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測繪科普▏1949年前我國建立的部分高程基準簡介

我國首次建立全國統一的高程基準是1956年黃海高程系。1949年前,在我國境內建立有大沽、大連、吳淞、廢黃河、坎門、珠江、安慶、羅星塔、秀英等高程基準(可能還有更多)。但這些高程基準都是區域性的,都有各自的零點,形成的原因也各異,其中較早的建立于二十世紀初。至1949年前后,這些高程基準使用將近有半個世紀之久,同時形成了大量的水準觀測高程成果。有些高程基準的影響仍在。如改化后的大沽高程基準仍在天津地區使用,我國局部地區的水利部門直至本世紀初還在不同程度地使用吳淞高程系成果,百度上查詢新高程基準與舊高程基準換算關系的并不少見。筆者以手邊的《地理空間定位基準及其應用》(董鴻聞等編著)為參考,然后搜索、鑒別網上共享資料后,形成以下六大舊高程基準的“詞條”性質的文字。關于我國舊高程基準,自有許多非常專業、系統的研究成果,故所輯各條力求簡約和通俗。
另有兩點需要說明:①本文僅選擇了六個舊高程基準,是考慮到這幾個舊高程基準的原應用范圍較之其他更廣,關心的讀者也更多,這從網站的搜索上可以看出來。至于其他的舊高程基準資料筆者也難以有能力作出有意義的概括。②很多讀者非常關心舊高程基準成果與新高程基準成果的換算關系,也有許多論著提及,但筆者認為,由于時間跨度、標石沉降、觀測誤差、水準線路布設等原因,所謂的換算系數大多只是統計性質的或概略性的,各測段也呈現不同的差異,在引用有些資料時要具體分析和十分謹慎。以下除首條外,其余各條給出的舊高程基準起算點(或基點)高程與1956年黃海高程成果的比較,實際上只代表了起始面的差異,而不是換算關系。


大沽高程基準
1902年,天津海河工程局進行大沽淺灘水下地形圖測量,在大沽淺灘設立驗潮水尺,以16天潮汐觀測得到的大潮(強潮)期平均低潮位為“大沽零點”。1923年、1931年分別經水準聯測在“北炮臺”和“華北水利委員會大院內”(華北水利委員會舊址見上圖)建立“大沽高程水準基點”。1949年前,我國華北、西北等地曾多使用此高程系統。1967年,天津市建委為克服城市沉降對基點的影響,將水準原點移建至寶坻縣境內的巖基上,經1968年至1972年的聯測,確定高程為6.226m,稱“大沽72系”。1998年天津市測繪部門確定該基準與1956年黃海高程系的換算關系為“-1.639m”(大沽高程數值高)。我國歷史上很多舊高程基準大都已經退出使用,但不斷修正后的“1972年天津市大沽高程系2008高程”成果至今(2015年)仍是天津規劃局發文使用的地區高程成果。
大連高程基準
1905年旅順大連地區被日本占領,侵華日軍先后在旅順港、大連港設立驗潮站,并根據驗潮資料推求旅大地區平均海面作為高程基準面。原大連港一號碼頭埋設有水準基點一座,即“大連零點”,高程定為高出大連平均海面3.765m。1933年日軍又將大連驗潮站水準基點聯測至長春市當時的大同廣場中央,并設立水準原點(已毀)。大連高程基準主要于1945年前在我國東北地區(包括內蒙部分地區)使用。1945年~1959年,此高程基準在我國水電部門仍沿襲使用了十多年時間。1956年黃海高程系建立后,經對大連港一號碼頭水準基點聯測,大連基點高程為3.790米,差值為+0.025m(大連高程基準值低)。1959年我國東北地區精密水準網在山海關與中國東南部水準網連接平差后,改用1956年黃海高程系統。
吳淞高程基準
1883年,上海海關在吳淞口設立信號桿和水尺助航。1906年上??F志植捎脧埣忆?871年至1900年潮水位資料,以比當時實測最低水位值略低的水位作為水尺零點,建立吳淞海關零點,后正式定名為“吳淞零點”。1921年,鑒于1883年埋設的水準標石并不穩固,遂在新建驗潮站附近建立了張家浜基點,1922年又于吳淞佘山半山坡一處天然巖壁上設立佘山基點。從此,江、浙、滬和長江流域首次建立了統一的、覆蓋較大地域面積的吳淞高程基準,涉及整個長江水系,北至鄭州、天水,南到廣州、昆明,西至原康定一帶。后來張家浜基點下沉嚴重,佘山基點又于1967年、1973年兩次被破壞,1949年后實際上起主要高程基準作用的基點是1953年江蘇水利廳在佘山基點附近埋設的附點“蘇-01-01”,高程為44.1155m,后與1956年黃海高程基準聯測,高程差值為“-1.630m”(吳淞高程值高)。1965年國家測繪總局又在佘山北坡植物園設立佘山新基點(見上圖)。據有關文獻報道,由于歷史資料利用或銜接的關系,直至二十一世紀以來,我國局部地區的水利部門仍在不同程度地使用吳淞高程系統的資料,或與現在的法定國家高程基準成果交替使用。
廢黃河高程基準
“廢黃河”一稱淤黃河,或稱故黃河、黃河故道。1912年江淮水利測量局為開展長江和淮河地區水利工程,在廢黃河口設立臨時水準標志,并以1912年11月11日下午5時的低水位為基準面確定高程零點。后江淮水利測量局又以該處平均水位重新確定基準面,并以“導淮BM11”點高程為準。1951年,江淮水利局將此高程聯測至附近的淮陰縣馬頭鎮新設水準標石—“導淮BM11明下”,高程為16.967m。后經聯測,較1956黃海高程值高0.114m。1951年后,淮委即以此點作為廢黃河高程基點用于淮河流域測量,并將淮河流域內所有高程均納入此高程系,使用范圍涉及河南,湖北,安徽,江蘇四省。1956年黃海高程系啟用后,廢黃河高程系成果逐步退出使用。
坎門高程基準
1929年10月,國民政府參謀本部陸地測量總局制定《全國陸地測量十年計劃》,提出建立統一國家測量基準點的重要性和緊迫性,明確加快浙江坎門驗潮所的建設步伐,設定坎門零點,統一全國海拔高度起算點。1930年,我國歷史上第一座自行設計建造的驗潮所——坎門驗潮所基本建成,1933年設置“252號水準點”,以1930-1934年共48個月潮汐觀測資料算得的坎門平均海平面作為高程起算面,基點高程為6.959m。1936年1月開始,國民政府參謀本部陸地測量總局正式啟用“坎門零點”,并將坎門高程引測到浙江、江蘇、江西、福建、河南、陜西、四川、貴州、廣西、北京等全國十余個省市,以期作為全國統一的高程基準。該基準使用范圍在1949年前主要為江浙一帶,河南、陜西、四川、貴州、廣西、江西、福建等省區也有使用。1949年后,總參測繪局測繪我國東南沿海第一代1∶2.5萬、1∶5萬地形圖以及海軍航保部測繪東部沿海的局部港灣地形圖期間仍有使用。“252號水準點”經與1956年黃海高程基準聯測,差值為+ 0.146m(坎門高程值低)。
珠江高程基準
1905年,清政府設兩廣督練公所,在參謀處設測繪科。1908年參謀處以廣州粵海關前珠江的驗潮水尺測得的平均潮位為基準面珠江高程基準,后移測至兩廣陸軍測繪學堂門前兩側埋設的花崗巖標石,以此作為水準基點,高程定為5m。1956年,廣東省測繪管理處對基點進行整修,并命名為“珠江基面水準原點”。珠江高程基準主要于1949年前及以后一個時期為珠江水利部門使用,涉及廣州、廣西、云南、貴州等省區。珠江水準基點高程與1956年黃海高程值比較,差值為+0.586m(珠江高程值低)。

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