淮河流域基础测绘发展与展望

（中水淮河规划设计研究有限公司 合肥 230601）

基础测绘是为经济建设、国防建设和社会发展提供地理信息的基础性、公益性事业，是经济社会可持续发展的重要支撑，更是测绘地理信息事业的立业之基。自新中国成立以来，通过淮河流域高程系统统一、淮河干流地形图测绘、淮河蓄滞洪区基础信息测量、洪泽湖地形图测量等一系列的基础测绘项目，基本建立了全面覆盖淮河流域的高程控制网；实现了骨干河流、主要蓄滞洪区及湖泊的D 级GNSS 控制网覆盖；测绘了淮河干流、主要的蓄滞洪区、沂沭泗骨干河流以及洪泽湖、南四湖、骆马湖等湖泊1︰10000 或1︰5000 基础地形图。淮河流域基础测绘取得长足发展，技术能力显著提升，信息资源结构和质量不断完善，为淮河水利建设管理乃至国家经济发展提供了大量地理信息保障服务，价值得到充分彰显。

1 统一高程系统，铸就治淮水位之基

1950年，根据政务院的决定，成立了治淮委员会。当时，淮河流域既没有系统的高程测量成果，也没有准确的地形图，严重影响了治淮工作的进一步开展。

1952—1954年，治淮委员会测量总队采用“废黄河零点高程系统”在淮河流域沿淮河干流及重要的支流共布设了19 条水准线路，8 条水准支线，共布设了1900 组水准标石，施测精度相当于目前国家的二等水准，初步建立了淮河流域的高程控制框架。在早期治淮工程建设及流域规划方面发挥了巨大作用。

1988—1992年，淮河勘测规划院根据淮河水利委员会的指示，对前期的水准控制网进行进一步改造完善，增补了7 条二等水准线路，加密布设了210 条附合三等水准路线及323 条三等水准支线，共布设标石4906 座，基本覆盖了淮河流域的重要河流和湖泊，并将高程统一换算至1985 国家高程基准。在第二次治淮高潮中，该成果为治淮工程的勘测设计、施工建设和运行管理提供了精准、可靠、便捷的高程控制基准，为淮河流域各种比例尺地形图的测制、水情测报、防洪除涝等工作提供了高程依据，作用巨大，经济和社会效益明显。

2010—2015年，中水淮河规划设计研究有限公司（以下简称中水淮河公司）根据淮河水利委员会的指示，组织开展了淮河流域高程系统统一工作，将山东半岛纳入淮河流域高程控制网，进行统一的观测、平差。该项目完成淮河流域的一、二、三等水准标石进行了普查，对原有破坏的标石进行了增补和完善，共新建普通水准标石3632 座，恢复原有标石2258 座，联测水利工程基点411 处，共观测二等水准线路约1129km，三等水准线路约21166km。本次项目任务在完成和恢复淮河流域高程控制框架的基础上，还计算并分析了淮河流域曾使用过的“废黄河高程系统”“1956年黄海高程系统”与现行的“1985 国家高程基准”之间的换算关系，为淮河流域历史资料的换算使用提供了重要的技术依据。

该项目在实施过程中，采用多种当时国内先进的测绘新仪器、新技术、新方法，第一次在大范围的水准网观测中使用电子水准仪，研究了“基于似大地水准面模型区域拟合水准测量技术”“自动化水准观测加密记录及处理”等技术，研究建立了流域高程换算模型，解决了一系列工程难题，并大大提高了工作效率，先后获得“安徽省优秀工程勘察设计行业一等奖”“安徽省国土资源科技奖”“全国优秀测绘工程银奖”等奖项。本次统一高程项目观测实施过程中，通过计算机编程实现了全自动数据记录加密处理等工作，不仅杜绝了人为粗差，还明显加强数据处理的过程控制，也大大提高了工作效率。通过淮河流域换算关系研究，在保证较高精度的情况下系统地解决了以往资料的衔接利用问题，解决了长期以来存在的换算数据来源不明确、上下游换算矛盾、换算关系不明确等问题，为淮河流域的治理提供了科学的支撑及坚实的测绘基准资料。

淮河流域目前已经建立了以国家一、二等水准为基准，三等水准为主的全流域的高程控制网，为淮河流域的水利规划和工程建设提供了坚实的基础高程依据。

2 基础平面控制测量，铸就投影、定位之基

治淮初期，整个国家的基础测绘工作都处于起步阶段，缺乏基础测绘框架。随着社会的不断发展，我国从前苏联引进了大地测量的概念，采用天文观测和三角测量的方式，在全国建立了1954 平面控制坐标系统。

20世纪80年代，为测绘淮河干流的1︰5000防洪规划图，在淮河干流布设了大量D 级GPS 控制点，该控制点采用1954年北京坐标系。该控制网是淮河流域第一次系统建立的高精度的平面坐标系统，在治淮19 项骨干工程的建设中发挥了巨大的作用，为后期的工程规划、建设和管理及各类测量工作提供了测绘基准。

为了消除1954年北京坐标系带来的误差，1978年4月在西安召开的全国天文大地网平差会议上确定建立了我国新的平面坐标系：1980 西安坐标系。其采用了1975年国际大地测量与地球物理联合会第十六届大会推荐的椭球参数，原点位于陕西省西安市泾阳县永乐镇。在2005年以后，淮河水利工程项目也逐步启用西安坐标系作为新的平面控制基准。

后期实施完成的淮河干流中游地形图测量、淮河流域洼地地形图测量、引江济淮规划测量等项目均采用了1980 西安坐标系，同时还联测了1954年北京坐标系，以便解决新旧工程衔接、坐标转换等问题。

2008年7月，国家正式启用CGCS2000 国家大地坐标系，作为我国新一代平面基准。2013年以后，中水淮河公司陆续通过淮干上游地形图测绘、沂沭泗直管河流测绘、洪泽湖测绘等项目完成了大区域的CGCS2000 平面控制网测绘。同时，还对之前的控制网测绘成果进行复核、修测，联测了不同时期、不用坐标基准下的平面控制点，平差计算了淮河干流、骨干直流及重要蓄滞洪区的平面坐标转换参数。

目前，淮河流域内干流、主要支流及蓄滞洪区已经基本建成CGCS200 坐标系统的D 级平面控制基准网。经过十余年努力，纳入控制范围的河流有：淮河干流出山店至洪泽湖、洪汝河、西淝河、东淝河、淠河、史灌河、池河、韩庄运河、中运河、沂沭泗直管河流等；蓄滞洪区有：泥河洼、老王坡、蒙洼、城东湖、城西湖、瓦埠湖、姜唐湖、荆山湖、老汪湖、南四湖、洪泽湖、高邮湖、骆马湖等。以上D级GNSS 控制网均在1980 西安坐标、CGCS2000 坐标框架下进行平差解算，部分区域还纳入1954年北京坐标框架下解算平差。

3 基本比例尺地形图测绘，铸就淮河工程规划之基

3.1 淮河流域1︰50000 地形图

该地形图成果施测于20世纪80年代，采用1954年北京坐标系，为纸质成果。随着社会的建设发展，地形地貌、行政区划等已经发生了较大变化，该套地形成果已经不再使用。

3.2 淮河流域1︰5000、1︰10000 地形图

2013年完成了淮河干流中游河道1︰5000 地形图测绘，范围自洪河口至洪泽湖口，包含南润段、邱家湖、姜唐湖、寿西湖等13 座蓄滞洪区，测绘面积2143km2。该项目通过科学的线路规划，用“分段拟合，整体平差”的方式建立了区域统一的平面及高程控制网，设置了63 条固定监测大断面，为淮河流域防汛抗旱、工程规划设计、河流演变研究分析等提供了依据。该项目荣获“中国水利水电勘测设计银奖”。

2017年完成了淮河上游出山店至洪河口1︰5000 地形图测量，弥补了该河段无水下地形资料、水利设施地物要素不全、地形地貌现势性差、河道沿线平面高程控制点标志稀少或缺失等问题，掌握了出山店水库建成运行前该河段的本底地形数据，完善了流域地形资料系统，极大程度上满足了流域综合治理和管理工作需要。

2010年至今，陆续完成了淮河流域重要洼地、蓄滞洪区、南四湖、洪泽湖、高邮湖、骆马湖及沂沭泗直管河流1︰10000 地形图测量，填补了以上区域基础比例尺地形图的空白，为近期的水利建管、规划设计、水涉水项目行政许可、流域信息化建设、淮河重大问题研究保驾护航。其中洪泽湖水下地形图测量、沂沭泗直管河流1︰10000 地形图测量等项目荣获“安徽省国土资源科技奖”。

4 三维可视化地理信息系统，铸就淮河信息化防汛之基

近年来，以卫星定位、遥感、地理信息系统、计算机通信等技术为核心的数字化测绘技术逐步取代传统测绘技术，物联网、大数据、云计算、人工智能风起云涌，测绘技术与新兴信息技术的融合发展，给基础测绘工作带来颠覆性变革。

中水淮河公司根据需求陆续引进了三维地理信息平台“方舟系统”，采购了航空遥感资料获取系统等，完成了大量淮河流域基础航空摄影、摄影测量与遥感工作。在此基础上，自行开发了“中水淮河三维查勘系统”及“淮河流域测绘地理信息数据管理系统”，从数据生产、模型制作、服务发布、三维浏览等方面深入研究，逐步将现有的三维地理信息数据集成整合，形成存储、展示、数据分析一体的三维地理信息数据库。

中水淮河三维查勘系统是从工程踏勘实际应用出发，在相关人员无法到达踏勘现场的情况下，能够利用该系统判断项目所在位置以及相关的地形地势信息，在前期方案研究的基础上进行踏勘规划，增强踏勘的针对性，提高工作效率。

淮河流域测绘地理信息数据管理系统将淮河流域的测绘数据进行整理，并进行入库管理，在此技术上结合GIS 系统的特点，实现数据的可视化浏览，全方位的展示测绘数据的空间信息和详细的属性信息，为数据的管理、分析、应用提供统一的接口和路径。

目前，中水淮河公司已完成的可视化数据成果包括：（1）淮河干流、主要支流及蓄滞洪区数字正射影像及数字表面模型；（2）主要蓄滞洪区高精度数字高程模型、基础地理信息库、专题信息数据库等；（3）蔺家坝、二级坝、朱集闸等重点水利枢纽区域三维倾斜模型等。

由于降雨、水位、流量和洪量等因素，2020年淮河发生了流域性较大洪水。7月20日，王家坝开闸泄洪，凭借着蒙洼蓄滞洪区数字高程模型及地理信息数据库，防汛指挥人员可以在最短的时间内获取不同水位下相应的蒙洼蓄滞洪区蓄水库容，并对农作物、房屋等受灾情况进行评估分析；而通过专题信息数据库则可以高效地利用蒙洼蓄滞洪区内撤退道路、通讯基站、水利设施、安全台等防汛设施，大大提高人员撤退、物资转移等工作的效率。

5 结语

淮河流域的高程控制测量经过多次系统的建设，基本形成了完善的高程控制框架。淮河干流、重要的支流、蓄滞洪区、沂沭泗骨干河道、重要的大型湖泊等基本完成了高程控制网、D 级GNSS 网、1︰5000 及1︰10000 基础地形图的覆盖。随着治淮事业的进一步发展，将逐步完善淮河流域基准平面控制网，有计划地更新基础地形图，确保治淮工作中测绘先行，为各项工作提供高精度和现势性好的基础测绘成果。

随着三维设计的逐步发展，对测绘成果的需求已经由原来的二维逐步向三维转变，对快速获取和及时更新三维基础地理信息数据提出了更为迫切的要求。目前，无人机航空摄影、机载激光雷达、多波束声纳等遥感技术日益成熟，数据处理日益自动化、智能化，淮河流域基础测绘成果将更加丰富和全面，淮河勘测部门将为淮河流域信息化治理提供更加有力的技术支撑■