臺灣岳界聖石---三角點

臺灣岳界聖石--三角點   朱杏修 (內政部土地測量局企劃課課長)

壹、前言
二十多年前，一個風和日麗的早晨，我跟隨父親參加大甲登山社舉辦的溪頭鳳凰山登山活動，清晨五點多就被叫起床，背著簡單的背包就匆匆的出門了，只見外面天色昏暗，不見任何的行人，到達集合地點，許多山友早已先到，三五成群討論「山經」。六點整人員到齊準時開車，由於不習慣早起精神不濟，也顧不得窗外美景，繼續與周公學習禮樂，七點二十分車子到達登山口-溪頭管制站，全隊下車整裝出發，跟隨擔任本次活動領隊的父親，一步一步的朝目標邁進，只見山徑在杉木林及竹林間穿梭，路旁的各種植物上點綴著晶瑩的露珠，加上林間淡淡的霧氣，真像踏入人間仙境，不知不覺間已到山巔，只聽到父親說：「三角點到了，不摸到三角點可不算登頂哦。」，山友們爭先恐後與三角點合照留念，我也入鄉隨俗的拍了一張，這是我第一次接觸三角點，卻間接引導我踏入測量這一門。
一般人接觸三角點大部分是參加登山健行活動，把摸到三角點當成登頂的象徵，且山不在高有「點」則名，只要有三角點的山總是比沒有三角點的山來的出名，所以我把三角點稱為「臺灣岳界聖石」，然而大家對於三角點的種種卻是一知半解，各種傳言於坊間留傳，甚至有人當成神明摩拜。三角點之所以如此神秘，是由於基本測量與國防關係密切，早期測量作業大都由軍方辦理，且測量成果列為機密等級，民間很難獲得相關資訊，故對於三角點設置目的、種類、數量及其演變認知有限，為使大家有進一步的瞭解，特別趁這個機會發表個人淺見，希望能夠引起共鳴，帶動大眾共同來愛惜維護三角點。

貳、三角點簡介
一、什麼是三角點？
辦理各類測量工作，首先要辦理控制測量，目前國內的控制測量分為三大類，第一類是平面控制測量，所設置的測量標作為平面位置控制使用，三角點、圖根點、衛星控制點屬這類測量標；第二類是高程控制測量，所設置的測量標作為高程控制使用，這類測量標通常稱為水準點；第三類是重力控制點，所設置的測量標作為重力控制使用，一般很少設置於野外。
早年辦理平面控制測量，由於測距離的儀器較不發達，一般只施測點與點間的夾角（三角測量），再利用已知邊長來推算未知點的坐標，因此辦理三角測量所埋設的控制點統稱為「三角點」。民國65年至81年間，測量儀器測距功能大幅提升，同時可以測角及測距，控制測量方法除三角測量以外，還可實施「三邊測量」及「精密導線測量」，其採用精密導線測量的控制點就統稱為「精密導線點」，內政部於65年至68年間所補設的內導三角點及臺灣省政府在這個時期所補設的四等點就屬於這種，但是除臺灣省政府補設者於標石上刻上「精密導線點」外，內政部補設者仍刻上「三角點」，至於三邊測量在臺灣並未全面實施，故無所謂「三邊點」的設置。
由於測量科技的發展，民國76年間國立成功大學引進國內第一台GPS衛星接收儀，從事相關學術研究，民國81年間土地測量局在澎湖姑婆嶼及險礁嶼，第一次以GPS衛星接收儀測設控制點，從此將國內控制測量帶入了一個新的世紀，到目前國內已全部採用衛星定位方法施測基本控制點，其新埋設的控制點統稱為「衛星控制點」，內政部補設的一、二等衛星控制點及土地測量局設置的三、四等控制點均屬之。
二、三角點的等級與設置順序
臺灣三角點的等級分為一等、二等、三等、四等四級，依照目前的規定，一等三角點兩點間的距離在20公里以上為原則；二等三角點分為甲、乙兩級，二等甲級兩三角點間的距離在10－20公里為原則，二等乙級兩三角點間的距離在5－10公里為原則；三等三角點兩點間的距離在3－8公里為原則；四等三角點兩點間的距離在1－3公里為原則。
三角測量的程序包含選點、造標埋石、觀測、計算、調製成果圖表，選點先於地形圖或像片基本圖或航照圖上規劃，再至圖上規劃地點選擇適當地點埋石，並視需要設置覘標辦理觀測。三角點的設置先設一等三角點，再依序設置二等、三等、四等三角點，其中部分一等三角點實施天文觀測，以確定其天文方位角，作為起算或閉合的依據，故於原三角點上另設置一觀測平台，即野外所見之一等天文點。
三、三角點的設置地點與展望
三角點的設置是為辦理測量，所以選點時以均勻分布於全區為首要考量，其次要注意點與點間相互通視，接下來要注意夾角要介於30度至120度之間及三角形邊長要儘量相近。因此，一、二等三角點邊長要求較長，大部分選在山的最高點或平地的小土坵上；三、四等三角點因受邊長的限制，不一定設山的最高點，常設置於溪谷兩側尾稜或溪邊堤防上。
一般而言三角點的展望，一等三角點最佳，其次依序為二等、三等、四等，但並非絕對符合這種原則，因為三角點間的相互通視，還需考慮測量時所設置的覘標高度與鄰近樹木生長情形，高山上因無樹木阻擋，測量時不需要搭設高覘標，三角點的展望通常等級越高者展望越好；中級山及郊山則因多年未實施三角測量，周邊樹木已長成大樹，大部分展望不佳；平地三角點除設於樓頂者，測量時均搭設高覘標，一般而言展望均不佳。

參、臺灣控制測量的發展
一、臺灣的大地基準
台灣光復初期平面控制點分為兩個系統，地籍測量以台中公園三等89號三角點為原點，用平面直角方式推展；地形測量以南投埔里虎子山一等天文點為原點，經緯度依白塞爾(Bessel)地球原子推算（a=6377397.15500M, b=6356078.96325 M , f=1/299.15）， 1968年將陸測點與地籍點合併改算，以埔里虎子山為原點採用參考橢球體採用1924海佛(Hayford)地球原子(a=6378388M ,b=6356911.94613 M ,f=1/297)，座標採UTM（國際橫麥卡托）投影（中央經線為東經123度，中央經線尺度比為0.9996），為避免坐標負值原點西移500公里。
1980年至1997年使用之大地基準命名為TWD67，其參考橢球體採用1967年國際地球原子GRS67 (a=6378160 M ,b=6356774.7192 M , f=1/298.25)，座標採TM(橫麥卡托)二度分帶投影，中央經線為東經121度(澎湖119度)，中央經線尺度比為0.9999，為為避免坐標負值原點西移250公里。
1998年起使用之大地基準命名為TWD97，為建構於國際地球參考框架ITRF地心坐標系統，方位採國際時間局(BIH)定義於1984.0時刻之方位，參考橢圓體採用1980國際大地測量與物理學會IUGG公布之GRS80，其地球原子(a=6378137 M , f=1/298.257222101)，座標採TM(橫麥卡托)二度分帶投影，中央經線為東經121度(澎湖、金、馬119度；東沙117度；南沙115度；釣魚台123度)，中央經線尺度比為0.9999，為為避免坐標負值原點西移250公里。
二、日治時期的三角測量
（一）地籍三角點
臺灣於中日甲午戰爭後割讓給日本，日本政府為測量臺灣土地，於明治33年（1900，民前12年）8月，設置臺灣總督府臨時土地調查局辦理相關測量作業，並於明治33年後半年起至明治36年（1903年，民前8年）完成全部控制測量，所埋設的控制點是臺灣最早的三角點，由於設置的目的在辦理地籍測量，又稱為地籍三角點。
地籍三角點依照測量精度分為主、次、圖、補四個等級，主三等三角點精度約等同陸測二等三角點，圖根點、圖根補點精度約等同陸測四等點。原點設置於台中公園，以主三等三角點八九號為原點，旁邊的三等三角點一二○號及一六○號為副點，係為原點遺失時方便補建所設，澎湖群島因限於當時測量儀器，無法與臺灣本島聯測，以馬公三等八八一號三角點為原點。
土地調查局共設置主三等三角點208點，次三等三角點820點，圖根點（圖根點、圖根補點）約2,300點（因文獻紀錄不一，以內政部存管臺灣省三角點明細表統計），其中部分三等三角點使用土地調查局圖根點標石（如火炎山、鋸山、塩菜甕等），另部分點位雖埋設三等三角點標石，卻實施四等測量（如北觀音山、校栗林山等）。其標石分為兩種，一種為三等三角點（主三角點、次三角點），材質為花崗岩，分為柱石及盤石，柱石取邊長6寸（約18公分）之方柱，高約2尺6寸（約79公分），基部未整平埋於地下，頂端6寸（約18公分）敲擊整平為5寸（約15公分）見方之方柱，柱頂中央刻十字，南面刻「三等三角點」字樣；北面刻點號，採國字直刻，盤石長寬各為1尺2寸（約36公分），厚約3寸5分（約10.6公分），正面刻十字，埋於柱石下方，兩者十字對正；另一種為圖根點，僅埋設柱石，取邊長4寸5分（約13.6公分）之方柱，高約2尺2寸（約67公分），基部未整平埋於地下，頂端4寸5分（約13.6公分）敲擊整平為4寸（約12公分）見方之方柱，柱頂中央刻十字，北面刻「土地調查局」字樣；南面刻「圖根點」字樣。
（二）陸測三角點
臺灣正規的三角測量，是由日本陸地測量部於明治42年（1909，民前3年）起開始辦理，首先辦理基線測量，分別於北部的宜蘭、中部的埔里、南部的鳳山測設一條基線，宜蘭基線全長4225.8415公尺，於大正3年(1914，民國3年)完成，基線東端與基線西端均位於宜蘭五結鄉蘭陽溪南岸，第一次擴大至三塊厝與紅水溝兩一等三角點，第二次擴大至東澳嶺與烘爐地山兩一等三角點；埔里基線全長2575.7965公尺，於大正3年(1914，民國3年)完成，基線南端位於埔里鎮華國戲院舞台邊，基線北端位於埔里鎮西北方中正路旁，是目前臺灣僅存的日治時期基線，第一次擴大至虎子山與牛相山兩一等三角點，第二次擴大至白葉山與小埔山兩一等三角點，第三次擴大至橫屏山與九分二山兩一等三角點，由於基線長度最短，經多次基線擴大方連上主一等三角網，造成埔里附近設置了全省最密集的一等三角點；鳳山基線全長4961.3844公尺，於大正5年(1916，民國5年)完成，基線南端與基線北端均位於高雄縣大寮鄉高屏溪西岸，第一次擴大至西勢與尚書林兩一等三角點，第二次擴大至鳳山與中寮山兩一等三角點。
日治時期所設的一等三角點共100點，包含基線網6點，主一等三角網60點，一等三角補點34點。主一等三角網包含宜埔、埔鳳、宜花、鳳花等四個三角網，宜埔三角網是由宜蘭至埔里，共設置20個一等三角點，於大正3年~6年(1914~1917)施測完成；埔鳳三角網是由埔里至鳳山，共設置10個一等三角點，於大正5年~8年(1916~1919)施測完成；宜花三角網是由宜蘭至花蓮，共設置18個一等三角點，於大正7年~9年(1918~1920)施測完成；鳳花三角網是由鳳山至花蓮，共設置22個一等三角點，於大正6年~10年(1917~1921)施測完成。其餘的一等三角點則係配合二等測量所設的補點，一等三角點中新望嶺、柏南山、埋設二等三角點標石，至倫大文山埋設何種標石至今仍為岳界最想解開之謎。
一等三角點標石材質為花崗岩，分為柱石及盤石，柱石取邊長7寸（約21公分）之方柱，高約2尺7寸（約82公分），基部未整平埋於地下，頂端7寸（約21公分）敲擊整平為6寸（約18公分）見方之方柱，南面刻「一等三角點」字樣，北面未刻點號，盤石長寬各為1尺3寸5分（約41公分），厚約4寸（約12公分），正面刻十字，埋於柱石下方，兩者十字對正，而依據登山補給站網站記載鳳山基線網第二次擴大點西勢盤石下另有一11公分見方的小磐石，是否是作為基線網的一等三角點才埋設小盤石，還是所有一等三角點均埋設大小兩盤石尚待證實。
日治時期二等三角測量，開始於大正8年（1919，民國8年），大正13年（1924，民國13年）大致完成，另於昭和14年（1939，民國28年）補測部分山地地區，至昭和17年（1942，民國31年）仍持續辦理，新設二等三角點287點（依土地測量局存管之臺灣省三角點成果表統計，超出文獻記載之點數甚多，是否為光復後補測，並無相關資料可稽），其標石材質為花崗岩，分為柱石及盤石，柱石取邊長6寸（約18公分）之方柱，高約2尺6寸（約79公分），基部未整平埋於地下，頂端6寸（約18公分）敲擊整平為5寸（約15公分）見方之方柱，南面刻「二等三角點」字樣；北面上端刻No，下端採採阿拉伯數字橫刻點號，點號自1021號起編，1697號為最終號，另借用三等地籍三角點實施二等測量者82點。
三等三角測量，開始於大正10年（1921，民國10年），大正14年（1925，民國14年）大致完成，另於昭和14年（1939，民國28年）補測部分山地地區，至昭和17年（1942，民國31年）結束，新設三等三角點789點（依土地測量局存管之臺灣省三角點成果表統計，超出文獻記載之點數甚多，是否為光復後補測，並無相關資料可稽），其標石材質為花崗岩，分為柱石及盤石，尺寸與二等三角點相同，南面刻「三等三角點」字樣，上端刻No，下端採採阿拉伯數字橫刻點號，標石號碼自4130號起編，7558號為最終號；使用三等地籍三角點標石者922點，借用土地調查局圖根點實施三等測量者27點。另新設四等三角點515點，改算土地調查局圖根點2,170點。
（三）森林三角點
森林三角點是日治時期臺灣總督府殖產局山林課，於大正14年至昭和19年（1925至1944）年間辦理台灣森林計畫事業時所設立，共設置主、次森林三角點169點，三角補點876點，其座標系統與地籍三角點相同均以台中公園主89號三角點為原點。依照測量精度分為主、次、圖補、補四種，主、次森林三角點精度約等同地籍三等三角點，圖補、補點精度約等同地籍圖根點，但標石僅有兩種，第一種為森林三角點，標石材質為花崗岩，分為柱石及盤石，尺寸與地籍三等三角點相近，南面刻「森林三角點」字樣，北面刻「山」字，由於未刻等級及標石號碼，無法由標石知道其等級；另一種為圖根三角補點，北面刻「殖產局」，南面刻「圖根三角補點」字樣。
（四）礦務三角點
礦務三角點是日治時期臺灣總督府殖產局鑛務課所設立，設立時間不詳，標石材質為青石，一面刻「鑛務課」字樣；一面刻點號，採國字直刻，共設置134點。
（五）總督府圖根補點
日治時期臺灣總督府所設立，設立單位、目的與設立時間不詳，標石材質為花崗岩，北面刻「總督府」字樣；南面刻「圖根補點」字樣，共設置391點。
三、臺灣光復後的三角測量
臺灣光復後各類三角點由各權責單位接管並繼續維護，其中陸測三角點由軍方接管，地籍三角點由臺灣省行政長官公署民政處地政局荒地勘測總隊（內政部土地測量局前身）接管，森林三角點由臺灣省行政長官公署農林處林務局（行政院農業委員會林務局前身）接管，礦務三角點由臺灣省政府建設廳接管，總督府圖根補點接管單位不詳。由於各單位間缺乏聯繫，且各自依測量需要補設所需三角點，陸補三角點、測補三角點、海軍三角點、臺灣省政府圖根補點、礦補三角點、水資會三角點等各種三角點四處可見，甚至有同一地點設置多個點的情況發生。光復後補設的三角點中以臺灣省政府圖根補點數量最多，這是前臺灣省政府地政局測量總隊為辦理全省未登記土地測量、原住民保留地測量、地籍圖重測、農地重劃等所補設的四等三角點。
民國64年內政部鑑於國內基本控制點損毀滅失嚴重，乃自64年7月至69年1月辦理基本控制點檢測工作，這是台灣光復後第一次大規模的控制點檢測，共完成一等基線8條（大坪山－龜崙山、大坪山－七星山、樟普寮－浸水、中寮山－鳳山、米崙山－月眉山、大分林山－公司寮山、虎子山－頭距山、虎子山－九分二山）、一等天文方位角8個（大坪山－龜崙山、大坪山－七星山、樟普寮－浸水、中寮山－鳳山、米崙山－月眉山、大分林山－公司寮山、虎子山－頭距山、紗帽山－上瓦硐）、一等精密導線１條（樟埔寮－尖子頂－九分二山－虎子山－頭拒山－樟埔寮）、一等三角點93點、二等三角點337點、三等三角點1,687點、三等精密導線點545點，新補設之三角點及三等精密導線點分別冠以內補及內導字號，其標石規格如下：
（一）內補一等三角點
標石材質觀音石，分為柱石及盤石，柱石取邊長21公分之方柱，高79公分，基部埋於地下，頂端切割為17公分見方之方柱，北面刻點號；南面刻等級；東面刻測設機關；西面刻測設日期；柱頂刻十字。盤石長寬各為30公分，厚12公分，正面刻十字，埋於柱石下方，兩者十字對正。
（二）內補二等三角點
標石材質觀音石或銅標，埋設於地面者分為柱石及盤石，柱石取邊長17公分之方柱，高60公分，基部埋於地下，頂端切割為15公分見方之方柱，北面刻點號；南面刻等級；東面刻測設機關；西面刻測設日期；柱頂刻十字。盤石長寬各為25公分，厚10公分，正面刻十字，埋於柱石下方，兩者十字對正。(三）內補三等三角點
標石材質觀音石或銅標，埋設於地面者僅埋設柱石未埋設盤石，柱石取邊長15公分之方柱，高55公分，基部埋於地下，頂端切割為13公分見方之方柱，北面刻點號；南面刻等級；東面刻測設機關；西面刻測設日期；柱頂刻十字。
（四）四等三角點及精密導線點
標石材質觀音石、青石、銅標或鋼標，埋設於地面者僅埋設柱石未埋設盤石，柱石取邊長14公分之方柱，高50公分，基部埋於地下，頂端切割為12公分見方之方柱，北面刻點號；南面刻等級；東面刻測設機關；西面刻測設日期；柱頂刻十字。
四、現階段的平面控制測量
由於衛星定位測量技術的發展，內政部於82年設置陽明山、墾丁、鳳林及金門等四個衛星追蹤站，83年設置馬祖、北港、太麻里及東沙四個衛星追蹤站， 83年至87年間完成一等衛星控制點105點、二等衛星控制點621點測設作業，88年至91年間測設一等水準點2,476點，並在2,099點上實施衛星定位測量，其平面位置精度約等同三等控制點精度，土地測量局亦於民國84年至92年間完成台閩地區衛星控制點加密作業，共測設三等控制點4,710點，從此國內的控制測量全面採用衛星定位測量方式辦理，新設立的點位稱為「衛星控制點」，從此「三角點」逐漸變成歷史的名詞。
內政部所測設的一、二等衛星控制點大部分使用原有三角點標石，新埋設者使用直徑8公分的不鏽鋼標，中央突起最厚處為2.2公分，邊緣厚度為1.0公分，中央刻以十字刻劃，刻劃長度為1.5公分，刻劃寬度及深度為0.1公分，上端刻內政部，下方刻點號及○等衛星控制點。土地測量局設置的三等、四等控制點使用直徑8公分的不鏽鋼標，中央刻十字，上方刻測設單位名稱，下方刻三或四等控制點，直接固定於水泥地面或或結合石樁使用，另為使大眾瞭解控制點的意義及重要性，選擇適當地點（如公園、綠地）實施控制點美化工作，以宣導保護控制點觀念，並達到點位永久保存之目的，其標石結合當地景觀設計，並無一定規格。
五、未來的平面控制測量
內政部土地測量局為提供多目標定位服務及加值應用，於93-95年間採用先進的虛擬基準站即時動態定位技術（Virtual Base Station Real-Time Kinematic,VBS-RTK），建置「全國性e-GPS衛星定位基準站即時動態定位系統」，透過全國各地所建置之71處衛星定位基準站每天24小時每1秒鐘連續接收GPS衛星資料，即時傳回位於台中市黎明辦公區的控制及計算中心，進行資料自動化處理後，目前在臺、澎、金、馬任何地點只要可以GPS衛星接收儀同時接收5顆以上GPS衛星訊號，都可以全天候經由整合封包無線電服務技術（GPRS）或其他無線上網方式，在極短的時間內，依使用者需求，獲得公分等級精度的即時動態定態定位服務，這不僅是衛星動態定位技術的一大突破，也正式宣告國內的測繪科技已與國際同步邁向e化及行動化的嶄新時代，未來地面控制點是否就此走進歷史，僅留供岳界作為登頂的象徵，而不再供辦理測量使用，值得大家拭目以待。

肆、控制點的管理維護
一、相關法規
（一）「地籍測量實施規則」第12條規定：「一等、二等、三等基本控制測量，由中央主管機關（內政部）辦理。四等基本控制測量，由中央主管機關、直轄市或縣（市）主管機關辦理，並以直轄市、縣（市）為實施區域，必要時，得將相鄰區域合併舉辦。前項四等基本控制測量由直轄市或縣（市）主管機關辦理者，其成果應送中央主管機關審查及建檔管理。第一項、第二項各等級基本控制測量及第三項四等基本控制測量成果審查及建檔管理，得由主管機關委任所屬下級機關辦理之。」。
（二）「測量標設置保護條例」第7條規定：「毀損或移動設置之各種標石、標桿、燈標、浮標者，處三年以下有期徒刑，拘役或五百元以下罰金。」。
（三）「測量標設置保護條例」第10條規定：「在測量標上堆積瓦礫、拋擲雜物、懸掛繩索、樁緊牲畜、或粘貼廣告、塗抹污損者，處拘役或五十元以下罰金。」。
（四）「測量標設置保護條例」第11條規定：「凡因過失毀損測量標或致令失其效用者，不罰，但責令賠償。」。
（五）「測量標設置保護條例」第12條規定：「凡機關、團體或人民，必須在測量標附近建築，致妨礙測量標效用時，須先詳述事由，繪圖說明，請該管測量機關核准，並負擔其因遷移改建，或重建所需之一切費用。」。
（六）「測量標設置保護條例施行細則」第13條規定：「測量機關設置之永久測量標，應造具測量標保管清冊，分送所在地直轄市、縣 (市) 政府，並由當地地政機關隨時實地查對，如發現測量標移動或損毀者，應即將移動或損毀情形層報內政部及通知原測量機關依法處理。前項實際查對，每年應至少施行一次，如有天然災禍，須隨時查對，並將查對結果層報內政部及通知原測量機關，．．．」。
二、執行情形
三等與四等基本測量，內政部已委任所屬土地測量局辦理，其中三等控制點，採分年分區方式辦理清查、檢測及補建，每次全面清查相隔5年；四等控制測量由內政部土地測量局、臺北市政府地政處土地開發總隊、高雄市政府地政處、縣（市）政府及所轄地政事務所負責維護，但由於各單位限於人力與經費未能落實執行，且基於親民便民考量，「測量標設置保護條例」所定相關罰則並未嚴格執法，導致基本控制點損毀滅失情形十分嚴重，如何有效管理維護基本控制點，是權責機關要積極面對的問題。
反觀民間登山團體機基於興趣，經常藉著登山健行的機會清查各類控制點，並在網站上分享成果，控制點傾倒或被挖除，還主動予以收容並擇期予以重埋，雖然這是不正確的觀念，但是這種愛惜三角點的精神令人感佩。
內政部土地測量局為有效管理各級三角點與衛星控制點，規劃舉辦「尋點達人」活動，希望運用民間愛好登山人士之力量，協助蒐集各級控制點存在狀況、點位照片、到達路徑等資訊，彙整納入控制點資料庫，作為辦理控制點管理維護作業之參考，每年度並針對提供資料達相當貢獻度者，予以公開表揚並頒給獎牌，結合政府與民間力量，妥善維護測量標。
伍、結語
基本測量成果是國家重要建設的基礎，有賴全國各界共同來維護，讓早年設置的三角點、圖根點及近年設置的衛星控制點能夠常存於這塊土地，繼續扮演保護人民財產安全的重責大任，也為岳界繼高山百岳、小百岳之後，留下一個更遠的目標－成為「尋點達人」，共同保護岳界聖石－三角點。同時在此呼籲大家共同來保護基本控制點，如果發現控制點損毀遺失需補建或原有控制點影響建築需遷移者，請依照現行法規規定通知標石所在地的地政事務所或原測設機關辦理遷移補建，不宜自行予以重埋，以免影響測量的正確性。