一、前言
大地測量是一種精密控制地球表面位置之測量作業，為各種測量製圖作業步驟之首要；其測得之成果，除用以推算地球形狀與大小(製圖上稱地球原子，即旋轉橢圓體之長軸半徑a、短軸半徑b及扁平率1/f)，且為研究地球物理之主要學門。世界各國為測製大比例尺地形圖，提供國防軍事運用之需，必先建立全國性大地測量系統，或與鄰國三角點連接，依次施測各級大地測量以供應用。其範疇有：
(一)三角測量(含基線測量)、三邊測量、導線測量，為測算地面各級點位之距離與位置。
(二)水準測量，含直接水準測量與間接水準測量兩種，為測算地面點位之高程。
(三)天文觀測，為測算地面點位之天文經度、天文緯度及天文方位角。
(四)重力測量，為測算地面點位之重力強度值。
(五)磁力測量，為測算地面點位之磁偏角、磁力強度及傾角(Dip)。
二、大陸地區初期大地測量之概況
我國大地測量工作始於清末民初，迄至1949年測量地區已遍佈華北、華中、華南、西南及西北諸省，因歷經北伐、抗戰、國共諸戰役，大地測量作業始終未能按正常計畫逐步展開。初始1912〜1929年期間，基本控制測量大多由各省陸軍測量局施作，全國統一基準尚未建立。1929年國民政府北伐完成，在南京成立陸地測量總局，始頒訂「全國陸地測量十年(1930〜1939年)計畫」，才有系統的開展全國性之大地測量；執行到1933年時再研議修頒為「全國軍用、地籍圖測量計畫綱要」(六年計畫)*1。前後兩計畫期間完成了京滬、京杭、京徐、京海、京皖、皖鄂、徐海、徐鄭、漢鄭、南潯、廣陸、杭金衢及浙江省民政廳所作一等諸三角網、系，衢溫台、商正、皖贛等等諸二等三角系。水準測量有京鎮武宜、京杭、京滬、杭坎、京徐、徐海、徐鄭、徐濟、平漢諸一等水準線。天文觀測有蘇、浙、皖、閩、贛、鄂、湘、粵、魯、察、綏、寧諸省一等天文點30點、二等天文點152點。以上均由陸地測量總局及所轄各測量隊完成，其他各級三角網、系、鎖等均由各省、市所轄地政局、測量隊、水利委員會、資源委員會、交通部等測量機構，各視其所需情形與用途施測之。
抗日戰爭開始後，西南、西北諸省急需軍圖，乃放棄一貫大地測量作業步驟，變通採用迅速三角測量方法，以為測圖、編圖之用。先後完成湖南、廣西、貴州、雲南、四川、陝西、甘肅三等三角測量，並完成蓉渝(成都-重慶)、隆曲(隆昌-曲靖)、雅昆(雅安-昆明，實際完成雅安-西昌)、畢羅(畢節-羅甸)諸二等三角系，及成康(成都-康定)一等三角系。
東北諸省，自1931年遭日本強佔，至抗戰勝利光復，各級三角網、系、天文點、水準線佈滿全境，三角點約一萬八千餘點，獨自成一系統。東南沿海自吳松口迄廣東沿海汕頭一帶，有英國海道測量局於1884至1905年間測設之三角點，精度僅及三、四等三角點。福建至山東、河北沿海間，部分三角點為日本海道測量局測設，僅及四等三角點精度。
除上述全國各省、市所施測之各級三角網、系、天文點、水準線外，其他所屬地區性者，如農田整理、水利興建、道路修築、礦山開採等均有精密大地測量。因測設機關繁多，彼此用途殊異，起算原點設定地方經緯度及方格坐標不一；且我國測量自開始，全國性一、二等三角、天文、水準測量均由軍方負責策畫實施，致使地政、水利、交通、工礦諸部所做測量，大部分未能與軍方全國性測量系統聯測；對此種成果，在製圖作業上無法運用，價值因而喪失。為求得全國成果系統一致，提高成果運用價值，增加製圖精度，符合現代作戰軍圖需求，經由中美合作製圖會議(中美合作製圖協定係於1955年簽訂)決議，始有全國大地測量成果改算之實施。
三、大地測量成果改算工作之歷程
全國天文點、三角點改算工作係在美國華盛頓陸軍製圖局(Army Map Service, AMS)執行，1958年聯勤測量署將現存全國大地原始資料(各級三角網、系、鎖，基線網，計分觀測手簿，水平角、頂天距記簿，三角點之記，各項計算手簿及成果表)約八千餘冊，計八萬一千餘點，運往AMS先予研判。1959年11月，我國派遣首批測量軍官六名赴美，美方幷僱用日籍測量人員四名，美陸軍測量局本身派測量技術人員數十名，三方共同參予整理改算工作。1960年9月間，我續派第二批測量軍官四名及留美在職訓練測量軍官二名參加；1961年3月間，我又續派第三批測量軍官八名，迄至1962年底。全案在中美日三國測量技術人員良好合作下，動員人力約80員，歷時五年餘始完成任務。本案主要工序略敘如下：
(一)根據大陸原始成果，展繪二十五萬分一三角點展點圖，按各級三角點著色、描繪方向線及點之編號；各點所屬有關原始資料，仍以同顏色加註在展點圖側方或下方。
(二)影印全部原始資料，將展點圖各級三角點編號，逐點加註於影本各相關點，俾利三角形檢算及查看。
(三)南京、貴陽、香港三天文點，設為初步改算三角點成果起算原點。
(四)選定各起算點間較高級三角系、鎖或段為主要連接平差路線。
(五)研判、分析及抄寫原始資料，如基線網平差核算，天文點時號及測算，三角系起算點研判，方向角抄寫，三角形夾角檢算及閉合差計算等。
(六)不同原點或假定點起算之次級三角點、導線點，化歸同一起算原點之研判、分析及改算採用數學公式，如坐標移轉法或平移法等因子之計算。
(七)全國大地資料經人力研判整理及使用電腦改算結果，各三角點之平面位置，乃獲得依據國際橢圓體由南京基準點推算之地理坐標及世界麥卡托(UTM)方格坐標。
南京基準點之值：
原點：南京天文聯絡點
緯度：北緯32°03′26″.1480
經度：東經118°46′57″.2325
方位角：至紫金山72°37′22″.750
(八)三角點之高程基準面，以浙江坎門平均海水面起算，各級三角點高程僅推算至公分，未作等級說明。
(九)調製測量成果册，按各省施測三角點數量，由低緯至高緯將全國印製分裝成360冊(統計表，參閱表1)；每冊封面印註所屬省名(例福建省)，圖組號(例L783)，所轄五萬分一圖號(例8628Ⅱ等等)，製圖參數(世界橫麥托投影方格、國際橢圓體、南京基準點)，UTM帶數(例50帶)，中央子午線(例東經117°)及成果本編號(例210458) ；參閱圖1；三角點成果改算前後比較例，參閱圖2。東北地區因三角點不與大陸諸省三角點聯接，改算後新成果是以日本東京天文點為起算原點，採用白塞爾橢圓體(Bessel Spheroid)參數，分裝成34冊。
表1 中美合作改算大陸地區五萬分一三角點成果表統計表
圖1 三角點成果表例_福建省(L783)之例—210458 (1966年)
圖2 三角點成果改算前(1953)-後(1966)例_乳山
四、成果運用之例_五萬分一地形圖圖幅更新L7001
我國五萬分一地形圖圖幅規格演變可概分為三階段：
(一)清末民初速測圖(1907〜1929年)，係測繪區域性五萬分一地形圖，其圖幅劃分為「橫寬46˙縱長36cm」矩形圖廓，稱「單色舊圖廓系列」。無統一投影之規定、無經緯度、無方格網。聯勤測量製圖廠因圖管所需製作圖表而賦予圖號，採順序碼行列各2碼；而編訂圖組號為CMS L50-XX(聯勤總部、亞洲代字、比例尺代碼、省代碼)。
(二)第一次世界大戰後(1918年)，因武器新進而軍用地圖必須考量方向、距離正確，乃有蘭伯特正形投影的採用；我國於1929年起改採「經差15’˙緯差10’」的經緯圖廓，稱「單色新圖廓系列」；採海福特橢球體(地球原子參數)，具方格網(日製地形圖採用)；圖號依經緯度化算行列各3碼*2；圖組號編訂同樣為CMS L50-XX。參閱圖3。1950年以後改換為橫麥卡托投影，圖號採十萬四劃分法*3編訂；圖組號編訂為L7XX(亞洲代字、比例尺代碼、省代碼)；多色印刷，這稱「多色新圖廓系列」。參閱圖4。
圖3_1福建省五萬分一地形圖圖表_單色新圖廓L50-83
圖3_2 福建省五萬分一地形圖_金門縣(474147)
圖4_1 福建省五萬分一地形圖圖表_多色新圖廓L781
圖4_2 福建省五萬分一地形圖_金門島(8628Ⅱ)
(三)復考量各省各自獨立坐標與高程系統，鄰省圖幅難予拚接，在全國大地測量成果改算後，大陸地區製圖平面基準統一在南京天文點；且考量充分運用紙張有效面積及經濟製圖材料，乃於1966年開始將圖幅改為「15’x 15’」(北緯0°至36°間)，「18’x 15’」(北緯36°至44°間)，「20’x 15’」(北緯44°至50°間)，「22.5’x 15’」(北緯50°以上)等；採用國際橢球體GRS -1924/1930，具UTM方格網。圖號編訂亦採十萬四劃分法*4，而圖組號則改編訂為L7001，此稱「新圖幅系列」，這包括大陸各省及台灣地區。參閱圖5。
圖5_1 福建省五萬分一地形圖圖表_新圖幅L7001
圖5_2 福建省五萬分一地形圖_金門縣(9221Ⅰ)
註釋
1.國史館檔案史料文物查詢系統：《完成全國軍用地籍圖測量計畫綱要草案》
https://ahonline.drnh.gov.tw/index.php?act=Display/image/2054245aULQC75#adF
2.以圖幅右上圖隅點經緯度除以經緯差，得行列數。如「金門縣」幅(圖3_2)，118°30’/15’=474行，24°30’/10’=147列，圖號為474147。
3.大陸地區係以〔E75°30’,N15°20’〕為十萬分一圖標準分幅經緯線起始，向東經30’，向北緯差20’劃分之，各賦予2碼；同區域五萬分一圖，則是四劃分，四數碼後再加一羅馬數。如「金門島」幅(圖4_2)，圖號為8682Ⅱ。
4.以〔E73°30’,N14°00’〕為十萬分一圖標準分幅經緯線起始，向東經30’，向北緯差30’劃分之，各賦予2碼；同區域五萬分一圖，則是四劃分，四數碼後再加一羅馬數。如「金門縣」幅(圖5_2)，圖號為9021Ⅰ。
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