朱紫阳,江海建,许耿然(广东省国土资源测绘院,广东广州 510500)
广东省测量标志现状分析与保护展望
朱紫阳∗,江海建,许耿然
(广东省国土资源测绘院,广东广州 510500)
通过对广东省范围内GPS-A、B、C级点,Ⅰ、Ⅱ等三角点,1985国家高程基准的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等水准点的测量标志普查结果进行了统计分析,并在此基础上分析了测量标志破坏受损的影响因素,提出了保护管理的对策。结合创新测绘基准维持办法,提出采用数字基准替代实物基准,减小地面标志数量、降低维护成本,提高测量标志的可利用性,为新型基础测绘服务。
测量标志;大地基准;高程基准
测绘基准是国民经济、社会发展和国防建设的重要基础设施,主要由大地基准、高程基准、深度基准、重力基准构成,是测绘成果的起算依据。新中国成立以来,我国大地基准(平面基准)先后经历了1954年北京坐标系、1980西安坐标系、2000国家大地坐标系;高程基准先后经历了1956年黄海高程系、1985国家高程基准;重力基准先后经历了1957国家重力基准、1985国家重力基准、2000国家重力基准。相比其他基准,目前国内尚未建立统一的深度基准,仅明确统一采用理论深度基准面。这些测绘基准为国民经济和社会的可持续发展提供了全国统一的、可靠的坐标、高程及重力,是我国地理空间基础框架的重要组成部分,也是空间数据基础设施中的主干。
为满足广东省社会经济发展的需要,在国家测绘基准框架下,广东省先后建立了自身的测绘基准框架。作为测绘基准的具体实现——测量标志,由于自然损坏、人为破坏及保护经费不足等原因,广东省测量标志损毁较为严重,依据控制点起算提供使用结果显示,三角点、水准测量标志破坏率在50% 以上,越来越不适应广东省经济建设高速发展的需求。为此,根据《广东省基础测绘条例》有关平面控制网、高程控制网和空间定位系统的建立、更新与维护职责要求,广东省测绘行政主管部门决定对全省测量标志(包括Ⅰ、Ⅱ等三角点,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等水准点,A、B、C级GPS点)开展一次全面普查工作,本文在普查的基础上,对全省测量标志现状进行分析。
2.1 大地基准(平面基准)框架测量标准现状
新中国成立初期,上世纪50年代~70年代,我国进行国家一、二等天文大地网(含三角点、导线点)的测设;90年代,国家测绘局布测了国家GPS A、B级网,总参测绘局布测了全国GPS一、二级网,国家地震局与总参测绘局及国家测绘局布测了地壳运动观测网络GPS网,在此基础上建立起2000国家大地坐标系框架网[1]。
上世纪60年代~80年代期间由于各种建设、规划的需要,广东省大地控制网在国家一、二等天文大地网的基础上,主要由地矿、水利、交通、城建、测绘及部队等不同部门布测三、四等三角网;1992年~2001年,省测绘行政主管部门陆续组织开展了覆盖全省的GPS C网,分珠江三角洲地区、粤西等7个子区布测,2004年又布测了全省的GPS A、B级,并于2006年完成整体平差。
依据广东省测绘行政主管档案部门提供馆藏资料,由于历史原因,所有的三角点只有坐标成果、无点之记。考虑三、四等三角点基本都是上世纪60年代~80年代期间由于各种建设、规划的需求主要由地矿、水利、交通、城建、测绘及部队等施测,成果精度较低,全省的三角点普查范围确定为一、二等三角点。经整理剔除重合点后,馆藏一、二等三角点分别为155点、1081点。通过组织全省力量,历时2年的普查,保存完好的一、二等三角点分别为51点、411点,完好率分别为32.9%、38.0%,按地市统计各市的标志完好率如图1所示。
∗ 收稿日期:2015—12—25
作者简介:朱紫阳(1980—),男,高级工程师,主要从事大地测量与信息化测绘生产技术研究。
基金项目:广东省2013年基础测绘资助项目。
图1 广东省各地市三角点标志完好率统计图
通过普查结果汇总来看,广东省Ⅰ、Ⅱ等三角点标志损毁严重,完好率不足40%,特别是其中江门、潮州、茂名、湛江4市完好率不足15%,另外东莞、肇庆、清远等城市也不容乐观,标志完好率也不足30%。
依据省测绘行政主管档案部门提供馆藏资料,全省的卫星定位点馆藏资料完整。经整理剔除重合点后,馆藏A、B、C级卫星定位点分别为8点、120点、1202点。通过普查,保存完好的A、B、C级卫星定位点分别为6点、92点、933点,完好率分别为75.0%、76.7%、77.6%,按地市统计各市的标志完好率如图2所示。
图2 广东省各地市卫星定位标志完好率统计图
通过普查结果汇总来看,广东省A、B、C级卫星定位点标志损完好率约为77.5%,单纯从完好率数值来看似乎还过得去,但从现实结果来看,全省卫星定位点标志布设不足20年,损坏率就超过20%,特别是个别市完好率不足50%,有超过一半的标志遭受破坏。余下完好的标志点也不容乐观,在省2000国家大地坐标框架建立时,对国家测绘行政主管部门提供的73个2000国家大地坐标框架网点进行普查发现有20个点被破坏,15个点GNSS观测条件欠佳,通过分析最终仅采用了36个点作为起算。在各地市2000国家大地坐标框架建设时存在同样的问题。
2.2 高程基准框架测量标志现状
新中国成立初期,以青岛验潮站1950年~1956 年7年间的验潮资料推算出1956年黄海高程系,于1951年~1969年布设了国家第一期一等水准网。后又根据青岛验潮站1952年~1979年之间为期27年的验潮资料推算出1985国家高程基准并沿用至今,于1976年~1984年布设了国家第二期一等水准网,又在1991年~1998年对该网进行了复测[2]。2012年起开展国家第三期一等水准测量。
广东省的水准测量则是在国家水准测量的基础上进行,1955年~1958年完成了覆盖全省陆地范围的二等水准测量,1955年~1958年完成了覆盖全省陆地范围的三、四等水准测量。1975年~1989年进行了覆盖全省陆地范围的二等水准测量。1976年、1983年~1991年、1999年~2001年、2009年~2011年、2013年~2014年分区域开展了三等水准测量[3]。
依据省测绘行政主管档案部门提供馆藏资料,国家第一期一等水准网成果,由于历史原因,一等水准及水准路线档案部门无资料,其余在国家第一期一等水准网基础上布设的二、三、四等水准点只有点位说明、无点之记。国家第二期水准网、复测水准网及在其基础上布设的二、三等水准网,点之记完整。
考虑后期水准网测设充分利用了前期水准网的标石,广东省的水准点普查范围确定为国家第二期一等水准网(含复测网)、国家第三期一等水准网中的水准点及在此基础上发展的二、三等水准网。经整理剔除重合点后,馆藏一、二、三等水准点分别为718点、1279点、2819点。通过普查,保存完好的一、二、三等水准点分别为 368点、341点、1341点,完好率分别为51.3%、26.7%、47.6%,按地市统计各市的标志完好率如图3所示。
图3 广东省各地市水准标志完好率统计图
通过普查结果汇总来看,广东省Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等水准标志完好率仅达40%,损毁严重,特别是珠江三角洲地区4市,水准点完好率不足15%。这其中还包括了国家测绘地理信息局于2012年起组织开展的国家第三期一等水准网点、省测绘行政主管部门于2009年~2013年起组织开展的粤东及湛江地区三等水准网点。扣除近期布测部分的水准网点,完整率更不容乐观,在2015年开展的完善珠江三角洲地区高程基准框架建设时,设计水准路线以原有二等水准网为基础,设计水准点271个,可利用的已有水准标志117点,不足50%,个别水准路线甚至不足20%。
由上述普查情况可知,广东省的测量标志损坏程度是惊人的、严重的,损坏原因是多方面的,主要有几方面:
3.1 宣传工作不到位
《中华人民共和国测量标志保护条例》早已颁布实施,广大测绘工作者也做了大量的宣传工作,人们对测量标志的保护意识在不断提高。但是由于宣传力度不够大,不少人包括乡村基层干部对测量标志有何作用不大了解,据了解对测量标志的毁坏除自然因素外,较多的是“过失”行为[4]。如工程开发建设前期勘测单位收集资料不齐全,勘测地形图中未体现控制点,特别是随着连续运行GPS定位服务系统建设与区域性似大地水准面精化,直接采用网络RTK即可获取测图所需的控制点,无需搜集基础控制点;也有缺乏测量标志知识,有的工程建设单位或个人在施工时导致永久性测量标志损坏。
3.2 委托保管跟不上
《中华人民共和国测量标志保护条例》规定测量标志实行义务保管制度,广大测绘工作者在设置测量标志时与被委托方明确了义务,并将委托保管书抄送乡级人民政府和县级以上人民政府管理测绘工作的部门备案。但是由于缺乏对被委托方的日常跟踪管理,被委托方如自然人外出就业、死亡,机构裁减合并等变化时,无法及时的变更委托方,久而久之呈现放任自然的情况。同时,义务保管制度已不适宜与市场经济条件下的保管制度[4],必要的财政投入必不可少。
3.3 检查保养不到位
《中华人民共和国测量标志保护条例》规定永久性测量标志定期组织维修,保证测量标志正常使用。由于经费、人员、组织等各方面的因素,测量标志缺乏定期的检查与维护,基本上处于建而不养、用而不养的状况。复测周期长,其中也未组织开展过大规模的普查与维护工作,如广东省二等水准网是1975年~1989年布测,至今已经30多年未开展复测工作;全省卫星定位大地控制网1994年~2001年布测,至今也接近20年未开展复测工作。缺乏必要的检查保养工作,未及时更新点之记,即使标志点仍然存在,由于周边地物地貌的变化,根据原有点之记也很难找到标志点,这一点在本次普查中尤为突出,给普查工作带来很大困难。3.4 土地使用不完善
《中华人民共和国测量标志保护条例》规定建设永久性测量标志需要占用土地的面积,并未明确必须进行土地征收及经费,随着人们对土地权利意识的增强,无偿占有现象致使测量标志得不到应有的保护,也就相应缺乏对测量标志点权利的主张,也制造了个别社会矛盾。据了解,广东省的三角点、卫星定位点、水准点等测量标志均未办理过用地手续。
3.5 普查工作不够细
本次普查,由于历史原因,部分控制点馆藏资料中无点之记(如三角点)或点之记地物关系发生变化,在开挖、探测多处均无法找到,特别是空旷区域的水准点。考虑通视的情况,三角点及部分卫星定位点布设在山顶之上,由于环境保护等各种因素,山高林密,同时个别普查人员缺乏责任心,对普查困难的点直接做无法找到处理,在部分市三角点普查中尤为突出。
4.1 加强宣传工作
结合实际情况,采取多种渠道、多种形式,利用网路、电视、报纸等新闻媒介,向广大群众宣传测量标志的重要性,让他们了解测量标志的作用、提高他们对保护测量标志工作的认识。广大群众从被动保护转变为主动保护,依靠社会力量加大对测量标志保护的力度,坚持预防为主、保护为辅的原则,减少过失毁坏测量标志的事件发生[4~6]。
4.2 创新委托机制
《中华人民共和国测量标志保护条例》规定测量标志委托设置地的有关单位或者人员负责保管,在实践中由于人员的自然流动等因素的影响,将测量标志保管职责交由基层自治委员会或乡镇土地管理部门,并以工作职责的形式予以明确。同时,变义务保管为有偿保管,根据测量标志设置的主管部门,每年应将保管等费用列入财政预算,按年下拨至保管单位。
4.3 完善用地问题
对普查保存完整的测量标志点,根据土地管理有关要求,列入年度建设用地范围,分批次办理所有测量标志点的用地手续,进行确权登记、颁发土地使用证书。将土地使用权与土地利用现状情况在相应的土地审批数据中,从土地利用审批源头上,明确测量标志的存在,减少过失行为造成测量标志损坏情况的发生。
4.4落实维护机制
严格执行《中华人民共和国测量标志保护条例》规定永久性测量标志定期组织维修制度,建立测量标志管理系统,实行动态管理,建立定期巡查制度,结合国土资源动态巡查,每半年乃至每季度巡查一次。测量标志保护除日常的巡查与维修外,为保证测量标志正常使用,还应根据有关技术规范进行定期复测,如二等水准网复测周期最长不超过20年等。同时,在设立测量标志或日常巡查时,应借助卫星定位技术,测定各标志点的三维概略坐标,以便于周边环境变化能及时通过放样的方式确定测量标志点位。
4.5 转变基准认识
随着卫星定位与全球动态地心坐标参考框架维持技术的发展,及区域性连续运行卫星定位服务基准站的建立[7],直接通过精密单点定位技术即可获取精确的2000国家大地坐标系成果[8],通过埋设测量标志来维持本地区的坐标基准框架的方式将被逐渐代替。同时,随着卫星定位精度的提高、卫星重力测量技术的发展与大地水准面精度的提高,及区域性似大地水准面精度的提高,直接通过精密单点定位技术即可实现高精度的水准测量,通过埋设水准标石来维持区域性高程基准框架的方式也将逐渐被替代[9、10]。减小地面标志的数量,降低维护成果,提高基准可利用性,从而真正实现从实物基准转向数字基准。
广东省测量标志现状普查的结果表明,广东省测量标志损坏情况严重,特别是三角点、水准点,完好率不足50%。经分析认为造成损坏的主要原因有:经费不足,宣传不够,用地不完善等;提出保护测量标志不受或减小被破坏的对策:加强巡查,完善用地,创新委托保管机制与测绘基准维持方法等。
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Guangdong Province Survey Mark Situation Analysis and Protection Prospects
Zhu Ziyang,Jiang Haijian,Xu Gengran
(Institute of Lands and Resource Surveying and Mapping of Guangdong Province,Guangzhou 510500,China)
The survey result of Guangdong Province survey marks including GPS-A,GPS-B and GPS-C control points,Ⅰorder andⅡorder triangulation points,Ⅰorder toⅢorder leveling points within 1985 National Height Datum are statistically analyzed.Based on the statistically analysis,the survey marks destroy damaged affecting factors are been analyzed and some protection measures are been put forward.Combined with innovative ways to maintain the surveying and mapping datum,proposed an alternative from physical datum to digital datum,reduce the number of ground markers,reduce maintenance costs and improve the availability of measurement mark for the new basic surveying and mapping services.
survey mark;geodetic datum;height datum
1672-8262(2016)02-144-04中图分类号:P205
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