科学家，在此基础上，美国地质调查局建立了Flagstaff科学中心，并与NASA合作开展行星地质研究。目前，该中心开展了火星沙丘、火星冰、月球火山活动等多项研究工作。

3.3   现代军事地质的保障工作由国内（局部）扩展到全球（全时域）

随着战争形态由冷兵器战争、热兵器战争、机械化战争向现在的信息化战争演化，现代战场的时空意义也发生了质的变化，空间上由参战国的国内战场扩展到全球范围的任意战场，时间上也不再受到限制，扩展到全时域的战争。正如俄罗斯军事科学院院士法沃罗比耶夫少将指出的，新技术时代的战争将不同于以往的两次世界大战，对于现代的导弹和最新式武器平台，几乎不存在空间上的限制。因此，任何国家的领土，乃至整个地球，都可能成为战场。这也是军事地质工作发展的一个新方向，军事地质的工作保障由国内扩展到全球，由受限的时间扩展到全时域。

4.   结论与建议

军事地质因军事而生，随着军事斗争的演化和地质科学的发展而不断丰富，军事地质工作在未来必将迎来一个崭新的发展阶段。在军事地质工作手段方面，多信息、多学科综合是实现地质信息与其他信息融合的重要途径，信息将成为未来军事地质工作的核心，数据库建设则是信息融合的基础和关键。为此，中国首先要加快军事地质工作的组织建设，推进建立军民融合协同创新体系的建立，搭建产学研用的创新平台，聚焦各方力量，推动国内军事地质学科的发展和人才培养；其次，需要加大军民数据和技术的互融与拓展，建立现有资料信息共享机制，推动军用技术在地质方面的应用，加快民用信息的军事应用转化；最后，还需要构建多层次、高精度的“深地、深海、深空”地质探测技术，研发相关装备，实现成果的转化应用。