抚顺测绘史资料

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1、一、 城市测绘系统 中华人民共和国测绘法第五条规定“从事测绘活动应 当使用国家规定的测绘基准和测绘系统” ，“因建设、城市规划 和科学研究的需要，大城市和国家重大工程项目确需建立相对 独立的平面坐标系统的，由国务院行政主管部门批准” 。我国现 行的大地基准： 1954 年北京坐标系， 是 1942 年前苏联大地坐标 系的延伸，采用克拉索夫斯基地球椭球参数，其大地原点位于 俄罗斯普尔科沃天文台圆形大厅中央； 1980 西安坐标系，所采 用的椭球参数为 1975 年国际大地测量与地球物理联合会 （ IUGG） 第 16 界大会推荐的数值， 其大地原点位于陕西省泾阳县永乐镇。 国家高程基准： 195

2、6 年黄海高程基准和 1985 国家高程基准， 两 个系统的起算数据相差 2.9 cm ，但国家高程原点是同一个点， 位于青岛市区的观象山上。城市测绘系统主要涉及的是平面坐标系统和高程（海拔高 度）系统。抚顺市现行的测绘系统，平面坐标有 4 套系统： 1. 城市测绘依据的抚顺城市坐标系； 2. 矿区测绘依据的矿区坐标 系； 3.80 西安坐标系建立之前（ 1984 年 6 月通过技术鉴定）国 家基础测绘成果采用的 1954 年北京坐标系； 4.80 西安坐标系建 立之后国家基础测绘成果采用的 80 西安坐标系。高程基准有 4 套系统： 1. 矿区使用的矿区高程系；大伙房水库采用的大连高 程基准

3、； 85 国家高程基准起用（ 1987 年 5 月 26 日）之前完成 的国家基础测绘成果和现在城市测绘采用的 1956 年黄海高程基 准； 85 国家高程基准起用之后完成的国家基础测绘成果采用的 85 国家高程基准。这些测绘系统之间存在着一定差值，有的甚至相差很大， 使用测绘成果，特别是利用测绘成果进行技术设计及地理空间 定位时，必须搞清楚所用测绘成果的测绘系统，以及各测绘系 统之间的数学关系。下面对这些测绘系统作以简单的介绍。（一） 平面坐标系统1. 抚顺矿区坐标系 抚顺市测绘平面坐标系统的诞生及沿革，是伴随着矿山开 采和城市建设的发展而进行的。1905 年日俄战争结束后，日本侵略者强行霸

4、占了抚顺煤田 的开采权。随着开采规模的逐渐扩大，需要进行矿区测绘，于 是便建立了一套矿区平面坐标系。这是一个独立坐标系统，其 原点位于西露天采坑内的西南部。该系统建立的准确时间已无 据可考，现在掌握的有据可查的平面坐标测绘资料，是在 1916 年(日本大正五年) 7 月由日本人江上胜次完成的，由此推断， 矿区坐标系是于 1905-1916 年间建立的。抚顺 1948 年解放之后，至 1958 年 9 月建立 1954 年北京坐 标系之前这段时间内，为满足城市建设所进行的测绘工作，也 采用了这一坐标系统。由于抚顺煤田在解放前及解放初期，积累了大量的煤田测 绘资料，为了矿区技术资料的连续使用，现在

5、抚顺矿业集团的 各个矿区仍在沿用这一坐标系。抚顺矿区坐标系与 1954 年北京坐标系的换算关系如下： 由矿区坐标转换为 1954 年北京坐标的换算公式 :x= X0+XCOS6 07 52.3+ Ysin6 07 52.3y= y0+Ycos6 07 52.3一 Xsin6 07 52.3由 1954 年北京坐标转换为矿区坐标的换算公式 :Y= (X- X 0)sin6 07 52.3 +(y-y 0)cos6 07 52.3X= (X- X 0)cos6 07 52.3 -(y-y0)sin6 07 52.3式中： X、Y 为矿区坐标， X、y 为国家 1954 北京坐标；X0=34157.

6、081， y0=72420.584。2. 1954 年北京坐标系1956 年 9 月 -1957 年 4 月，抚顺城建局测量队与抚顺矿务局测量队合作，完成了抚顺市城市平面控制网与国家控制网的 联测， 1958 年 9 月完成数据处理， 建立了抚顺 1954 年北京坐标 系。为高斯投影 3 度分带的第 41 带，中央子午线为东经 123 度。 此后近 40 年的时间里，我市的城市测绘一直采用这一坐标系统。3. 抚顺城市坐标系地球的表面是一个球面，而地图是一个平面，要将地球表 面各种地理要素表达在地图平面上，需要按照一定的数学规则 进行投影变换，这就会引起距离、角度及面积等几何量的变形。 这种投影

7、变形的数值，距离投影带中央子午线越远变形越大。 为了保证城市工程测量的精度，由国家建设部颁发的城市测 量规范规定， “城市平面控制测量坐标系统的选择应以投影长 度变形值不大于 2.5cm/km 为原则”。抚顺市区的长度变形值为 2.4cm/km 9.4cm/km ，超出了 规范的要求。规范规定解决这一问题的途径有以下3 条： 1）选择投影于抵偿高程面上的高斯正形投影 3 度带平面直角坐标系 统； 2）选择高斯正形投影任意带的平面直角坐标系统，投影面 可采用黄海平均海水面或城市平均高程面；3）面积小于 25km2的城镇可不经投影采用平面直角坐标系统在平面上直接进行计 算。1987 年，当时的抚顺

8、市土地管理局开始组织抚顺市地籍测 量工作，首先从望花区开始。 为了解决投影变形值大于 2.5cm/km 问题，设计了以下解决方案：以位于望花区北面的4 号城市三角点为中心，将控制网沿地球参考椭球法线投影到-100 m 高程面。时称抚顺市地籍坐标系。望花区地籍测绘完成之后，抚顺市土地管理局又相继在新 抚区、顺城区和东洲区开展地籍测量工作，同样的目的，又选 择了 -150 米作为投影面，仍以 4 号点为投影中心。由大地测量学知识可知，这是一种任意坐标系，而不是投 影于抵偿高程面上的高斯正形投影统一 3 度带平面直角坐标系 统，而且这种投影并没有真正解决投影变形值超限问题。但是， 自 1987 年建

9、立了该坐标系后， 市土地管理局以此坐标系为基础， 完成了抚顺市区的地籍测绘工作，积累了大量的地籍测绘资料。在此期间，抚顺市出现了三种坐标并用的混乱局面：除了 上述土地管理部门建立和使用的地籍坐标系外，城市规划部门 从1991年开始起用1990年施测的GPS网成果，该成果采用高 斯正形投影任意带的平面直角坐标系统，投影面为城市平均高 程面。抚顺矿务局则沿用 1954 年北京坐标系。1996 年 1 月，由当时的抚顺市国土规划管理局测绘管理办 公室以“抚测办发 19962 号”文发布文件，统一抚顺市的城市 坐标系统，即选择以 4 号点为投影中心，以 -150 米作为投影面 的独立坐标系，也就是以上

10、介绍的地籍坐标系，并命名为“抚 顺城市坐标系” 。该系统并没有真正解决投影变形值超限问题，当 Y 坐标值大于 70.5 km 时，投影变形值仍大于 2.5cm/km 。由 1954 年北京坐标转换为抚顺城市坐标换算公式x = kX + 0.86996 y = kY + 1.57740由抚顺城市坐标转换为 1954 年北京坐标换算公式X = jx - 0.86997Y = jy - 1.57741式中：x,y为抚顺城市坐标；X，丫为1954北京坐标；k=0.999976474, j=1.000023526 。坐标值整数部分取小数点前 5 位。4. 1980 西安坐标系1980 西安坐标系的定义，

11、很多文献都有详细叙述，这里不 作介绍。但有一点需要提醒相关人员， 1980 西安坐标系与 1954 年北京坐标系在抚顺地区的差值， x 值相差近 36 米， y 值相差 近 49 米，望使用时注意。（二）高程基准1. 矿区高程系抚顺矿区高程系是日本侵略者为满足抚顺煤田开采而建立 的一种独立地方高程基准。该系统的确立依据及建立年代已经 无据可考。时至今日，抚顺矿业集团各矿区仍然在使用该系统。矿区高程系与 1956 年黄海高程系的换算关系如下： 矿区高程+ 2.021 = 19黄56海高程 高程值单位为米。（ 矿务局沿用的改正数为： 矿区高程+ 2.042 = 19黄56海高程 实际上是矿区高与大

12、连高程基准之间的差值）2. 大连高程基准1905 年日本占领大连后，在旅顺港建立了验潮站，以该站 1914年1月至 1914年6月的验潮资料推求出旅顺港平均海水面， 并以此平均海水面为高程基准面建立了大连高程基准，高程基 准点位于长春市大同广场 （现人民广场） 中央（该点已遭破坏） 。东北解放以后的 1945-1959 年期间，由于国家建设的急需， 东北三省及内蒙等地区的水利水电部门仍沿袭使用这一高程基 准，并在这一地区布设了各种等级的水准网，包括与抚顺地区有关的浑河流域水准网，该水准网布设于1951年，其起算点为营口港务局No.1号水准点。大伙房水库的勘测、设计、施工及 建成后至今的管理，均

13、使用大连高程基准（有人称“水利高程 系”。抚顺市城市建设委员会测量队 1955年建立的抚顺城市二等 水准网，初期也采用了大连高程基准，1964年抚顺城市二等水准网与国家水准网联测，启用 1956年黄海高程基准，大连高程 基准在抚顺市城建部门停止使用。大连高程基准与1956年黄海高程基准的换算关系如下：大连高程0.027 = 19黄海高程高程值单位为米。3. 1956年黄海高程基准作为一个国家的高程基准，一般必须有两个高度元素组成， 一个是高程基准面的高度，另一个是相对该基准面的原点高程。1956年黄海高程基准，以位于青岛大港一号码头的验潮站为基 本验潮站，以该站 1950-1957年7年验潮资

14、料推求出海平面作 为高程基准面，国家水准原点位于青岛观象山上，原点高程72.289 m。1959年国务院颁布中华人民共和国大地测量法式（草案），规定“国家水准点的高程以青岛水准原点为依据”C抚顺市于1964年将城市二等水准网与国家水准网联测，开 始启用1956年黄海高程基准，沿用至今。4. 1985国家高程基准20 世纪 80 年代初，我国利用青岛验潮站 1952-1979 年 28年的验潮资料，重新计算了平均海平面的高度，并以此为高程基准面测定国家高程原点的高程值为 72.260 m,命名为1985国 家高程基准，经国务院批准，由国家测绘局于 1987 年 5 月 26 日公布使用。抚顺市没

15、有启用该高程基准。1985 国家高程基准与 1956 年黄海高程基准的换算关系如下：198国5 家高程+0.029 = 19黄56海高程高程值单位为米。二、 测绘成果1. 城市首级平面控制网 城市首级平面控制网，是城市地理空间定位的基础。抚顺 市现在利用的首级平面控制网，建立于 1955 年，为三等三角网 （简称 55 三角网），由当时的抚顺市城市建设委员会测量队与 抚顺矿务局测量队联合完成，全网由 29 个点组成，该网包括以 下约束条件： 3 个固定点， 为国家一等三角点； 2 个天文方位角；1 条基线扩大边。由于我国当时还没有制定大地测量技术规程， 该网技术方案的制定，参考了原苏联楼道夫与福洛林契夫主编 的二、三、四等三角测量细则 ，水平角利用威尔特T2、 T3经纬仪观测 8 测回（与国家三角点联测的 5 个三角形利用 T3 经 纬仪观测 16 测回）。采用了高斯正形投影统一 3 度带平面直角 坐标系统，中央子午线经度 123 度。55 三角网的精度指标为：最大三角形闭合差 5.5 秒；最小 三角形闭合差 0 秒；测角中误差 1.2 秒；平差后单位权中误差 1.4 秒；最弱边相对中误差 1/104000 。固宦点-；,-； ；,-：|ji|同定方位图1 55 三角网略图事实上，55三角网的技术指标未达到三等三角网的标准。首先，该网