TRÁI ĐÁT VÀ CÁCH BIỂU THỊ MẶT ĐẤT. GV: Đào Hữu Sĩ. Khoa Xây dựng

Trong đó: Đại dương chiếm 71% Lục địa chiếm 29% Là mặt gồ ghề, lồi lõm; chỗ cao nhất +8882m đỉnh Hymalaya, chỗ thấp nhất -11032m hố Marian ở Thái Bình Dương, gần Philippines Đầu thế kỷ

GV: Đào Hữu Sĩ Khoa Xây dựng

Chương 1:

TRÁI ĐÁT VÀ CÁCH BIỂU THỊ

MẶT ĐẤT

NỘI DUNG CHƯƠNG 1

• Hình dạng - kích thước trái đất và cách biểu thị

mặt đất

• Các hệ tọa độ - độ cao

• Khái niệm về bản đồ

• Phân mảnh và đánh số hiệu bản đồ

§1.1 HÌNH DẠNG VÀ KÍCH THƯỚC

TRÁI ĐẤT

1.1.1 Hình dạng

Bề mặt trái đất có diện tích S ≈ 510,2 triệu km2 Trong

đó: Đại dương chiếm 71%

Lục địa chiếm 29%

Là mặt gồ ghề, lồi lõm; chỗ cao nhất +8882m (đỉnh

Hymalaya), chỗ thấp nhất -11032m (hố Marian ở Thái

Bình Dương, gần Philippines)

Đầu thế kỷ 20 (Listinger – Đức), đưa ra khái niệm mặt Geoid và dùng mặt này để biểu thị bề mặt trái đất

Mặt Geoid : là mặt nước biển trung bình yên tĩnh, kéo

dài xuyên suốt qua các lục địa hải đảo tạo thành một mặt cong khép kín (Mặt Geoid còn được gọi là mặt thủy

chuẩn lục địa, hay mặt nước gốc trái đất)

Hình ảnh trái đất chụp từ vệ tinh

Mặt Geoid được dùng làm mặt quy chiếu của hệ thống độ cao

Mặt Geoid có đặc tính:

+ Mặt Geoid không phải là mặt toán học

+ Tại mỗi điểm trên mặt Geoid đều vuông góc với

phương của đường dây dọi tại điểm đó

1.1.2 Kích thước.

Do mặt Geoid không phải là mặt toán học, nên khi tính toán - biểu diễn kích thước Trái đất chúng ta phải dùng bề mặt khác gần trùng với Geoid và phải là mặt

toán học, đó là mặt Ellipsoid trái đất (Gọi tắt là

Ellipsoid), cần thoả mãn:

- Tâm Ellipsoid trùng với tâm Geoid

- Mặt phẳng xích đạo Ellipsoid trùng với mặt phẳng xích đạo Geoid

- Thể tích Ellipsoid trái đất = thể tích Geoid

- Tổng bình phương chênh cao từ mặt Ellipsoid tới mặt Geoid là nhỏ nhất ([h2] =min)

Đặc điểm của Ellipsoid:

- Ellipsoid là một mặt biểu diễn được bằng phương trình toán học và hầu hết mọi tính toán Trắc địa thực

hiện trên mặt này (gọi là Mặt quy chiếu)

- Tại mỗi điểm, bề mặt Ellipsoid luôn vuông góc với phương pháp tuyến

Đặc trưng cho Ellipsoid

+ Bán trục lớn (bán kính lớn): a

+ Bán trục nhỏ (bán kính nhỏ): b

+ Độ dẹt

a

b

a 





2 2 2

2 2 2

Ph.trình:

1

a  a  b 

Geoid

Ellipsoid

O

b

a

Tác giả

(Ellipsoid)

Quốc gia

Năm Bán trục

lớn a (m)

Bán trục nhỏ b (m)

Độ dẹt

Delambre Pháp 1800 6.375.653 6.356.564 1:334,0 Everest Anh 1830 6.377.276 6.356.075 1:300,8 Bessel Đức 1841 6.377.397 6.356.079 1:299,2 Clark Anh 1980 6.378.249 6.356.515 1:293,5 Krasovski Nga 1940 6.378.388 6.356.863 1:298,3

WGS84 Mỹ 1984 6.378.137 6.356.752,3 1:298,25

7

Một số Ellipsoid trái đất

1.2.1 Khái niệm

Trong trắc địa, để tiện cho việc thiết kế

kỹ thuật, người ta đã

tìm cách biểu diễn bề

mặt trái đất lên mặt

phẳng tờ giấy

Phương pháp này cho

phép chúng ta thu

nhỏ bề mặt trái đất

với độ chính xác cần

thiết

§1.2 CÁCH BIỂU THỊ MẶT ĐẤT

Vì bề mặt trái đất là bề mặt tự nhiên vô cùng phức

tạp, vì vậy để biểu diễn lên mặt phẳng ta phải chiếu bề

mặt trái đất lên mặt Ellipsoid hoặc mặt cầu rồi thu nhỏ

mặt cầu trái đất theo tỷ lệ mong muốn Bằng phép chiếu xuyên tâm ta tiếp tục chiếu hình cầu trái đất lên mặt trụ, mặt nón,… theo các phương pháp khác nhau Sau đó cắt mặt trụ, mặt nón,… theo một đường sinh được chọn

trước và trải ra mặt phẳng

Phương pháp chiếu này làm cho bề mặt quả đất bị

biến dạng Sự biến dạng phụ thuộc vào điểm chiếu và các điểm trên mặt đất cũng như phương pháp chiếu

1.2.2 Định vị các điểm trên mặt đất

Vị trí không gian các điểm trên mặt đất được xác định bằng 2 yếu tố:

1 Toạ độ địa lý (  ,  ) hoặc toạ độ vuông góc phẳng (x, y) trên mặt quy chiếu Ellipsoid

2 Độ cao của điểm so với mặt Geoid

Để xác định vị trí các điểm A,B,C trong không gian ta chiếu chúng xuống mặt Geoid theo phương dây dọi ta được các điểm a, b, c

Trong trường hợp biểu diễn bề mặt trái đất trong một phạm vi không lớn, với yêu cầu độ chính xác không cao chúng ta không chiếu bề mặt trái đất lên mặt cầu mà

chiếu trực tiếp lên mặt phẳng

B

A

C

c

b

a

P

§1.3 HỆ TOẠ ĐỘ ĐỊA LÝ

Trong toán học cũng như trong trắc địa, để xác định toạ

độ của một điểm, chúng ta cần xác định quan hệ giữa điểm đó với một hệ trục được chọn làm gốc

P

P1

M

Để xác định toạ độ địa lý của một điểm trên bề mặt trái đất, Giả sử phương pháp tuyến trùng với phương dây dọi và mặt Geoid trùng với mặt Ellipsoid tròn xoay của trái đất

Các yếu tố được chọn làm gốc trong hệ toạ độ địa lý như sau:

- Tâm O của trái đất được chọn làm gốc toạ độ

- Hai mặt phẳng gốc là mặt phẳng kinh tuyến gốc và mặt

phẳng xích đạo

Từ hình vẽ:

- P, P1: là cực Bắc và cực Nam của trái đất

- PP1: trục xoay của trái đất

- Q, Q1: là cực Tây và cực Đông của trái đất

- G (Greenwich): Vị trí đài thiên văn Greenwich ở ngoại ô Luân đôn

Để hiểu rõ hệ toạ độ địa lý, chúng ta có một số khái

niệm sau:

- Mặt phẳng kinh tuyến là mặt phẳng đi qua trục xoay PP1 của trái đất

- Mặt phẳng vĩ tuyến là mặt phẳng vuông góc với trục xoay PP1

- Đường kinh tuyến là giao tuyến của mặt phẳng kinh tuyến với mặt cầu trái đất

- Đường vĩ tuyến là giao tuyến của mặt phẳng vĩ tuyến với mặt cầu trái đất

- Mặt phẳng kinh tuyến gốc là mặt phẳng kinh tuyến đi qua

G (Mặt phẳng kinh tuyến gốc chia trái đất ra làm hai nửa Đông bán cầu và Nam bán cầu)

- Mặt phẳng xích đạo là mặt phẳng vĩ tuyến đi qua tâm O của trái đất

Toạ độ địa lý của điểm M( M , M )

M (vĩ độ): là góc hợp bởi mặt phẳng xích đạo và đường dây dọi qua M

M (kinh độ): là góc hợp bởi mặt phẳng kinh tuyến gốc và mặt phẳng kinh tuyến đi qua điểm M

Trên xích đạo  =0, trên kinh tuyến gốc =0

Thường quy ước:

M từ xích đạo lên gọi là vĩ độ Bắc (00  900)

 M từ xích đạo xuống gọi là gọi là vĩ độ Nam (00  900)

M từ kinh tuyến gốc G sang Đông gọi là kinh độ Đông (00

 1800)

M từ kinh tuyến gốc G sang Tây gọi là kinh độ Tây (00 

1800)

§1.4 HỆ TOẠ ĐỘ VUÔNG GÓC KHÔNG GIAN

OXYZ (HỆ T.Đ ĐỊA TÂM)