柴河水库上游确权划界地形测绘方法阐述及成果分析

郭金龙

(辽宁省柴河水库管理局有限责任公司，辽宁 铁岭 112000)

柴河水库位于辽宁省铁岭市区东12km处，由土坝、溢洪道、泄洪道、水电站等水工建筑物组成，是一座以防洪、城市和工业供水、灌溉为主，兼顾发电、养殖、生态等综合利用的大(2)型水利枢纽工程。水库控制流域面积1355km2，总库容6.14亿m3，校核洪水位116.27m。

2018年柴河水库由事业单位转为企业，但水库上游一直未能进行确权划界，水库与地方针对确权范围存在争议，消落地被当地村民耕种，对水库管理保护范围划定、水源保护、水工程运行、防洪度汛等带来不利影响。

1 水库确权划界的必要性

1.1 工程管理的需要

土地确权划界工作是事转企过程中的难点，也是事关企业日后发展的重点。为支持省属企业集团改革发展，理顺产权关系，解决确权办证中存在的历史遗留问题，辽宁省政府、自然资源厅、国资委等有关部门出台了一系列相关政策，为省属企业提供政策快车，享受政策红利。

1.2 水源保护的需要

柴河水库是铁岭市城市居民饮用水和工农业用水的重要水源地，水库平均年供水量9850万m3，2010年经辽宁省人民政府正式批准为大型地表水饮用水水源地。地形测绘、确权划界是落实河长制绿色发展理念、加强河湖保护、完善水治理体系的需要，事关人民群众生命健康，事关区域经济发展和社会稳定，受到各级政府的高度重视和社会各界的广泛关注[1]。

1.3 企业发展的需要

确权划界是企业生存发展的前提，地形测绘是确权划界的基础，对管理保护范围的划定、加强岸线管理、规范水利工程管理、加强清理“四乱”、发挥水库防洪度汛公益效益、减少与周边村镇的纠纷、维护社会稳定、提高企业核心竞争力具有重要意义。

2 确权划界测绘方案

2.1 测绘目标及任务

在测区范围内布设5个平面及水准控制点；测绘测区范围内1∶2000地形图；确定出108.50m和110.80m高程两条范围线(高程基准为1956黄海高程基准)；根据国土数据库，统计测区内108.5m、110.8m高程线范围内国土部门掌握的耕地、面积。

2.2 资料收集

2.2.1 历史资料

根据1973年签订的《柴河水库淹没动迁损失补偿协议》，柴河水库淹没损失计算标准为：农田、输变电线路、通信线路、公路按10年一遇洪水108.50m高程计算；果树、房屋、人口动迁按20年一遇洪水位110.80m高程计算。

农业农村局提供的在册耕地数据、国土局提供的水库原界线。

2.2.2 坐标基点

向辽宁省自然资源资料档案中心申请了测区附近GNSS控制点3个，分别为LC95、LC96、LC97。坐标为2000大地坐标系，高程为1985国家黄海高程系二等水准高程。搜集到测区附近点位保存良好、具备观测条件的D级控制点2个，点号分别为D061、D063。

2.3 控制点测量

2.3.1 控制点评定与校验

利用辽宁省测绘地理信息局CORS系统对C、D级点进行联测，得到的C、D级控制点坐标与所收集资料一致，无粗差，外符合精度质量无问题。

在控制网的约束平差中，以2个C级控制点为起算点，经约束平差后，检查2个D级控制点的平差后坐标与已知坐标之差；反过来以2个D级控制点为起算点，检查C级点。分别使用不同起算点和不同数量依次互检。在检查中未发现存在粗差的起算点。因此可判断这4个控制点内符合精度没有问题。

沿LC96至LC97布设四等附合水准路线，路线长约27km，当附合至LC97上时，高程差值小于5cm，高程内符合精度符合要求。

2.3.2 新设控制点数值测定

在测区约5.64m2的范围内，埋设了5个平高控制点，分别为柴河01、柴河02、柴河03、柴河04、柴河05，选用LC96和LC97两个控制点作为上述5个点组成的控制网平差和高程起算点，两个D级控制点不参与解算，作检核用。

由LC97中途经柴河04、柴河01至LC96，形成四等附合水准路线，长度26.93km；又由LC96经柴河02、柴河03、柴河05后至LC96形成四等闭合水准路线，长度11.71km。经水准平差计算，得出各控制点1985高程基准水准高，并将高程换算至1956高程基准水准高。

平面控制测量作业共计投入5个观测作业组，采用边连接模式，共观测3个时段，每个时段观测大于1h，形成原始观测文件15个。对观测数据进行处理，内业解算共形成独立基线29条，重复基线4条，同步环27个，异步环31个，基线剔除率及各项解算指标均符合《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/T 18314—2009)中关于GPS D级控制网的要求。

3 地形图测绘

航空摄影测量或三维激光扫描的应用，能极大地减轻人员工作强度，加快测量效率，同时在细部测量上还能实时反映区域真实地貌情况[2]。为提高测绘精度，绘制电力线、通信线、沟渠、道路、房屋等地物图，校验航空摄影测量的精度，又需人工实地测量。柴河水库地形测绘采用航拍结合现场实测的方式。

3.1 像控布设

像控点是为了提高航片测量精度的而布设的已知坐标点，布设像控点需要提前与内业人员沟通，选择合适的位置布点。像控点布设得不规范或者不合理，对航测数据的后处理影响很大，甚至需要返工补测像控点。像控点要在整个测区均匀分布，选点要尽量选择固定、平整、清晰易识别、无阴影、无遮挡区域[3-5]。

本项目现场通过前期控制测量成果计算参数，并利用所布设的控制点进行实时差分，现场布设9个高精度RTK定位点作为像控点。9个点沿测区边缘均匀分布，所布像控点套模用白漆刷为“L”形，并采集顶点坐标，采集时用强制对中杆进行对中，并平滑采集以提高采集精度。

3.2 航空摄影测量

本次项目外业航飞利用大疆精灵4 PRO飞行器进行，航飞高度230m，航向重叠度80%，旁向重叠度75%，飞行当日天气晴朗，风力4级，共飞行5个架次。

提前通过奥维互动地图了解测区及起飞场地环境、地形、高压线、树木遮挡、高建筑物及其他环境因素，并圈划飞行范围，制作KML文件。

飞行的同时在现场架设U-BASE基准站，利用UAV-PPK处理技术，通过U-BASE基准站数据对飞行POS数据进行后差分处理，得到精度在厘米级的航飞像片。

3.3 DOM生产

利用PIX4D软件对外业航飞相片进行处理。首先进行快速检测，查看快带检测质量报告。如无问题，在GCP/MTP中将外业像控点刺到相片相应位置，进行空中三角测量，最后进行高精度处理，生成DOM以及DSM(见图1)。

图1 测区DOM和DSM

3.4 地形图测绘

利用EPS垂直测图模块，基于DOM+DSM模式进行三维裸眼测图，测图图式按照《国家基本比例尺地图图式第1部分：1∶500 1∶1000 1∶2000 地形图图式》(GB/T 20257.1—2007)执行(见图2)。

图2 EPS测图

3.5 外业地物实测

对于测区内的电力线、通信线、沟渠、道路、房屋等地物，结合正射影像，进行现场实测，对影像上下接边区域进行实地地形测绘，对范围内道路路面进行高程实测，保证所测地形图数据的准确性(见图3)。

图3 形成测区地形图

3.6 范围线确定

把国土局原界线进行数据处理、标转换后成图，利用所测高程数据分别生成108.5m和110.8m高程绘制范围线(见图4)。

图4 确定新范围线

3.7 范围线精测

将确定的范围线数据上传至流动站手簿中，利用范围线图形指导对两条范围线及两侧进行实地打点精测，以保证范围线的精度。

然后用精测高程数据替换原航测高程数据，对地形图进行重新采集形成新的地形图成果及高精度的界线数据。

4 成果分析

4.1 数据转换及处理

对收集到的原国土局界线和耕地数据进行数据转换，形成ARCGIS格式数据，同时对非2000坐标系数据利用开原市D级控制网成果进行坐标系统转换。使所有参与分析的数据都统一至国家2000大地坐标系。

4.2 叠加分析

利用ARCGIS对108.5m线、110.8m线和原国土局界线范围内的耕地进行叠加分析(见图5)。

图5 耕地叠加分析地形图

4.3 面积统计

对国土局原范围线、108.50m高程线、110.80m高程线面积及耕地的统计结果见表1。

表1 面积统计结果

5 结 语

水库确权划界与一般区域确权划界有着显著的不同，一般区域是按照地物、坐标点进行划界，而水库是按水位(即高程)确定。本文通过介绍地形测绘方案全过程，对其他水库确权划界测绘提供了方法和思路。同时对成果进行分析，清楚地掌握了水库高程范围、面积、耕地分布及数量，为进一步权证办理提供了基础资料。