淮河流域基礎測繪發展與展望

（中水淮河規劃設計研究有限公司 合肥 230601）

基礎測繪是為經濟建設、國防建設和社會發展提供地理信息的基礎性、公益性事業，是經濟社會可持續發展的重要支撐，更是測繪地理信息事業的立業之基。自新中國成立以來，通過淮河流域高程系統統一、淮河干流地形圖測繪、淮河蓄滯洪區基礎信息測量、洪澤湖地形圖測量等一系列的基礎測繪項目，基本建立了全面覆蓋淮河流域的高程控制網；實現了骨干河流、主要蓄滯洪區及湖泊的D 級GNSS 控制網覆蓋；測繪了淮河干流、主要的蓄滯洪區、沂沭泗骨干河流以及洪澤湖、南四湖、駱馬湖等湖泊1︰10000 或1︰5000 基礎地形圖。淮河流域基礎測繪取得長足發展，技術能力顯著提升，信息資源結構和質量不斷完善，為淮河水利建設管理乃至國家經濟發展提供了大量地理信息保障服務，價值得到充分彰顯。

1 統一高程系統，鑄就治淮水位之基

1950年，根據政務院的決定，成立了治淮委員會。當時，淮河流域既沒有系統的高程測量成果，也沒有準確的地形圖，嚴重影響了治淮工作的進一步開展。

1952—1954年，治淮委員會測量總隊采用“廢黃河零點高程系統”在淮河流域沿淮河干流及重要的支流共布設了19 條水準線路，8 條水準支線，共布設了1900 組水準標石，施測精度相當于目前國家的二等水準，初步建立了淮河流域的高程控制框架。在早期治淮工程建設及流域規劃方面發揮了巨大作用。

1988—1992年，淮河勘測規劃院根據淮河水利委員會的指示，對前期的水準控制網進行進一步改造完善，增補了7 條二等水準線路，加密布設了210 條附合三等水準路線及323 條三等水準支線，共布設標石4906 座，基本覆蓋了淮河流域的重要河流和湖泊，并將高程統一換算至1985 國家高程基準。在第二次治淮高潮中，該成果為治淮工程的勘測設計、施工建設和運行管理提供了精準、可靠、便捷的高程控制基準，為淮河流域各種比例尺地形圖的測制、水情測報、防洪除澇等工作提供了高程依據，作用巨大，經濟和社會效益明顯。

2010—2015年，中水淮河規劃設計研究有限公司（以下簡稱中水淮河公司）根據淮河水利委員會的指示，組織開展了淮河流域高程系統統一工作，將山東半島納入淮河流域高程控制網，進行統一的觀測、平差。該項目完成淮河流域的一、二、三等水準標石進行了普查，對原有破壞的標石進行了增補和完善，共新建普通水準標石3632 座，恢復原有標石2258 座，聯測水利工程基點411 處，共觀測二等水準線路約1129km，三等水準線路約21166km。本次項目任務在完成和恢復淮河流域高程控制框架的基礎上，還計算并分析了淮河流域曾使用過的“廢黃河高程系統”“1956年黃海高程系統”與現行的“1985 國家高程基準”之間的換算關系，為淮河流域歷史資料的換算使用提供了重要的技術依據。

該項目在實施過程中，采用多種當時國內先進的測繪新儀器、新技術、新方法，第一次在大范圍的水準網觀測中使用電子水準儀，研究了“基于似大地水準面模型區域擬合水準測量技術”“自動化水準觀測加密記錄及處理”等技術，研究建立了流域高程換算模型，解決了一系列工程難題，并大大提高了工作效率，先后獲得“安徽省優秀工程勘察設計行業一等獎”“安徽省國土資源科技獎”“全國優秀測繪工程銀獎”等獎項。本次統一高程項目觀測實施過程中，通過計算機編程實現了全自動數據記錄加密處理等工作，不僅杜絕了人為粗差，還明顯加強數據處理的過程控制，也大大提高了工作效率。通過淮河流域換算關系研究，在保證較高精度的情況下系統地解決了以往資料的銜接利用問題，解決了長期以來存在的換算數據來源不明確、上下游換算矛盾、換算關系不明確等問題，為淮河流域的治理提供了科學的支撐及堅實的測繪基準資料。

淮河流域目前已經建立了以國家一、二等水準為基準，三等水準為主的全流域的高程控制網，為淮河流域的水利規劃和工程建設提供了堅實的基礎高程依據。

2 基礎平面控制測量，鑄就投影、定位之基

治淮初期，整個國家的基礎測繪工作都處于起步階段，缺乏基礎測繪框架。隨著社會的不斷發展，我國從前蘇聯引進了大地測量的概念，采用天文觀測和三角測量的方式，在全國建立了1954 平面控制坐標系統。

20世紀80年代，為測繪淮河干流的1︰5000防洪規劃圖，在淮河干流布設了大量D 級GPS 控制點，該控制點采用1954年北京坐標系。該控制網是淮河流域第一次系統建立的高精度的平面坐標系統，在治淮19 項骨干工程的建設中發揮了巨大的作用，為后期的工程規劃、建設和管理及各類測量工作提供了測繪基準。

為了消除1954年北京坐標系帶來的誤差，1978年4月在西安召開的全國天文大地網平差會議上確定建立了我國新的平面坐標系：1980 西安坐標系。其采用了1975年國際大地測量與地球物理聯合會第十六屆大會推薦的橢球參數，原點位于陜西省西安市涇陽縣永樂鎮。在2005年以后，淮河水利工程項目也逐步啟用西安坐標系作為新的平面控制基準。

后期實施完成的淮河干流中游地形圖測量、淮河流域洼地地形圖測量、引江濟淮規劃測量等項目均采用了1980 西安坐標系，同時還聯測了1954年北京坐標系，以便解決新舊工程銜接、坐標轉換等問題。

2008年7月，國家正式啟用CGCS2000 國家大地坐標系，作為我國新一代平面基準。2013年以后，中水淮河公司陸續通過淮干上游地形圖測繪、沂沭泗直管河流測繪、洪澤湖測繪等項目完成了大區域的CGCS2000 平面控制網測繪。同時，還對之前的控制網測繪成果進行復核、修測，聯測了不同時期、不用坐標基準下的平面控制點，平差計算了淮河干流、骨干直流及重要蓄滯洪區的平面坐標轉換參數。

目前，淮河流域內干流、主要支流及蓄滯洪區已經基本建成CGCS200 坐標系統的D 級平面控制基準網。經過十余年努力，納入控制范圍的河流有：淮河干流出山店至洪澤湖、洪汝河、西淝河、東淝河、淠河、史灌河、池河、韓莊運河、中運河、沂沭泗直管河流等；蓄滯洪區有：泥河洼、老王坡、蒙洼、城東湖、城西湖、瓦埠湖、姜唐湖、荊山湖、老汪湖、南四湖、洪澤湖、高郵湖、駱馬湖等。以上D級GNSS 控制網均在1980 西安坐標、CGCS2000 坐標框架下進行平差解算，部分區域還納入1954年北京坐標框架下解算平差。

3 基本比例尺地形圖測繪，鑄就淮河工程規劃之基

3.1 淮河流域1︰50000 地形圖

該地形圖成果施測于20世紀80年代，采用1954年北京坐標系，為紙質成果。隨著社會的建設發展，地形地貌、行政區劃等已經發生了較大變化，該套地形成果已經不再使用。

3.2 淮河流域1︰5000、1︰10000 地形圖

2013年完成了淮河干流中游河道1︰5000 地形圖測繪，范圍自洪河口至洪澤湖口，包含南潤段、邱家湖、姜唐湖、壽西湖等13 座蓄滯洪區，測繪面積2143km2。該項目通過科學的線路規劃，用“分段擬合，整體平差”的方式建立了區域統一的平面及高程控制網，設置了63 條固定監測大斷面，為淮河流域防汛抗旱、工程規劃設計、河流演變研究分析等提供了依據。該項目榮獲“中國水利水電勘測設計銀獎”。

2017年完成了淮河上游出山店至洪河口1︰5000 地形圖測量，彌補了該河段無水下地形資料、水利設施地物要素不全、地形地貌現勢性差、河道沿線平面高程控制點標志稀少或缺失等問題，掌握了出山店水庫建成運行前該河段的本底地形數據，完善了流域地形資料系統，極大程度上滿足了流域綜合治理和管理工作需要。

2010年至今，陸續完成了淮河流域重要洼地、蓄滯洪區、南四湖、洪澤湖、高郵湖、駱馬湖及沂沭泗直管河流1︰10000 地形圖測量，填補了以上區域基礎比例尺地形圖的空白，為近期的水利建管、規劃設計、水涉水項目行政許可、流域信息化建設、淮河重大問題研究保駕護航。其中洪澤湖水下地形圖測量、沂沭泗直管河流1︰10000 地形圖測量等項目榮獲“安徽省國土資源科技獎”。

4 三維可視化地理信息系統，鑄就淮河信息化防汛之基

近年來，以衛星定位、遙感、地理信息系統、計算機通信等技術為核心的數字化測繪技術逐步取代傳統測繪技術，物聯網、大數據、云計算、人工智能風起云涌，測繪技術與新興信息技術的融合發展，給基礎測繪工作帶來顛覆性變革。

中水淮河公司根據需求陸續引進了三維地理信息平臺“方舟系統”，采購了航空遙感資料獲取系統等，完成了大量淮河流域基礎航空攝影、攝影測量與遙感工作。在此基礎上，自行開發了“中水淮河三維查勘系統”及“淮河流域測繪地理信息數據管理系統”，從數據生產、模型制作、服務發布、三維瀏覽等方面深入研究，逐步將現有的三維地理信息數據集成整合，形成存儲、展示、數據分析一體的三維地理信息數據庫。

中水淮河三維查勘系統是從工程踏勘實際應用出發，在相關人員無法到達踏勘現場的情況下，能夠利用該系統判斷項目所在位置以及相關的地形地勢信息，在前期方案研究的基礎上進行踏勘規劃，增強踏勘的針對性，提高工作效率。

淮河流域測繪地理信息數據管理系統將淮河流域的測繪數據進行整理，并進行入庫管理，在此技術上結合GIS 系統的特點，實現數據的可視化瀏覽，全方位的展示測繪數據的空間信息和詳細的屬性信息，為數據的管理、分析、應用提供統一的接口和路徑。

目前，中水淮河公司已完成的可視化數據成果包括：（1）淮河干流、主要支流及蓄滯洪區數字正射影像及數字表面模型；（2）主要蓄滯洪區高精度數字高程模型、基礎地理信息庫、專題信息數據庫等；（3）藺家壩、二級壩、朱集閘等重點水利樞紐區域三維傾斜模型等。

由于降雨、水位、流量和洪量等因素，2020年淮河發生了流域性較大洪水。7月20日，王家壩開閘泄洪，憑借著蒙洼蓄滯洪區數字高程模型及地理信息數據庫，防汛指揮人員可以在最短的時間內獲取不同水位下相應的蒙洼蓄滯洪區蓄水庫容，并對農作物、房屋等受災情況進行評估分析；而通過專題信息數據庫則可以高效地利用蒙洼蓄滯洪區內撤退道路、通訊基站、水利設施、安全臺等防汛設施，大大提高人員撤退、物資轉移等工作的效率。

5 結語

淮河流域的高程控制測量經過多次系統的建設，基本形成了完善的高程控制框架。淮河干流、重要的支流、蓄滯洪區、沂沭泗骨干河道、重要的大型湖泊等基本完成了高程控制網、D 級GNSS 網、1︰5000 及1︰10000 基礎地形圖的覆蓋。隨著治淮事業的進一步發展，將逐步完善淮河流域基準平面控制網，有計劃地更新基礎地形圖，確保治淮工作中測繪先行，為各項工作提供高精度和現勢性好的基礎測繪成果。

隨著三維設計的逐步發展，對測繪成果的需求已經由原來的二維逐步向三維轉變，對快速獲取和及時更新三維基礎地理信息數據提出了更為迫切的要求。目前，無人機航空攝影、機載激光雷達、多波束聲納等遙感技術日益成熟，數據處理日益自動化、智能化，淮河流域基礎測繪成果將更加豐富和全面，淮河勘測部門將為淮河流域信息化治理提供更加有力的技術支撐■