杨文府，张晓棠

(1.山西省煤炭地质物探测绘院，山西 晋中 030600；2.武汉大学测绘学院，湖北 武汉 430079；3.河北省地质测绘院，河北 廊坊 065000)

矿业权实地核查工作是我国矿产资源领域的一次重要国情调查。主要目的是对全国范围内的矿业权(不包括石油、天然气、煤层气，下同)现状进行实地核查，重点核查矿业权人勘查、开采的实际范围，摸清矿业权分布现状及规律，适时纠正核查中发现的问题，逐步更新探矿权、采矿权登记数据库，使全国矿业权管理水平有较大的提升。

矿业权实地核查工作涉及的测量工作主要有：①通过实地测量与实地调查等方式，确定勘查和开拓工程空间分布，获取矿业权人勘查与开采活动的二维或三维坐标，并与登记范围套合对比，核实了矿业权人实际活动范围。②对实地核查中发现的问题进行分析和归类，提出解决方案与建议。对实地核查无争议的露天采矿权，按照技术要求进行设桩标界。

要完成矿业权实地核查测量工作，必定要有合适的测绘基准。国家规定矿业权实地核查成果的平面基准为1980西安坐标系，高程基准为1985国家高程基准。这就要求将原来各矿业权的1954年北京坐标系、矿区独立坐标系等统一到1980西安坐标系上，将1956年黄海高程系、矿区独立高程系等统一到1985国家高程基准上，为将来矿区所有地理空间信息成果转换到2000国家大地坐标系奠定良好基础。本文以山西省为例，对完成信息化框架下的测绘基准进行介绍，供同仁参考。

1 收集资料

收集了山西省省境内561个C级点成果，三角点成果1579个(包括54和80两套坐标)，水准点267个(不包括C级点已有的水准成果)，5万分之一地形图433幅，万分之一地形图5774幅、省行政区划图、省矿产资源分布图。从部、省国土资源厅获取了山西省部、省、市、县四级发证的探矿权、采矿权登记数据，从山西省矿业权人收集了各矿原有测绘基准及地质、测绘相关资料，初步查明各矿基础图件所采用的坐标系、水准面以及投影参数，初步分析确定与矿业权实地核查有关资料的可利用程度，并进行了室内分析与整理。

在收集资料和现场踏勘的基础上，结合山西省C级点控制网和一、二等控制点的分布情况，在测区划分上，原则上是按县级行政区进行划分，对于矿业权数量少且地理位置相近的归并为一个测区，作为矿业权实地核查的基本工作单元，如大同市城区、矿区、南郊区合并为一个测区，太原市六城区合并为一个测区，阳泉市城区、矿区、郊区合并为一个测区，长治市郊区、城区合并为一个测区，总计将全省119个县级行政区共划分为110个测区。

2 基准控制测量

山西省境内C级网(GPS)共布设了664个点，平均边长15.23 km，解算空间直角坐标X、Y、Z精度最小值为0.5 mm、0.9 mm、0.8 mm，最大值为32.9 mm、26.5 mm、19.6 mm,平均值精度为3.2 mm、4.4 mm、3.7 mm；其拟合区域大地水准面精度为±5.0 cm，其精度能满足矿业权实地核查起算要求。

2.1 平面控制测量

山西省矿业权实地核查基础控制测量，分两种情况：一是测区已有控制点的，进行联测，检验其精度；二是测区没有控制点或控制点精度不符合要求的，一般根据实地测量需要和测区面积大小，平均布置7～10个基础测量控制加密点，采用静态GPS联测，满足测区控制测量需要。另外，大同、朔州矿区控制测量采用了SXCORS系统进行了观测。在整个网络覆盖区域内，大同、朔州SXCORS系统覆盖矿区占了两市矿业权数的1/2多，为矿业权实地核查提供了很好的覆盖范围，大大提高了控制测量精度、速度与效率，实现了核查GPS实时差分定位，取得了较好的效果。

2.2 高程控制测量

为了控制高程精度，山西省矿业权实地核查工作采用了四种方法：一是使用SXCORS系统直接进行高程测量。二是利用大地水准面精化成果进行高程控制。山西省建立了高精度似大地水准面模型，直接改算GPS数据进行高程控制，满足了矿业权核查的需要，如山西省2′30″×2′30″GPS-重力似大地水准面图(米)。三是以C级点(大部分有三等水准联测)和各等级水准点为起算，采用GPS高程拟合建立测区高程控制网。四是采用水准测量方法或电磁波测距高程导线建立高程控制网。

3 坐标转换

1954年北京坐标系与1980西安坐标系之间的数据转换，由一定数量的已知点(54、80坐标都已知)求取转换参数，进而将各矿权的54坐标转换成80坐标。

为了保证数据转换的一致性和连续性，在条件允许的情况下，尽量采用国家等级点来求取两坐标系之间的转换参数，转换参数原则上以县、区为单位求取，相邻县的矿区尽量公用已知点。

对于残差较大的个别地区，主要采用了缩小控制范围、调整所采用的已知点等办法来解决，这样有些县的转换参数就会划分为几块(如灵石划分为：北、东、南三块，乡宁县划分为西、中、东三块，榆次划为南、北两块等等)。

另外，大同、朔州两市，由于利用已知点计算残差太大，大部分采用了野外实测点来求取转换参数，具体转换方法如下：

3.1 坐标系统不是1980西安坐标系的转换方法

使用1954年北京坐标系的，选取测区边缘国家C级GPS点，与本区首级控制点联测，求取公共点的两套坐标，计算转化参数；按此参数，将本区所有特征点和矿业权拐点坐标转化为1980西安坐标系。

面积在400 km2以内的测区，选取的国家C级GPS点不少于3个，面积大的应适当增加点数。

使用1954年北京坐标系的，且改变了中央子午线和椭球常数的，需按逆运算方法恢复1954年北京椭球参数，将控制点成果恢复到1954年北京坐标中，再按上述方法进行坐标转换。

使用1975国际椭球改变了中央子午线和投影面位置的，需将成果恢复到1975国际椭球，使用横轴墨卡托投影的，需恢复高斯投影。

对于测区横跨两个坐标3°带的，应按照面积较大的一带进行投影和坐标转换。

使用绘图软件对图件进行转换。对于使用标准分幅的图件，可直接利用计算的轮换参数，用经过验证的作图软件将1954年北京坐标系的原图转换到1980西安坐标系。

3.2 不同地区其转换参数不同，要逐地区进行验证

在计算转换参数时，注意了以下几点：①已知点最好选在测区四周及中心，均匀分布，能有效的控制测区。不能选在测区的一端，从一端无限制地向另一端外推。尽量减少转换参数误差对测量结果的影响。②为了提高精度，选取5个以上的点利用最小二乘法求解转换参数。为了校验转换参数的精度和正确性，还选用了几个点不参与计算，而带入公式起校验作用，经过校验满足要求的转换参数是可靠的。

3.3 实地核查坐标转换

影响坐标转换精度的主要因素有：公共点的点位精度、公共点的数量和分布、坐标转换模型三种情况。按照上述原则，采用七参数转换模型转换，转换后的平面结果直接采用，高程以GPS C级网起算后的实测拟合成果为准；对无实测数据，则以当地水准点1956、1985黄海高程差值为准，按距离加权法进行插值进行高程转换。考虑到原有国家一、二等三角网个别点54、80坐标有不兼容问题，所以在坐标转换软件计算时，对已知公共点进行逐点误差验证。当有点位误差超过1dm时，进行剔除，如此一直循环，直到所有点位满足要求为止。当个别地区已知点数量不够的，用GPS 布网进行联测，解算出的两套坐标成果作为转换公共点成果。

通过此次坐标转换，在一些特征点上进行验证，结果表明了转换精度的可靠性，确保了成果高精度纳入1980西安坐标系。

4 建立核查基准所取得成果

4.1 形成了大量基础资料

实地核查中，按照《全国矿业权实地核查工作指南与技术要求》，向各矿区引入了2～3个控制点且精度符合《全国矿业权实地核查工作指南与技术要求》规定。山西省共完成了110个测区的控制测量任务，加密基础控制点939个，基础控制面积130917.632 km2,向矿区引入控制点13969个，埋设界桩15607个、提交核查记录表、基本情况说明7466份、对照表7466份、编制探矿权勘查工程实际材料图359张、采矿权开拓工程平面图7107张，为规范矿产资源开发秩序、加强矿政管理提供了可靠的技术支撑。

4.2 统一实测成果

将1954年北京54坐标系等旧有基准转为1980西安坐标系，将1956年黄海高程系等原有高程基准变为1985国家高程基准，是山西省矿业权实地核查的重要任务之一。由于历史原因和技术手段的差异，原山西省1954年坐标控制网，共涉及城建、地矿、煤田、军测、国家测绘局、各矿务局等多个部门施测的坐标成果，相互之间兼容性很差；如在大同-朔州-宁武区一、二等成果下构建的(大同矿区Ⅲ、Ⅳ等网、红泉沟测区、平鲁露天矿Ⅲ、Ⅳ等网、安太堡Ⅲ、Ⅳ等网) 坐标系的大地点坐标，是通过不同区域的局部平差逐次得到的，在不同区域的结合部，同一点的坐标差相差达1～2m;不同区域的尺度差异也很大，坐标传递的累积误差也很明显。为了提高矿权核查精度，保证成果统一，在收集分析以往资料的基础上，对于能够连接的控制网进行联网,以新网覆盖旧网的形式加以编辑整理,进行整体联网平差。以县、区等行政单元为测区，同时尽量考虑矿业权分布情况，用二等以上三角点及C级点为起算点布设控制网，得到测区控制点54、80、CGCS2000坐标，算得54与80坐标转换参数，用此参数对矿权发证54矿界坐标转换，得到了矿业权的矿界80坐标，对于矿界相邻的矿业权，布网时充分注意其空间分布，相邻矿界全部选用一个参数，保证了转换80坐标后矿界与原54成果相互关系的一致性。

5 结束语

通过此次统一基准，使原矿业权成果高精度地纳入1980西安坐标系，确定了核查范围地理空间信息的几何形态和时空分布，核查范围地理要素在真实世界的空间位置的参考基准，保证了核查范围地理空间信息在时间域和空间域上的整体性，为矿业权新一轮发证工作打下了坚实基础。同时，在此基础上，摸清了矿业权家底，核准了矿业权人勘查、开采实际活动范围，界定了矿业权人勘查、开采活动的合法性，推动了矿业权管理数字信息化建设，为规范矿产资源开发秩序、合理设置矿业权和依法维护矿业权人合法权益提供了依据。

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