第三章 1：5万与1：2.5万比例尺地形图测绘
1914年，北洋政府参谋本部第五局制定了“十年速测计划”，并于1916年开始将原定测 绘的1∶2．5万比例尺地形图改为1∶5万比例尺地形图，遂将测制任务下达到各省陆军测量局 。
　　　　1916年，东三省陆军测量局黑龙江出张所以其测定的三、四等三角网作为平面控制，以 辽宁假定高程点为起算点，将测图任务按36厘米×46厘米图廓以某地为中心进行矩形分幅， 测绘1∶5万比例尺地形图。实测前，把图纸裱糊在测板上，在图幅内适当位置定出平面坐标 ，再将经纬点按坐标展绘在图上。实测时，用齐普雷盖尔按交会法补测地形控制点，再用测 斜照准仪（即小平板仪）进行地物、地貌测绘，基本等高距20米。至1929年，完成黑龙江地 区南部8．3万平方公里地域内202幅，单色石印印刷。
　　　　从1933年起，日本陆地测量部、关东军司令部测量队、伪满洲国军政部和治安部，以其 在黑龙江地区建立的大地控制网，采用长春坐标系和大连高程系，使用大平板仪由西向东测 绘了东经123°00′—127°30′、北纬45°10′—48°10′的松嫩平原地区1∶5万比例尺地 形图。截止1943年底，共测绘274幅，约9．5万平方公里。该图以经纬度分幅，每幅经差15′ 、纬差10′，以某一地方为中心，按“满洲五万分之一图”统一编号，采用伪《满洲地形图 图式》绘制。所有图内注记均用中日两种文字，单色印刷。该图内水系、植被、居民地、交 通网的表示与上述1∶10万比例尺地形图相同，地貌采用等高线配合地貌符号表示，基本等高 距10米，平坦地区绘制了5米间曲线。
　　　　建国后，国家测绘总局和总参测绘局为满足国民经济各部门进行规划和设计的需要，为 军事上提供主要的战术地图，同时为编制更小比例尺地形图、普通地理图和专题地图提供基 础资料，从1960年起，进行了建国后黑龙江省第一代1∶5万比例尺地形图测制工作。
　　　　国家测绘总局系统于1960年开始，首先在黑龙江省北部地区进行野外测绘，以后逐渐推 进到嫩江及小兴安岭测区，至1968年用航空摄影测量微分法成图204幅，此外利用1∶2．5万 比例尺地形图编绘366幅，共完成570幅。
　　　　总参测绘局系统于1962年在黑龙江省南部、东部的广大地域，开展了1∶5万比例尺地形 图的施测。1970年，攻克了最后一块号称“高寒禁区”的大兴安岭测区。总参测绘局系统在 黑龙江省完成航空摄影测量微分法成图924幅，利用1∶2．5万比例尺地形图编绘成图39幅， 共完成963幅。黑龙江省第一代1∶5万比例尺地形图测绘，至1971年全部制印出版，共1533幅 （见表2—1）。 　　
　　　　微分法成图是以航空摄影像片为基础，根据大地测量的大地点进行像片野外控制点加密 测量和在像片上调绘地物，外业工作结束以后，由室内再加密控制点，然后在立体量测仪或 反光立体镜上测绘等高线（称曲线片），将曲线片、调绘片反光缩小再经过单投影仪器做分 带投影转绘，清绘整饰成航测原图，最后经航测原图编绘和清绘、印刷工序制成地形图。
　　　　一、主要测区测绘
　　　　（一）小兴安岭测区
　　　　1965年，国测二分局开始实施东经127°15′—130°00′、北纬48°00′—49°10′之 间，2．4万平方公里的小兴安岭测区测图任务。该局生产计划处组织有关人员了解该测区社 会、自然、地理等情况，搜集测区大地成果资料与航空摄影资料。
　　　　该测区大地成果资料有以下三种：一是测区四周布设的一、二、三、四等三角点，由于 分布欠均匀，仅能基本上满足构架航线上的平面点组地形控制的施测要求；二是测区内仅有 水准路线44条，其中二等1条，三等12条，四等31条，有3条三等水准路线贯穿测区南北，因 水准点分布很不均匀，疏密相差悬殊，仅勉强满足构架航线高程点的联测；三是测区内无大 地平面控制点，采用雷达航空测量方法，于雷达航空摄影过程中，在每一曝光瞬间，都用雷 达测定摄影站与地面上二、三个已知点间的距离（或距离和、距离差），配合无线电雷达测 高仪、测微高差仪记录，求得摄影站的平面坐标，即构架航线上的像底点平面坐标，一般精 度为±10米，再由像底点推算野外平面控制点，再进行测图航线的加密。
　　　　该测区航空摄影资料有以下二种：一是1954年林业部邀请苏联航摄队和1958年民航总局 航摄大队分别根据航摄飞行计划和确定的1∶2．7万、1∶2．6万摄影比例尺（像片上两点间 的距离和地面上相应两点间距离之比）、航高（摄影机镜头到地面的距离），使安装好航空 摄影仪的飞机按预定航路进入摄区，飞机在摄区上空沿直线的航线对地面进行摄影，为保证 飞机能够按照摄影领航图上整齐排列的摄影航线来回飞行，飞行员按照摄影领航图，利用光 学瞄准仪器从飞机上观察地物标志，两相对照来确定飞机的位置，同时利用太阳罗盘来准确 地保持航向。飞行完毕后，立即在机场的摄影实验室中进行显影、定影、水洗、晾干及晒印 出像幅为18厘米×18厘米的测图航线像片；二是为解决测图控制，国家测绘总局在国内首次 进行了构架航线摄影。1961年，由民航总局航摄大队沿每幅1∶2．5万比例尺地形图的图廓子 午线（南北方向）与测图航线垂直方向共敷设了23条主要构架航线。第一条构架航线敷设在 测区西侧，即东经127°15′的经线上，以后各条均以经差7′30″敷设一条，第23条在测区 最东侧，即东经130°的经线上。此外，在测区北部的北纬49°纬线上和测区南部的48°纬线 上沿东西方向敷设了2条辅助构架航线。全部构架航线的摄影比例尺为1∶2．8万，像幅18厘 米×18厘米。
　　　　1965年5月2日，国测二分局组成4人踏勘小组，在对已有资料进行初步分析后，前往测区 实地勘察研究地形特点及如何运用规范图式，于7月6日完成踏勘。
　　　　1965年10月，国测二分局根据规范要求，结合测区具体情况和资料分析结果，确定了航 测外业实施方案，采用微分法成图，由国家测绘总局第三地形测量队（简称国测地形三队） 实施。
　　　　从1966年起，国测地形三队开始航测外业工作，共投入100余人，22个小组。从4月19日 开始，进行野外控制测量。测量中根据已有的大地控制点，按照规范和实施方案的要求进行 布点，再使用经纬仪、水准仪在实地测定各种加密控制点，包括平高控制点、平面控制点和 高程控制点，计算出控制点的坐标，并在控制像片上准确刺出点位并整饰。平面控制点按6点 法布设，在航线的四角上布设4点，在航线中间布设2点。雷达航空测量测定的平面控制点布 设在主要构架航线与辅助构架航线的重叠像对内，每个像对具备4个点，并在主要构架航线雷 达记录中断前后的像对里，分别布设一组平面控制点。在3条航线中布设起检查作用的平面点 组，联测雷达测量的3个起始点。用四等大地点的精度，测定2个雷达站的发射天线和接收天 线的平面位置和高程；鉴于测区内水准点分布不匀，为满足电算要求，全测区共布设了55组 高程控制点。其中，在高差仪记录良好的单号主要构架航线（沿1∶5万比例尺地形图的图廓 子午线飞行的航线）上，按1∶10万比例尺地形图的图廓距离布设一组高程控制点。在高差仪 记录不良的单号主要构架航线上和高差仪记录连续不良的像对内，各布设一组高程控制点， 当两组点间距离大于1∶5万图廓距离时，在两组点间加测一组高程控制点。在像片连接和雷 达记录连接处的单号主要构架航线上布设一组高程控制点。位于自由图边的高程控制点布设 在图廓线外，以控制图幅首或末一条测图航线。
　　　　平面控制点的施测采用经纬仪前方交会、后方交会、侧方交会、单三角形、引点法测定 其平面坐标；高程控制点及平面控制点的高程有部分采用解析法多角高程导线和独立高程交 会法测定，测区内大部分高程点组用经纬仪视距高程导线联测。刺点时，各组由两人进行对 刺，将野外测定的平面和高程控制点精确地转刺到像片的相应影像上。
　　　　像片调绘是以航测外业规范所规定的内容为依据，根据地物、地貌在像片上的影像特征 ，在实地对照判读出来，按照地形图图式所规定的符号用铅笔直接描绘于蒙在调绘像片上的 透明纸上。对用几何图形表示的重要独立地物在像片上刺出点位，在透明纸上绘符号，并对 地形元素进行综合取舍和调查注记地理名称，然后在室内将调绘的内容在像片上着墨整饰。 由于像片摄影时间过久，相距5—12年，地面地物有很大变化，特别是小兴安岭南坡，为开采 森林资源，新建了很多林场，修筑了简易公路、铁路，而像片上却无这些地物的影像，增加 了调绘的困难。对于新增地物采取补测补调的办法，对居民地及周围的房屋、铁路、公路用 单张象片测图法和平板仪测图法补测；对新增的电线、零散房屋、小路、防火线等采用地形 判读的方法进行补调。调绘时做到了“四要”，即要走到、要问明、要看清、要绘准。1966 年8月，全测区外业工作结束。
　　　　1967年4月，国测二分局航测队承担航测内业工作，进行了航内处理，室内控制加密、测 图、分带投影转绘、清绘成印刷原图。
　　　　航内处理：一是雷达测量计算，包括相位周期数、线长系数、高程点组及平面点组像对 底点的大地坐标计算；二是根据平面控制点，在CIIP—2精密立体测图仪上用图解法测定13组 平面点组像底点的大地坐标、高程、航高及其倾斜角；三是根据高程控制点测定55组像对的 航高和控制点的平面坐标。
　　　　室内控制加密是根据少量野外实测的像片控制点，加密内业测图需要的纠正点、定向点 、检查点。采用单航线解析空中三角测量方法以1幅1∶10万比例尺地形图的图廓跨距，对构 架航线按两组为一段进行加密。测图航线以2幅1∶5万图为一段，将3条构架航线的外业控制 点作为已知点进行加密。先在裱板片（将相纸预先用粘合剂裱糊在玻璃上，经过接触晒印得 到的航测像片）上选刺像主点、定向辅助点、用于电算相对定向和模型连接构网与测图控制 用的4个定向点及测图定向的2个检查点。再运用103电子计算机，使用国家测绘总局研究所按 三种不同控制布点的程序进行空中三角测量的构网和平差：一是量测左、右像片上同名像点 坐标、填写信息、纸带穿孔；二是将数据输入电子计算机，按照计算机程序进行像对的相对 定向、模型连接、模型绝对定向和平差计算；三是将计算出的加密点高程、平面坐标与像片 外方位元素（即三个直线元素：物镜光心在地面坐标系统中的三个空间坐标值；三个角元素 ：确定像片在空间方位的三个角值如像片旋角、倾角和主垂面方位角）、供投影转绘应用的 元素（改正后的焦距、绝对航高、像底点坐标、投影差）、立测应用元素（空间基线、立体 量测仪安置元素、模型基线）打印出来。
　　　　测图采用CTД—2型立体量测仪在航摄像片上测绘等高线。将两张具有一定重迭的航摄像 片（像对），每幅1∶5万比例尺地形图约90个像对，其中的一张基本片（连续三张像片构成 两个像对，其中间一张为基本片，两个像对范围内等高线都描绘在这一张像片上）和一张过 渡片（配立体的像片）分别装在仪器的右、左像盘上，通过观测系统构成立体模型，根据野 外测定的控制点和电算加密的高程，经过仪器改正机件的作用使像对在定向后，从像对上量 测左右视差较时，逐点引进左右视差改正数，使测得的左右视差较等于理想像对的数值，用 高差公式计算出高差或高程，在左右视差螺旋上安置某一数值，用描笔跟踪测标与视模型相 割的点，可在像片上描绘出相应高程的等高线。基本等高距10米，加粗等高线为50米的整倍 数，除等高线外，每个像对测定地形特征点及方位点2—4个。在森林地区，等高线沿着树冠 描绘，在视差尺上增加一个树高常数值。
　　　　测图完成后，即进行图幅展点，以图上1厘米相应实地0．5公里比例，按经差15′、纬差 10′的4个图廓点，1个经纬线交点和测量控制点展绘在图板上。
　　　　分带投影转绘，根据分带纠正原理，消除航摄像片上存在的倾斜误差，限制其投影差， 把航摄像片上的地物、地貌转绘成具有正射投影性质的地形原图。首先，进行4个纠正点相对 于纠正基准面（一般规定，残存投影差不得超过图上±0．5毫米，正负限值允许的范围称为 一个纠正带，它表示的高差称为带距，像片内最大高差被带距所除即得纠正带数，每个纠正 带的起始投影带面称为纠正基准面）作投影差改正，再进行对点。以后进行各带纠正，不同 带面相应地改变投影高度，投影带距为50米。最后绘出改正后的等高线和地物，制成航测原 图。
　　　　清绘印刷原图是在图板上用三色（等高线为棕色、地物为黑色、水系为蓝色）将分带投 影转绘的地物、地貌，按图式规定的符号进行清绘。
　　　　至1968年底，小兴安岭测区航测内业工作结束，共完成70幅。
　　　　（二）大兴安岭测区
　　　　从1969年开始，国家测绘总局承担了黑龙江省最后一个1∶5万比例尺地形图空白区—— 大兴安岭测区测图任务。国测二分局承担设计后，因该局机构撤销，测图任务由总参测绘局 承担，作业方法与小兴安岭测区相同。
　　　　该测区位于黑龙江省北部，地理位置于东经120°45′—125°30′、北纬50°00′—53 °10′之间，总面积为9万余平方公里。
　　　　该区摄影资料分两种：一种为测图航线片，一种为构架航线片。测图航线片利用1954年 苏联航摄队和1956年林业部航摄队及1959年、1960年民航总局航摄大队摄影的18厘米×18厘 米像幅，摄影比例尺1∶2．7万、1∶2．6万、1∶2．5万的像片；构架航线片为1969年民航第 二飞行总队摄影，全区共38条，除9条为东西方向摄影外，其余均为南北方向航摄，摄影比例 尺有26条航线为1∶3万，其余均为1∶5万，像幅均为18厘米×18厘米　媒摄时，地面设有碧 州、金河、乌鲁布铁、加格达奇4个雷达站。全区构架航线均有较好的高差仪记录。
　　　　1969年12月，总参测绘局对该测区进行了踏勘。1970年2月，该局组成60个作业组，852 人，向被称为“高寒禁区”的大兴安岭进发。孙长喜所在的小组乘拖拉机，行驶在千里冰封 ，万里雪飘的莽莽林海雪原上。一天，拖拉机掉进冰窟窿里，怎么也开不上来，突然履带断 了，一颗螺丝掉进了冰水里。孙长喜立即脱下棉衣，跳进冰水里捞出这颗救命的螺丝，他的 部分肌肉被冻得坏死，造成残疾。
　　　　3月，进行野外控制测量，平面控制以雷达航空测量为基础，野外控制点在各条航线的两 端，有良好雷达记录处各布一组点，测刺4个平高控制点（测定平面坐标和高程的点），各条 航线每隔30—50公里布设一个高程控制点组，测刺4个高程控制点。在大地点稀少地区，采用 构架航线布点，在构架航线上每隔30－50公里布设一平高控制点组，测刺2个平高控制点和2 个高程点，在两个点组中间的像对内布设一个高程控制点。在野外控制点的施测中，曹瑞民 等4人到离住地15公里的山头上找大地点，因山陡雪滑，爬上去滚下来，当他们到达山顶时天 已近傍晚。山顶北风呼啸，刺入肌骨，被汗水湿透了的内衣结冰发硬，体温迅速下降，手脚 失去了知觉。找到点后，他们立即下山。在返回驻地的途中，互相搀扶着向前移动。夜幕降 临后，气温急剧下降到—30°℃，衣袖和手臂、棉裤和腿冻在一起，加之饥饿和疲劳已使他 们无法站立，就向前爬行，爬不动了就躺在雪地里休息一会儿。口渴难忍的曹瑞民随手抓了 一把雪塞进嘴里，不一会儿，从他嘴角里流出了黑色的粘液。第二天早晨，营救人员赶到时 ，曹瑞民已牺牲，其他三人失去了知觉，卧倒在雪地里。事后，曹瑞民被追认为烈士，其他 三人荣记三等功。
　　　　4月，张庆宝所在的小组在离驻地35公里以外进行控制点测量时，遇到极大困难，粮食给 养不足，正在驻地养病的张庆宝只身赶往50公里以外的队指挥所去运粮。为争取时间，在下 山时，他把枪抱在怀里向山下滚，脸和衣服被树枝划破了，棉鞋和棉裤被融化的雪水湿透了 。天黑时，为了不被冻伤，或被野兽吃掉，在“火烤胸前暖，风吹背后寒”中度过了不眠之 夜。第二天中午，他来到古莲河边，300余米宽的河中大小冰排横冲直撞。古莲河林场的工人 们从家中抬来了木槽，4名工人主动送他过河。木槽被冰排撞得左右摇摆，多次在河中搁浅， 工人们主动下水去推。木槽漏水了，张庆宝就用棉帽堵住漏洞。在离对岸近30米处时，一个 大浪冲来，将木槽冲到冰排中间，顿时木槽灌满了水，5个人都泡在水里。岸上的工人有6人 跳下河去救他们，但亦被冰排困住，11人的生命处在危险之中。岸上的人迅速钉了一个大木 筏，经过1个多小时的搏斗，将11人救上岸来，而张庆宝却失去了知觉。第三天，工人们把正 在发烧的张庆宝送到队指挥所。几天来，测量人员忍饥挨饿，靠吃稀饭坚持工作，在测量最 后一个点时，粮食吃光了。也就在此时刻粮食运到了，大家一拥而上，紧紧地拥抱张庆宝等 人，眼泪不由自主地流下来，半天说不出一句话。
　　　　至1969年6月，大兴安岭测区外业工作结束，共施测470个控制点，测距860公里，高程导 线6350公里，并完成了像片调绘工作。
　　　　1970年5月，开始航测内业工作。经过内业计算、室内控制加密、立体量测仪测图、分带 投影转绘制成印刷原图。分带投影转绘时采用一次成图清绘方法，展点时将展点针换成电热 笔，在刻图膜上展出点位。然后进行分带投影转绘，对好点后用刻图工具刻绘曲线，全幅曲 线刻完后，打开照明灯修改和描绘首曲线。刻绘完成后，在刻图膜上晒蓝，再分带刻绘地物 ，最后剪贴透明注记。9月全部完成，共完成304幅，其中今黑龙江省178幅，今内蒙古呼伦贝 尔盟126幅。
　　　　第一代1∶5万比例尺地形图施测完成，解决了部队布防、训练、施工等用图需要，为国 民经济建设提供了崭新的现势资料，这也是建国后第一次使用自己测制的1∶5万比例尺地形 图。
　　　　图内地物地貌均用四色印刷：地貌用棕色，水系用蓝色，各种地物符号用黑色，植被用 绿色。
　　　　二、地形图内容
　　　　1∶5万比例尺地形图以1∶10万比例尺地形图分幅为基础分4幅，图幅按国际统一分幅编 号，每幅经差15′、纬差10′。图幅面积黑龙江省中部地区为320平方公里。图上绘有间隔1 公里直角坐标网，图廓间绘制经纬差各1′的加密分割线。图内标示国家等级三角点和水准点 。以不依比例尺象形符号准确地表示具有方位意义和经济、文化意义的独立地物。用蓝色不 依比例尺单线和依比例尺双线符号表示实地长500米以上河流，其中河宽20米以上的绘成依比 例尺双线；用蓝色面状符号表示实地1万平方米以上湖泊、水库、岛屿以及能通行和不能通行 沼泽。用平面图形依比例尺表示城镇式和农村式居民地，舍去极稠密地区小居民地，城镇式 居民地名称采用等线体字，农村式居民地名称用宋体字注记，用注记大小显示行政等级。图 中表示了全部铁路和公路，铁路分为单线和复线铁路、窄轨铁路、建筑中铁路；公路分为普 通公路、简易公路和建筑中公路；表示了部分大车路、乡村路、小路、时令路。用等高线并 配合地貌符号和注记真实地表示了地貌，基本等高距为10米；实地长20米以上冲沟及长0．3 公里、比高1．5米的陡崖，分别用双线和记号性符号表示。植被用绿色底色、地类界、说明 符号和说明注记相互配合，依比例尺表示实地0．1平方公里以上森林、灌木林、经济林，其 他植被在分布范围内绘制小面积、稀疏、突出、独立、零星等符号，实地1平方公里以上经济 林加注产品名称。用不同结构和不同粗细的黑色点线符号表示国、省、地区、县级以上各级 政区界线。表示实地高2米以上的土质城墙，长250米以上居民地外栏栅、高1．5米以上的围 墙，择要表示居民地附近的高压输电线和全部通讯线及输油管线。
　　　　三、地形图更新
　　　　1975年，由于各种工程建设、生产活动和自然变迁，使得地表地形地物发生变化，造成 已出版地形图图上的内容与实地现状不一致。为保持其现势性，提高使用价值，总参测绘局 决定对黑龙江省1∶5万比例尺地形图进行更新，并由7人组成测图方案设计组，进行野外勘察 、检测第一代图的变化内容。
　　　　1976年3月，该局将更新区划分为牡丹江、齐齐哈尔、哈尔滨、黑河4个测区，测图控制 点均根据总参测绘研究所的“航测模型区域网布点方案”，以1幅1∶10万比例尺地形图或2幅 1∶5万比例尺地形图为一个区域布点。对大地点稀少及无大地点控制区，采用“构架航线法 ”布成点组，起始点应用微波导线引人。由于所使用的航摄像片是70年代新摄，当第一代图 的野外控制点符合在新航线上布点要求时，全部进行转刺，作为第二代图的野外控制点；当 不符合新航线布点要求时，在旧像片上选择新旧像片均有同一影像的点位，由内业用旧像片 和旧控制点加密出新点；当第一代野外控制点在新旧航线上均不能满足布点要求时，在野外 增测所缺少的点。
　　　　增测的平面控制点采用交会法测算求得，高程点用高程导线求得。调绘用单张像片在实 地判读，对测区内的铁路、公路、水系、工程设施、居民地及新增的高大建筑物等独立地物 和新建的林区、大型种植场、林区大面积采伐等植被变化，按实地情况均作了调绘，并对地 物地貌进行了恰当的综合取舍。所有数据采用皮尺实地量测，最后在室内用5种颜色的墨水着 墨。
　　　　内业成图采取一次成图方法，对地形变化较大地区重新测绘等高线，其他地区利用第一 代图地貌版，制成印刷原图。第二代图与第一代图相比，图内线状地物符号尺寸缩小，将宋 体字改为仿宋体字，图面整饰线精细，载负量适中，图面清晰（见图2－5）。
　　　　至1985年，共更新816幅，占总图幅数的53．2%（见建国后黑龙江省第二代1∶5万比例尺 地形图覆盖示意图）。