BẢN ĐỒ ĐẠI Cương mở đầu về bản đồ học

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU VỀ BẢN ĐỒ HỌC 1 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA ĐỊA LÍ ĐỀ CƢƠNG BÀI GIẢNG BẢN ĐỒ ĐẠI CƢƠNG bản đồ học bản đồ học bản đồ học bản đồ học GIẢNG VIÊN NGUYỄN THỊ DIỆU KHOA ĐỊA LÝ ĐHSP ĐN ĐÀ NẴNG, 072021 2 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC.

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN

1 Tên học phần: BẢN ĐỒ ĐẠI CƯƠNG (General Cartography)

2 Số tín chỉ: 3

3 Trình độ: cho sinh viên năm thứ 1

4 Phân bố thời gian:

30 tiết lên lớp,15 tiết thực hành, ôn tập và kiểm tra

5 Điều kiện tiên quyết:

6 Mục tiêu của học phần:

Trang bị cho sinh viên những khái niệm cơ bản về bản đồ học, bản đồ địa lý, những đặc điểm cơ bản của bản đồ địa lý, những nguyên tắc thành lập và sử dụng Nhằm giúp cho sinh viên sử dụng và thành lập được các loại bản đồ trong quá trình học tập và nghiên cứu

7 Mô tả vắn tắt nội dung của học phần:

Học phần bao gồm các nội dung về bản đồ địa lý như: đặc điểm của bản đồ địa lý;

Cơ sở toán học, các phương pháp thể hiện bản đồ, các nhân tố ảnh hưởng và phương pháp tổng quát hoá, phân loại bản đồ, phương pháp thành lập và sử dụng bản đồ

8 Nhiệm vụ của sinh viên:

- Phải có mặt trên 80% số buổi lên lớp

- Phải làm và nộp ít nhất 2 tập thực hành, một số bài tập về danh pháp và ghép mảnh bản đồ

- Sinh viên phải chuẩn bị màu, giấy can, tập Átlat, thước, bản đồ, quả cầu địa lý

và một số dụng cụ khác

9 Tài liệu học tập:

- Sách, giáo trình chính:

1/Nguyễn Thị Diệu Đề cương bài giảng bản đồ học ĐN 2003

2/ Lâm Quang Dốc Bản đồ học NXB Đại học Quốc gia, 2005

3/ Lâm Quang Dốc - Phạm Ngọc Đĩnh - Lê Huỳnh Bản đồ học NXB Đại học Quốc gia, 1995

- Các tài liệu tham khảo:

1/ Lâm Quang Dốc Bản đồ chuyên đề NXB Đại học sư phạm Hà Nội, 2002

3/ Ngô Đạt Tam và nnk Bản đồ học NXB Giáo dục, 1986

10 Các tiêu chuẩn đánh giá sinh viên:

12 Nội dung chi tiết học phần

PHẦN LÝ THUYẾT: (Tổng số tiết: 22 tiết )

Chương 1: Khái niệm chung về bản đồ học: (2 tiết )

1.1 Khái niệm bản đồ học

1.2 Đối tượng, nhiệm vụ và phương pháp nghiên cứu

1.3 Những bộ môn cơ bản của khoa học bản đồ

1.4.Mối quan hệ giữa bản đồ học với khoa học địa lý và các khoa học khác 1.5 Vai trò của bản đồ

1.6 Lược sử phát triển của khoa học bản đồ

2.1 Định nghĩa bản đồ địa lý

2.2 Những đặc điểm cơ bản của bản đồ địa lý

2.3.Những yếu tố hình thành bản đồ địa lý

2.4.Ý nghĩa của bản đồ địa lý

Chương 3: Cơ sở toán học của bản đồ địa lý (4 tiết)

4.1.1 Khái niệm và chức năng của ngôn ngữ bản đồ

4.1.2 Đặc điểm của ngôn ngữ bản đồ

4.1.3 Hệ thống ký hiệu quy ước trên bản đồ

4.2 Các phương pháp biểu hiện bản đồ

A Nhóm các phương pháp định vị theo điểm

4.2.1 Phương pháp kí hiệu

4.2.2 Phương pháp biểu đồ định vị

B Nhóm các phương pháp định vị theo đường

4.2.3 Phương pháp ký hiệu theo đường

4.2.11 Sự phối hợp các phương pháp biểu hiện bản đồ

5.1 Khái quát tổng quát hoá bản đồ

5.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến tổng quát hoá bản đồ

5.3 Các phương pháp tổng quát hoá bản đồ

5.3.1 Tổng quát hoá không gian

5.3.2.Tổng quát hoá nội dung

5.4 Ảnh hưởng của tổng quát hoá đến lựa chọn các phương pháp biểu hiện bản đồ

6.1 Phân loại bản đồ và nguyên tắc phân loại

6.1.1 Khái niệm về phân loại bản đồ

6.1.2 Nguyên tắc phân loại

6.2 Các hệ thống phân loại bản đồ địa lý

6.2.1 Phân loại theo lãnh thổ

6.2.2 Phân loại theo tỷ lệ

6.2.3 Phân loại theo mục đích

6.2.4 Phân loại theo chủ đề

6.3 Các kiểu bản đồ địa lý

7.1 Thành lập bản đồ địa lý

7.1.1 Những nội dung của quá trình thiết kế, biên tập bản đồ

7.1.2 Quy trình kỹ thuật biên tạp, biên vẽ bản đồ

1 Phân tích các yếu tố hình thành bản đồ địa lí

2.Nhận dạng và phân tích một số lưới chiếu ở các bản đồ thế giới và Việt Nam

3 Đo tính khoảng cách trên bản đồ dựa vào tỷ lệ bản đồ

4 Bài tập danh pháp, ghép mảnh theo hệ phân mảnh hình thang

5.Phân tích các phương pháp biểu hiện bản đồ trên các bản đồ khác nhau 6.Tập thể hiện các đối tượng địa lý trên bản đồ theo các phương pháp biểu hiện

7 Phân tích sự tổng quát hoá trên các bản đồ có tỷ lệ khác nhau

8 Viết kế hoạch biên tập một bản đồ cụ thể

CHƯƠNG 1: BẢN ĐỒ HỌC 1.1 ĐỊNH NGHĨA

Định nghĩa chặt chẽ và hoàn chỉnh do Giáo sư K.A Salishev đưa ra, được

nhiều người thừa nhận: “Bản đồ học là khoa học về sự nghiên cứu và phản ánh sự phân bố không gian, sự phối hợp và sự liên kết lẫn nhau của các hiện tượng tự nhiên

và xã hội (cả những biến đổi của chúng theo thời gian) bằng các mô hình kí hiệu hình tượng đặc biệt - sự biểu hiện bản đồ”

- Năm 1995, tại Bacxêlôna - Tây Ban Nha, đại hội lần thứ 10 Hội Bản đồ thế

giới đã đưa ra định nghĩa: "Bản đồ học là ngành khoa học giải quyết những vấn đề lí luận, sản xuất, phổ biến và nghiên cứu về bản đồ" Với định nghĩa này, vai trò và chức

năng của Bản đồ học được phản ánh rõ ràng và mở rộng hơn

- Phân biệt khái niệm:

+ “Bản đồ học” và “Bản đồ” không phải là đồng nhất

+ Bản đồ học là một môn khoa học trong đó có hệ thống kiến thức lí luận được tạo

ra với sự tham gia của các nhà khoa học thuộc các lĩnh vực khác nhau, là các tác phẩm khoa học

+ Bản đồ là sự hiện diện điều kiện rất cần thiết cho sự tồn tại và phát triển của Bản

đồ học Định nghĩa chặt chẽ và hoàn chỉnh do Giáo sư K.A Salishev đưa ra, được nhiều người thừa nhận:

1.2 ĐỐI TƯỢNG, NHIỆM VỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA BẢN

ĐỒ HỌC

- Đối tượng

+ Bản đồ học có đối tượng nhận thức là không gian cụ thể của các đối tượng địa lí và

sự biến đổi của chúng theo thời gian

+ Bản đồ học là khoa học về các bản đồ địa lí Bản đồ địa lí là đối tượng nhận thức của khoa học bản đồ

- Nhiệm vụ

+ Chức năng của Bản đồ là phương tiện truyền tin bằng đồ hoạ, vai trò chủ yếu của

nó là giao lưu (D.Morisơn, Arth Rolimson, L Ratajski, M.K Botrarov)

+ R Jolliffe - nhà bản đồ học Australia với góc độ thông tin lại cho rằng Bản đồ là phương tiện ghi nhận, truyền tin và phổ biến thông tin không gian

+ Nhiệm vụ của Bản đồ học là nghiên cứu cấu trúc không gian, phản ánh các qui luật của hệ thống không gian địa lí các hiện tượng và đối tượng tự nhiên, kinh tế - xã hội xét về mặt phân bố, mối tương quan và quá trình phát triển

+Bản đồ là sản phẩm khoa học của Bản đồ học để phản ánh những kết quả nghiên cứu của khoa học địa lí Bản đồ tạo ra những tri thức mới về thiên nhiên và xã hội

- Phương pháp nghiên cứu:

+ Bản đồ học có phương pháp nghiên cứu riêng - "Phương pháp bản đồ" + Phương pháp bản đồ là phương pháp nhận thức của khoa học bản đồ + Phương pháp bản đồ nghiên cứu phương pháp luận bản đồ + Nghiên cứu phương pháp thành lập và sử dụng bản đồ

Tóm lại, Bản đồ học có đối tượng nhận thức là không gian cụ thể của các đối tượng, hiện tượng thực tế khách quan Đối tượng của Bản đồ học là các sản phẩm bản

đồ Nhiệm vụ của Bản đồ học là nghiên cứu cấu trúc không gian, các qui luật phân bố

và quá trình phát triển của các đối tượng, hiện tượng địa lí, và phản ánh lên bản đồ bằng những phương pháp và ngôn ngữ đặc biệt

1.3 NHỮNG BỘ MÔN CƠ BẢN CỦA KHOA HỌC BẢN ĐỒ

 Ngành Bản đồ học lí thuyết: Nghiên cứu cơ sở lí luận chung, phương pháp luận

bản đồ, lịch sử phát triển, ngôn ngữ và sự tổng quát hoá bản đồ, đặc điểm, tính chất và nội dung các thể loại bản đồ, những nguyên tắc và phương pháp thành lập bản đồ, sử dụng bản đồ

 Ngành Toán bản đồ: Nghiên cứu lí luận và vận dụng các thuật toán chuyển bề

mặt elípsoid Trái đất sang mặt phẳng bản đồ, lí thuyết sai số, đặc điểm các dạng lưới chiếu, sự lựa chọn và sử dụng các phép chiếu, cũng như những yếu tố thuộc các cơ sở toán học khác

 Ngành Đồ bản: Nghiên cứu các phương pháp, kĩ thuật thể hiện, lí luận thiết kế

các kí hiệu, các nguyên tắc trình bày bản đồ, ứng dụng các phương tiện, công nghệ xây dựng và sản xuất bản đồ v.v

Sự phân chia thành các ngành như trên chỉ có ý nghĩa tương đối xét trên góc độ khoa học Trên thực tiễn, chúng có mối quan hệ với nhau rất chặt chẽ Bản đồ học lí thuyết không thể tách rời toán bản đồ và kĩ thuật bản đồ (đồ bản) Lí thuyết bản đồ là

cơ sở khoa học của sự phát triển ngành đồ bản Toán bản đồ và ngành đồ bản tạo nên

sự phát triển và hoàn thiện của lí thuyết bản đồ

1.4 MỐI QUAN HỆ GIỮA BẢN ĐỒ HỌC VỚI CÁC BỘ MÔN KHOA HỌC VÀ NGHỆ THUẬT

Bản đồ học có quan hệ chặt chẽ với nhiều môn khoa học - kĩ thuật và nghệ thuật Bản đồ học đã có quan hệ chặt chẽ với Toán học, Trắc địa học, Địa lí học, Thiên

văn học và Nghệ thuật, với nhiều ngành kĩ thuật liên quan như kĩ thuật sản xuất giấy, kĩ thuật in, với nhiều lĩnh vực khoa học - kĩ thuật mới ra đời như Lí thuyết thông tin, Lí thuyết hệ thống, GIS, Geomatics, Điện tử - tin học, Tự động hoá v.v, Bản đồ học như được chắp thêm đôi cánh nhờ ứng dụng những thành tựu khoa học - kĩ thuật mới

đó Bản đồ học không thể giải quyết đúng đắn các vấn đề phương pháp luận của mình

mà không dựa vào các cơ sở triết học, vào lí luận nhận thức biện chứng để nghiên cứu

và nhận thức đúng đắn thực tế khách quan, để xây dựng lí luận về tổng quát hóa bản

đồ, về ngôn ngữ bản đồ và phương pháp nhận thức bản đồ

- Bản đồ học – Nghệ thuật: Bản đồ không phải là một tác phẩm nghệ thuật đơn thuần mà là một tác phẩm khoa học mang tính nghệ thuật cao Các tác phẩm bản đồ phải đảm bảo tính mĩ thuật Từ phương pháp biểu hiện đến sự thể hiện và phối hợp các đường nét , màu sắc, hình vẽ, chữ viết, trình bày bố cục bản đồ đều phải đảm bảo tính

mĩ thuật Chính vì thế, trong Bản đồ học đã xuất hiện bộ môn trình bày bản đồ nhằm nghiên cứu các phương pháp và phương tiện trình bày bản đồ

- Bản đồ học – Toán học:

+ Eratosphen đã ứng dụng toán học để đo và tính toán kích thước Trái Đất + Grippor đã dùng Toán học và Thiên văn học để xác định toạ độ địa lí các điểm trên mặt đất và vẽ các đường kinh tuyến, vĩ tuyến + Cở sở lí luận chuyển mặt elipxoit Trái Đất sang mặt phẳng và xây dựng các phép chiếu bản đồ đều do các nhà toán học, như K.Ptôlêmê, Mercator, Larange,

+ Ngày nay, khoa học bản đồ phát triển nhanh và ngày càng hoàn thiện nhờ sự ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác nhau của toán học như Toán thống kê, Lí thuyết thông tin, hình học phẳng, đại số quan hệ, v.v…

+ Toán học là cơ sở tồn tại và phát triển của Bản đồ học và Bản đồ học là một trong những mảnh đất tạo điều kiện cho một số ngành toán học ứng dụng ra đời và phát triển

-Bản đồ học - Địa hình học:

+ Địa hình học nghiên cứu chi tiết bề mặt Trái Đất về mặt hình thái, nghiên cứu các phương pháp đo tính và biểu thị bề măt đó lên mặt phẳng ở dạng biểu đồ khối hoặc bản đồ địa hình

+ Môn Địa hình học sử dụng các phương pháp và phương tiện đo đạc, tính toán

và định vị không gian của Trắc địa học và sử dụng các phép chiếu bản đồ, các nguyên tắc và phương pháp tổng quát hoá, hệ thống ngôn ngữ (kí hiệu) và các phương pháp biểu hiện của Bản đồ học

+ Địa hình học là môn nằm giữa Bản đồ học và Trắc địa học

- Bản đồ học – Tin học: Các kĩ thuật đo đạc và thu thập, xử lí, quản lí và hiển thị thông tin Trái Đất được ứng dụng tin học ở mức cao và được diễn đạt bởi các thuật ngữ

"Geomatics" và "Geoformatics", là lĩnh vực có mối quan hệ hết sức gắn bó với Bản đồ học hiện đại

+ Đến lượt mình, Bản đồ học cung cấp cho các nhà Địa lí một phương tiện nghiên cứu đặc biệt - Bản đồ địa lí và phương pháp nghiên cứu đặc thù - Phương pháp

+ Nhà địa lí học nổi tiếng Xtrabôn (63TCN- 21SCN) đã nói: “Bản đồ dựa trên kết quả đo đạc Đó là điều chủ yếu đối với các nhà địa lí, cần phải làm cho anh ta tin

+ K.Ptôlêmê, (90- 168) nhà Địa lí học, Thiên văn học Cổ đại, trong tác phẩm

gồm 8 tập Địa lí học đã viết: “Địa lí học là sự thể hiện khoảng cách của tất cả các phần đã biết của Trái Đất trong mối quan hệ của nó Nó cho chúng ta khả năng nhằm bao quát cả Trái Đất trong một bức tranh cũng như chúng ta có thể bao quát trực tiếp tất cả bầu trời sao quay trên đầu chúng ta”

+ Nhà địa lí sử dụng bản đồ như một phương tiện để nhận thức khoa học và

hoạt động thực tế, dùng ngôn ngữ bản đồ và phương pháp bản đồ để nghiên cứu và thể hiện các kết quả nghiên cứu Chính vì thế, ngôn ngữ bản đồ đã trở thành ngôn ngữ thứ hai của khoa học địa lí

+ Các nhà bản đồ không những có kiến thức và kĩ năng bản đồ tốt mà còn phải có những kiến thức địa lí rộng và sâu ở mức cần thiết

+ Thành lập bản đồ cần có sự tham gia của các nhà chuyên môn thuộc nhiều lĩnh vực khoa học khác nhau như Bản đồ học, Trắc địa học, Địa lí học, Mĩ thuật, Kĩ thuật, Thông tin, Kĩ thuật in, v.v

1.5 Lịch sử phát triển Bản đồ học

1.5.1 BẢN ĐỒ HỌC THỜI CỔ ĐẠI

- Những người Tahiti trên các đảo Thái bình dương, những người Exkimô vùng Bắc cực và những người du mục ở các sa mạc Trung Á, đã vẽ những bản đồ phức tạp, với phạm vi lãnh thổ rộng lớn

- Một trong những bản đồ thế giới được xếp vào loại cổ nhất khoảng 2.500 năm trước Công nguyên là bản vẽ trên tấm đất sét được tìm thấy khi khai quật thành phố Gasur (Phía bắc Babylon)

- Bản đồ các mỏ khai thác vàng ở Ai Cập từ 1.400 năm trước công nguyên đã được tìm thấy ở Ai Cập, trên đó thể hiện rõ những núi quặng, những hố khai thác, đường giao thông

- Những biểu hiện bản đồ cổ nhất còn tìm thấy trên các vật liệu khác như một bình bằng bạc chạm các sông chảy từ dãy Capcadơ ra biển đã đào được trong ngôi mộ

cổ ở Maikôp (Miền Cuban) và chín đỉnh cổ của Trung Quốc từ thời Hạ Vũ có khắc bản

đồ

- Những bản đồ đạc điền đầu tiên đã được những người Ai Cập cổ đại thể hiện là

ở vùng thung lũng sông Nin - nơi bị ngập lụt hàng năm

- Nhà bác học cổ đại Eratosphen đã ứng dụng vào đo đạc khoảng cách giữa Alecxandri (tức Ixcandaria ngày nay) và Xyen (tức Axuan ngày nay) để tính ra chiều dài của một độ kinh tuyến

- Đế quốc La Mã phát triển mạng lưới đường sá nhằm cai quản đất đai và thu tô,

do đó bản đồ đường sá được ra đời, trong đó có tấm bản đồ đường sá dài 6,32m, rộng 0,33m Bản đồ chưa có lưới chiếu, không có kinh, vĩ tuyến nhưng rất có giá trị về quân

sự và hành chính, được xem là tấm bản đồ “vĩ đại” nhất của thời Cổ đại

- Người có ý niệm đầu tiên biểu hiện toàn bộ thế giới Cổ đại là Aximan (610-

546 TCN), sau đó là Eratosphen (271- 195 TCN) và Xtrabôn (63 TCN – 21 SCN) Trong 17 cuốn sách viết về Địa lí học, Xtrabôn đã dành nhiều phần nói về bản đồ Ông

đã xây dựng phép chiếu hình trụ giữ đều khoảng cách và đưa ra cách thể hiện các đối tượng địa lí (Ngôn ngữ bản đồ)

- Người có công lớn nhất phát triển môn bản đồ cổ đại phải kể đến là K.Ptôlêmê (87- 150) - nhà thiên văn học nổi tiếng Tám tập “Địa lí học” của K.Ptôlêmê được coi

là tác phẩm nổi tiếng nhất thời kì này (được dịch ra tiếng La tinh và in vào năm 1472) Trong tác phẩm, có nhiều trang viết về Bản đồ học Đặc biệt K.Ptôlêmê đã lập 27 bản

đồ thế giới, trong đó châu Âu, châu Á, châu Phi có hình dạng bờ biển tương đối chính xác, nhất là vùng Địa Trung Hải và Tây Nam Á

Các bản đồ thế giới của K.Ptôlêmê đã đưa ra một số đường kinh vĩ tuyến và cho rằng sự biểu hiện mặt cầu Trái Đất sang mặt phẳng bản đồ không thể không có biến dạng Những khái niệm đó đến nay vẫn còn nguyên giá trị

- Vào thế kỉ thứ III, nhà bác học Trung Quốc Bùi Tú (234 - 271) đã thành lập bản đồ lãnh thổ Trung Quốc và đề ra 6 nguyên tắc đo vẽ bản đồ là Phân xuất (Tỷ lệ); Chuẩn vọng (phương hướng); Đạo lí (khoảng cách); Cao hạ ( cao thấp); Phương tà (góc độ) và Vu trực (cong thẳng) Những nguyên tắc này có ý nghĩa thực tiễn rất lớn, đặc biệt đối với việc đo vẽ các bình đồ Cùng thời gian này Trung Quốc làm ra giấy viết (năm 105), đã góp phần đáng kể vào sự phát triển của Bản đồ học

1.5.2 BẢN ĐỒ HỌC THỜI TRUNG CỔ VÀ THỜI KỲ PHỤC HƯNG

- Thời Trung cổ với sự thống trị của Nhà thờ, những tiến bộ khoa học của nền văn hoá Cổ đại bị huỷ hoại và lãng quên, thế giới quan tôn giáo ngự trị, tất cả chỉ tin vào “Điều khám phá của Nhà thờ” Bản đồ được biểu hiện ở giữa là Jeruzalem, phía trên là Thiên đường

- Cuối thế kỉ XIII, Trung Quốc phát minh ra địa bàn, đã mở ra bước phát triển mới cho các phát kiến địa lí và sự phát triển của Bản đồ học Phát minh này đã tạo điều kiện cho ngành hàng hải phát triển Nhiều bản đồ thể hiện các đường bờ biển ra đời Những bản đồ này được gọi là “Portulan” (bản đồ địa bàn, bản đồ biển) Đặc điểm của bản đồ này là trên bản đồ có các tâm được xem như các “bông hồng” Từ các bông hồng toả ra 16 tia có ghi hướng

Trên các bản đồ này dần dần được bổ sung lưới kinh vĩ tuyến, tỉ lệ tuyến tính Bản đồ địa bàn phát triển chủ yếu ở Italia, vùng bờ biển Địa Trung hải, trung tâm buôn bán thời bấy giờ Bản đồ địa bàn thịnh hành đến thế kỉ XVII, XVIII, được xem là tiền

thân của bản đồ hàng hải và là bước quá độ chuyển từ Bản đồ học thời Cổ đại sang Bản

đồ học thời Phục hưng

- Thế kỉ XV, XVI, các cuộc thám hiểm lớn của các nhà địa lí như Cristôp Côlông (1492 - 1504 - tìm ra châu Mĩ), Vaxcô đơ Gama (1497 - 1499 - phát hiện thêm các chi tiết vùng bờ biển Nam Phi trên đường sang Ấn Độ); Majenlăng (1519 - 1522 - thám hiểm vòng quanh thế giới) đã cho nhiều hiểu biết để vẽ bản đồ các châu lục và thế giới

- Cùng với những phát kiến mới, sự tiến bộ của các ngành khoa học liên quan như Thiên văn học, Toán học, Vật lí học, Địa lí học và các ngành kĩ thuật, đặc biệt là

sự phát minh ra ngành In (1456) đã tạo ra sự phát triển mạnh mẽ của Bản đồ học Cũng trong thế kỉ XV, Italia đã xây dựng bản đồ châu Phi bằng những kí hiệu qui ước thay cho những dấu hiệu hình tượng phức tạp trước đây trên các bản đồ, đã tạo nên sự biến đổi về chất trong sự biểu hiện bản đồ

- Người có công lớn nhất đối với Bản đồ học thời kì này phải kể đến nhà bản đồ học người Hà Lan G.Mercator (thế kỉ XVI) Những công trình lớn của G Mercator là bản đồ châu Âu, chữa những chỗ sai trên bản đồ của Ptôlêmê (Địa Trung Hải), cải tiến

hệ thống chữ viết, đưa kiểu chữ in nghiêng vào bản đồ thay thế kiểu chữ Gô tích Hai công trình nổi tiếng nhất của G.Mercator là đưa toán học vào Bản đồ học, chuyển mạng lưới kinh, vĩ tuyến từ mặt hình cầu Quả đất sang mặt phẳng bản đồ và thành lập tập bản

đồ (Atlat) Tiêu biểu cho những công trình này là bản đồ hàng hải thế giới (1569), vẽ theo phép chiếu hình trụ thẳng đồng góc, đảm bảo vẽ các đường tà hành là đường thẳng Và tuyển tập bản đồ với tên “Atlat” (tên của nhà vua huyền thoại xứ Libi) gồm

107 bản đồ được xuất bản đầy đủ năm 1602 G.Mercato được coi như người sáng lập ra ngành Bản đồ học hiện đại

1.5.3 BẢN ĐỒ HỌC NGÀY NAY

- Từ cuối thế kỉ XVII nền kinh tế và khoa học kĩ thuật trên thế giới bước vào thời kỳ phát triển mới Nhiều Viện Hàn lâm khoa học đã được thành lập ở các nước: Pháp (Paris 1666), Đức (Berlin 1700) Nga (Pêterburg - 1724) Sự thành lập các bản đồ

đã trở thành nhu cầu khoa học, kinh tế, quân sự của nhiều quốc gia Phạm vi biểu hiện của bản đồ không chỉ còn giới hạn quanh các tuyến đường thám hiểm và các bờ biển

mà ngày càng mở rộng vào sâu trong các lục địa, với những địa hình phức tạp

- Một số nước châu Âu đã thành lập các Cơ quan bản đồ nhà nước như ở Anh (1791), Pháp (1817) và từ đó xuất hiện các loại bản đồ “Tôpô” với sự bắt đầu bằng việc xây dựng hệ thống Tam giác nhà nước, làm cơ sở khống chế toạ độ thống nhất quốc gia, như ở Nauy (1779- 1882 ), Thuỵ Điển (1805 - 1919), Phần Lan (1830- 1913) v.v… Một số nước đã thành lập bộ bản đồ tỉ lệ lớn toàn quốc như Nhật Bản (1:50.000), Pháp (1:80.000), Nauy (1:100.000)v.v Đến cuối thế kỉ XIX, hầu hết các lãnh thổ châu Âu,

phần lớn châu Mĩ và một phần châu Á, châu Phi đã được vẽ lên bản đồ và nhiều nước

đã in ấn trọn bộ các bản đồ địa hình quân sự tỉ lệ lớn

- Thế kỉ XVIII là thế kỉ xuất hiện nhiều công trình toán bản đồ của các nhà toán học, bản đồ học như Bonn, J.Lambert (1728- 1777), K.Wollweide (1774- 1825) , Fr.Gauss (1775- 1855) … đã góp phần nâng cao tính chính xác toán học của bản đồ

- Từ cuối thế kỉ XIX và nửa đầu thế kỉ XX khi các ngành khoa học như Toán học, Thiên văn học, Vật lí học phát triển đến trình độ cao đã tạo cho khoa học Bản đồ phát triển mạnh mẽ Đặc biệt với sự phát triển của các ngành khoa học nghiên cứu Trái Đất như Địa chất học, Khí hậu học, Địa mạo học đã đặt ra cho khoa học Bản đồ những nhiệm vụ mới, nội dung biểu hiện bản đồ không chỉ giới hạn những đối tượng phân bố trên mặt đất mà còn những đối tượng nằm sâu trong lòng đất và cả các hành tinh khác

- Ngày nay, nhờ những thành tựu của khoa học kĩ thuật mới (chụp ảnh máy bay, ảnh vệ tinh, các máy chụp nhiều màu, máy tính, công nghệ tin học, v.v…) công việc đo

vẽ, biên tâp, vẽ và sản xuất bản đồ, atlat được thuận lợi, nhanh chóng Do đó các sản phẩm bản đồ ngày càng phong phú và đa dạng cả về nội dung và hình thức

1.6 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN NGHÀNH ĐO VẼ BẢN ĐỒ Ở VIỆT NAM

- Sự đo vẽ bản đồ đã được ông cha ta tiến hành từ những năm đầu công nguyên nhằm bảo vệ toàn vẹn lãnh thổ của Tổ quốc Năm 43 sau công nguyên, đã đo đạc và dựng các mốc đồng dọc biên giới và năm 724 đo vẽ bản đồ để đắp cao hệ thống đê phòng thủ Đại La Tác phẩm bản đồ tiêu biểu và có giá trị khoa học nhất còn để lại đến nay là “Tập bản đồ Hồng Đức” được thành lập ở triều vua Lê Thánh Tông (1460- 1497) Các bản đồ này đã thể hiện hình dạng nước ta công bố chủ quyền hai quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa

- Về cơ sở lí luận, thế kỉ XVII, nhà bác học Lê Quý Đôn (1726- 1783) trong pho sách

“Kho hiểu biết quý giá” gồm 9 tập đã dành 1 tập viết về Bản đồ học cùng với 2 tập khác viết về Vũ trụ học và Địa lí học

- Từ giữa thế kỉ XVII, các nước châu Âu mở rộng sự truyền giáo và xâm chiếm thuộc địa, nhiều nhà truyền giáo và nhà quân sự đã đến vẽ bản đồ nước ta

- Năm 1650 nhà truyền giáo Alexandre đơ Rhodex đã lập bản đồ "Vương quốc

An Nam" và cùng thời gian này (1666) nhà hàng hải Pieter Goos lập bản đồ bờ biển vùng bờ biển nước ta Cuối thế kỉ XVII để chuẩn bị cho sự xâm chiếm thuộc địa , nhiều sĩ quan Pháp đã đến quan sát và lập bản đồ bờ biển nước ta như bản đồ Hàng hải Nam Kỳ (1818), bản đồ Địa lí An Nam (1838)

- 1872 – 1873: Đo đạc và lập các bản đồ tỉ lệ lớn như Bộ bản đồ Nam Kì, tỉ lệ 1: 125.000, gồm 20 mảnh của thuyền trưởng Bigrel Những năm 1874-1875, lập mạng lưới tam giác Bắc Bộ với đường đáy qua Đồ Sơn và năm 1881 xuất bản bản đồ toàn Đông Dương của Dutreull Rhin với các địa danh được Pháp hoá

- 1886-1895: Thành lập Cơ quan chuyên trách: “Văn phòng đo đạc Ban tham mưu quân đội viễn chinh Đông dương”, Xây dựng được "Hệ thống khoá tam giác" - cơ

sở khống chế đo vẽ chi tiết địa hình và thành lập hệ thống bản đồ địa hình với các tỉ lệ: 1/100.000 và 1/200.000 đối với Bắc Kỳ, Trung Kỳ, Nam Kỳ: bản đồ 1/100.000 toàn Đông Dương, bản đồ 1/25000 và 1/50.000 các vùng đồng bằng và vùng mỏ, 1/10.000

và 1/5000 các thành phố và thị xã

- Sau cách mạng Tháng Tám, nước ta đã thành lập "Phòng bản đồ Bộ tổng tham mưu quân đội nhân dân Việt Nam"

- Ngày 14/12/1959 Nhà nước đã thành lập “Cục Đo đạc và Bản đồ " trực thuộc Phủ Thủ tướng Trải qua nhiều thay đổi tổ chức như: "Cục đo đạc và Bản đồ Nhà nước" "Tổng cục Địa chính", nay (theo Nghị Định 19 - 2002/CP ngày 11/11/2002) là

"Cục đo đạc và Bản đồ" trực thuộc Bộ Tài nguyên - Môi trường Ngành Đo đạc và Bản

đồ nước ta khi mới ra đời đã xác lập lại mạng lưới tam giác khống chế Miền Bắc và chỉnh lí hệ thống bản đồ địa hình Sau khi thống nhất đất nước, tiếp tục xác lập mạng

lưới khống chế Miền Nam Đến nay nước ta đã hoàn chỉnh hệ thống mạng lưới tam giác khống chế toàn quốc từ cấp I đến cấp IV lập lưới tọa độ quốc gia Việt Nam 2002

và hệ thống bản đồ địa hình, làm cơ sở thành lập các bản đồ khác

- Ngoài Cục Đo đạc và Bản đồ nhà nước, nhiều Bộ, Ngành như Tổng cục Địa chất, Bộ Nông nghiệp , Bộ Lâm nghiệp, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã lập các cơ quan bản đồ ngành để thành lập các bản đồ chuyên ngành Những bản đồ chuyên đề đầu tiên như bản đồ Địa chất Miền Bắc Việt Nam, bản đồ Thổ nhưỡng Miền Bắc Việt Nam, bản

đồ Dân số Miền Bắc Việt Nam, tỉ lệ 1/5000000 Ngày nay tất cả các ngành khoa học có liên quan đến bản đồ và nhiều ngành kinh tế - xã hội đã xây dựng các bản đồ chuyên đề phục vụ nghiên cứu và sản xuất Nhiều ngành, nhiều tỉnh đã xuất bản tập bản đồ

- Công trình bản đồ đồ sộ nhất, tiêu biểu cho sự phát triển của khoa học Bản đồ nước ta là tập "Atlat Quốc gia Nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam", xuất bản năm 1996

- Sự đào tạo cán bộ chuyên ngành Đo đạc - Bản đồ được mở rộng, các trường Đại học Mỏ - Địa chất , Đại học Sư phạm, Đại học Khoa học Tự nhiên đã có các Khoa,

Bộ môn bản đồ Đặc biệt là Bản đồ học và các ngành khoa học có liên quan đã nhanh chóng ứng dụng công nghệ hiện đại vào việc thành lập và sử dụng bản đồ phục vụ phát triển kinh tế - xã hội

CHƯƠNG 2: BẢN ĐỒ ĐỊA LÍ

2.1 ĐỊNH NGHĨA VÀ NHỮNG TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA BẢN ĐỒ ĐỊA LÍ

-Từ lâu bản đồ địa lí đã được định nghĩa: "Bản đồ là hình vẽ thu nhỏ trên giấy, tương đối chính xác về một khu vực hay toàn bộ bề mặt Trái Đất"

-Phân tích:

+ Thứ nhất, định nghĩa như vậy xác thực với mọi bản vẽ về bề mặt Trái Đất,

như bức tranh phong cảnh biểu hiện địa phương bằng các phương pháp và phương tiện của nghệ thuật tạo hình, hoặc một bức ảnh chụp địa phương

+ Thứ hai, nó chỉ giới hạn ở sự biểu hiện bề mặt Trái Đất, trong khi đó những bản đồ hiện nay có khả năng biểu hiện nhiều đối tượng, hiện tượng tự nhiên, kinh tế -

xã hội không chỉ nhìn thấy như núi, sông, rừng, biển mà còn cả những hiện tượng không nhìn thấy như nhiệt độ, áp xuất không khí, các mối quan hệ giữa các hiện tượng

và những hiện tượng không cảm thấy như từ trường Trái Đất Không chỉ biểu hiện những đối tượng, hiện tượng phân bố trên bề mặt đất mà cả những đối tượng nằm sâu trong lớp vỏ Trái Đất (cấu tạo địa chất - khoảng sản), trong lớp khí quyển và cả những biến đổi của chúng theo thời gian Phương pháp biểu hiện bản đồ cũng không giống với các phương pháp biểu hiện các tranh ảnh địa lí

+K A Xalishev:

“Bản đồ địa lí là những biểu hiện thu nhỏ, được qui dịnh về mặt toán học, có tính chất hình ảnh - kí hiệu và được khái quát hoá bề mặt Trái Đất lên trên mặt phẳng Những biểu hiện này trình bày sự phân bố, tình trạng và các mối liên hệ của những hiện tượng tự nhiên và xã hội khác nhau, cả những biến đổi của chúng theo thời gian,

đã được lựa chọn và nêu đặc trưng phù hợp với mục đích của từng bản đồ cụ thể ”

2.1.1 Bản đồ được thành lập trên cơ sở toán học

Để chuyển được bề mặt tự nhiên của Trái Đất sang mặt phẳng bản đồ, phải thực hiện:

+Thứ nhất, chiếu bề mặt Trái Đất vốn có địa hình rất phức tạp và những đối tượng cần hoạ đồ rất đa dạng lên bề mặt elípxoit Trái Đất

+Thứ hai, thu nhỏ kích thước elipxoit Trái Đất và biểu hiện bề mặt elipxoit đó lên mặt phẳng

+ Để làm điều này phải sử dụng phương pháp toán học, gọi là phép “Chiếu hình bản đồ” Phép chiếu hình bản đồ qui định sự phụ thuộc hàm số nhất định giữa toạ độ của những điểm trên bề mặt elipxoit Trái đất và toạ độ của những điểm tương ứng trên mặt phẳng bản đồ Nhờ đó bản đồ bảo đảm được tính đồng dạng và sự tương ứng không gian của các đối tượng được biểu hiện

2.1.2 Bản đồ sử dụng ngôn ngữ đặc biệt

-Sự biểu hiện bản đồ sử dụng ngôn ngữ đặc biệt - hệ thống kí hiệu đặc thù Các

kí hiệu bản đồ đã biểu hiện được các đối tượng, hiện tượng khác nhau trên bản đồ Sự biểu hiện bằng hệ thống kí hiệu đã làm cho bản đồ khác với những biểu hiện của bức ảnh hàng không và tranh phong cảnh cùng một địa phương

-Bản đồ với các kí hiệu, ấn tượng ban đầu có thể cho cảm giác xa lạ, không trực quan như những bức ảnh, bức tranh, nhưng thực tế, sự biểu hiện bằng kí hiệu đã tạo cho bản đồ có những ưu thế mà không một bức ảnh, bức tranh địa phương nào có thể

có được

Sự sử dụng các kí hiệu bản đồ cho phép :

 Một bản đồ có thể thể hiện bao quát được cả một không gian rộng lớn, trên đó vẫn thể hiện và làm nổi bật được những đối tượng, những đặc trưng của địa phương dù những đối tượng đó có kích thước nhỏ bé như thế nào Với một bức ảnh hàng không, điều đó hoàn toàn không thể có được, chúng sẽ bị biến mất khi thu nhỏ theo cùng một tỉ lệ Kí hiệu cho phép trình bày địa hình mặt đất trên mặt phẳng mà không làm mất đi những đặc điểm lồi lõm, có thể nhận biết và tính toán được độ cao thấp của địa hình (bằng các đường bình độ)

 Kí hiệu không chỉ phản ánh dáng vẻ bên ngoài của các đối tượng, hiện tượng ở trên bản đồ, mà còn đưa ra được những đặc tính bản chất bên trong của các đối tượng, những biến đổi của chúng theo không gian và thời gian, đưa ra được nhiều mặt của đối tượng Ví dụ một bức ảnh hàng không chụp địa phương, cho

ta thấy rất rõ các điểm quần cư nhưng không thể đưa ra được những đặc điểm dân cư ở những điểm quần cư đó như số dân, mật độ dân số, kết cấu dân số, v.v… Với bản đồ, bằng kí hiệu, điều này hoàn toàn có thể biểu hiện được

 Có khả năng thể hiện được sự phân bố và các đặc điểm của cả những hiện tượng

mà giác quan ta không tri giác được (ví dụ: sự phân bố từ trường, sự dị thường trọng lực, v.v…) và làm hiện lên rõ ràng những mối quan hệ giữa các sự vật (lượng mưa với chế độ nước sông, nguồn nguyên liệu với các xí nghiệp chế biến, v.v…)

 Cho phép chọn lọc, lược bỏ những khía cạnh, những bộ phận riêng lẻ, ít giá trị của sự vật, khái quát thành những dấu hiệu chung có tính bản chất, đặc trưng cơ bản của đối tượng, tức là sự trừu tượng hoá (ví dụ dựa vào dân số và ý nghĩa hành chính, đưa ra đặc trưng của các điểm dân cư, bỏ qua được sự truyền đạt qui hoạch đơn thuần của các điểm quần cư)

2.1.3 Bản đồ có sự tổng quát hoá

- Bản đồ không thể thể hiện tất cả các đối tượng, hiện tượng địa lí có ở địa phương, vì bản đồ là sự biểu hiện thu nhỏ, tỉ lệ càng nhỏ, mức độ thu nhỏ càng lớn Mặt khác, mỗi bản đồ được thành lập đều nhằm phục vụ một mục đích và chủ đề nhất

ý thức, phải loại bỏ những đối tượng và những khía cạnh không cần thiết, chỉ giữ lại và nêu bật những đối tượng, hiện tượng với những nét đặc trưng chủ yếu, điển hình, quan trọng nhất trên cơ sở mục đích, chủ đề, tỉ lệ bản đồ và đặc điểm điạ phương Quá trình chọn lọc đó là sự “Tổng quát hoá bản đồ”

-Tổng quát hoá chỉ giữ lại và làm nổi bật những khía cạnh, những nét đặc trưng nhất của đối tượng, cho phép phân biệt được trên bản đồ những cái chủ yếu, cái thứ yếu, tìm thấy ở những đối tượng riêng lẻ những đặc tính chung, cho phép ta hiểu được những hình ảnh rõ ràng và sâu sắc của địa phương Tổng quát hoá, trừu tượng hoá bản

đồ để nhận thức, đem đến cho bản đồ một phẩm chất mới, làm cho những bản đồ với mục đích, chủ đề, tỉ lệ khác nhau có nội dung khác nhau

Gần đây, Đại hội lần thứ 10 Hội Bản đồ thế giới (Bacxêlôna, Tây Ban Nha) đã

đưa ra định nghĩa rộng hơn, phù hợp với tình hình hiện nay: "Bản đồ là hình ảnh của thực tế địa lí, được kí hiệu hóa, phản ánh các yếu tố hoặc các đặc điểm một cách có chọn lọc, kết quả từ sự nỗ lực sáng tạo trong lựa chọn của tác giả bản đồ và được thiết

kế để sử dụng chủ yếu liên quan đến các mối quan hệ không gian"

2.2 CÁC YẾU TỐ CẤU THÀNH BẢN ĐỒ ĐỊA LÍ

2.2.1 Yếu tố nội dung

- Nội dung bản đồ là lượng thông tin về các đối tượng, hiện tượng địa lí được biểu hiện trên bản đồ

- Trên từng nhóm bản đồ địa lí nội dung được thể hiện khác nhau Nhóm bản đồ đại cương, nội dung biểu hiện bề ngoài các đối tượng địa lí tự nhiên, kinh tế - xã hội có trên bề mặt đất nhưng ở mức độ chi tiết khác nhau do tỉ lệ bản đồ qui định Nhóm bản

đồ chuyên đề, nội dung biểu hiện bên trong một vài đối tượng có hoặc không có trên bản đồ địa lí chung, nhưng ở mức chi tiết và sâu hơn, chúng được phân ra thành phần chính, phụ

2.2.2 Cơ sở toán học

- Cơ sở toán học bao gồm lưới chiếu , tỉ lệ , bố cục bản đồ và mạng lưới điểm khống chế trắc địa

- Bản chất của phép chiếu hình bản đồ là biểu thị sự phụ thuộc giải tích giữa toạ

độ các điểm của mặt Elipxôit Trái Đất và sự biểu hiện trên mặt phẳng bản đồ Sự xây dựng các bản đồ phải bắt đầu từ việc thành lập hệ thống lưới toạ độ - mạng lưới kinh vĩ tuyến Mạng lưới kinh vĩ tuyến là cơ sở của tất cả các bản đồ, thuộc vào những thành phần bắt buộc của bản đồ địa lí

- Hệ thống điểm khống chế trắc địa đảm bảo cho sự xác định chính xác vị trí mạng lưới toạ độ địa lí và phân bố chính xác các yếu tố nội dung trong hệ tọa độ mặt phẳng quốc gia Mạng lưới khống chế trắc địa không thể thiếu trên các bản đồ địa lí chung

- Tỉ lệ bản đồ qui định kích thước chung của sự biểu hiện bản đồ Tỉ lệ còn tham gia vào xác định mức độ chi tiết của nội dung bản đồ và phương pháp biểu hiện bản đồ,

sự phân mảnh và lập danh số (số hiệu) các bản đồ trong hệ thống bản đồ nhiều tờ

- Bố cục bản đồ là sự xác định phạm vi của khu vực lập bản đồ và sự sắp xếp các phần nội dung của bản đồ, bao gồm khung bản đồ, sơ đồ bảng chắp mảnh, sơ đồ trình bày bên trong và ngoài khung bản đồ

2.3 VAI TRÒ VÀ Ý NGHĨA CỦA BẢN ĐỒ

- Bản đồ địa lí khác với bài viết địa lí Bản đồ địa lí cho ta khái niệm “Bề mặt” lãnh thổ (không gian hai chiều, ba chiều), còn bài viết địa lí cho ta sự mô tả địa lí về lãnh thổ đó

Vì vậy, trong nghiên cứu cũng như giảng dạy địa lí phải coi bản đồ và bài viết là hai "Kênh thông tin (hình và chữ)" bổ sung cho nhau Một bài viết địa lí có tính khoa học là bài viết được hướng vào bản đồ và một bản đồ có giá trị là phải dựa trên cơ sở địa lí, làm sáng tỏ những qui luật địa lí

-Trong thực tiễn, bản đồ địa lí được sử dụng một cách rộng rãi để giải quyết nhiều nhiệm vụ khác nhau, những nhiệm vụ gắn liền với sự khai thác, sử dụng lãnh thổ Sự thăm dò các khoáng sản có ích, điều tra tài nguyên rừng, đánh giá đất nông nghiệp, v.v… đều phải dựa trên cơ sở bản đồ Những công trình kĩ thuật như thiết kế, xây dựng các công trình thuỷ lợi, mạng lưới giao thông,v.v đều được vạch ra trên bản

đồ

-Trong một nền sản xuất phát triển có kế hoạch, công cuộc phát triển kinh tế gắn chặt với sự phân bố hợp lí lực lượng sản xuất, sử dụng khôn ngoan và có hiệu quả tài nguyên thiên nhiên, chống ô nhiễm môi trường, cải tạo tự nhiên Muốn vậy điều kiện đầu tiên và cơ bản là phải điều tra tổng hợp lãnh thổ, thu thập đầy đủ và có hệ thống các điều kiện tự nhiên - tài nguyên thiên nhiên, điều kiện kinh tế – xã hội, lực lượng sản xuất của lãnh thổ

-Thiếu bản đồ không thể giải quyết được những nhiệm vụ như phân bố lực lượng sản xuất, tổ chức lãnh thổ nền sản xuất xã hội, kế hoạch hoá sự phát triển tổng hợp nền sản xuất các miền, các vùng

-Với giao thông, du lịch và quốc phòng, bản đồ là phương tiện dẫn đường đáng

nhờ có bản đồ Bản đồ là “mắt thần” của các nhà quân sự, các cán bộ tham mưu Bản

đồ địa hình quân sự là cơ sở để thành lập các bản đồ chiến lược, chiến thuật, là phương tiện lãnh đạo, chỉ huy tác chiến, hành quân, bố trí lực lượng, hợp đồng binh chủng

-Bản đồ địa lí không thể thiếu trong nghiên cứu khoa học, nó là phương tiện nghiên cứu của các ngành khoa học về Trái Đất Bản đồ giúp các nhà khoa học tìm hiểu những qui luật phân bố của các đối tượng, sự lan truyền của các hiện tượng và những mối tương quan của chúng trong không gian, cho phép phát hiện những qui luật tồn tại và dự đoán con đường phát triển của chúng trong tương lai Bất cứ một sự nghiên cứu địa lí nào cũng phải bắt đầu từ bản đồ và kết thúc bằng bản đồ

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ TOÁN HỌC CỦA BẢN ĐỒ

3.1 TRÁI ĐẤT - HÌNH DẠNG VÀ KÍCH THƯỚC

3.1.1 TRÁI ĐẤT - HÌNH DẠNG VÀ KÍCH THƯỚC

- Năm 1873 nhà Vật lý học người Đức Lixtinh đã đưa ra khái niệm Geoid Mặt

Geoid là mặt nước biển trung bình yên tĩnh trải rộng xuyên qua các lục địa tạo thành một mặt cong khép kín

- Tại bất kỳ một điểm nào trên bề mặt này, đường pháp tuyến đi qua điểm đó

cũng trùng với phương của dây dọi

- Trong thực tiễn Trắc địa - Bản đồ, người ta lấy mặt Elipxôid quay có hình dạng và kích thước gần giống Geôid làm bề mặt toán học thay cho Geôid

- Elipxôid có khối lượng bằng khối lượng Geôid, tâm trùng với trọng tâm của Trái Đất, mặt phẳng xích đạo trùng với mặt phẳng xích đạo Trái Đất

- Có hai dạng Elipxôid được nghiên cứu và sử dụng là Elipxôid Trái Đất và Elipxôid Quy chiếu

+ Elipxôid xoay quanh mặt phẳng xích đạo, có tâm trùng với tâm của mặt phẳng xích đạo và tâm của Trái đất, biểu diễn chính xác tới mức tối đa bề mặt của Geoid ở tỉ lệ nhỏ gọi là Elipxôid Trái Đất

+ Elipxôid mà trên bề mặt của nó được thực hiện các tính toán về trắc địa thiên văn, địa hình… và có hình dạng gần với bề mặt Geoid hơn tại một vùng nào đó trên Trái Đất gọi là Elipxôid Quy chiếu

- Mỗi quốc gia lại sử dụng một Elipxôid Quy chiếu riêng Các Elipxôid này khác nhau về kích thước của các bán trục

- Cùng với sự xác định hình dạng, các nhà khoa học đã tiến hành đo kích thước Trái Đất, cụ thể là xác định bán trục lớn (a) và bán trục nhỏ (b) của Elipxôid Trái Đất trên cơ sở đo đạc Trắc địa, Thiên văn và Trọng lực Từ kích thước bán trục lớn và bán trục nhỏ đã đo được, tính độ dẹt (a) của Elipxôid

- Ở nước ta, từ năm 2000 trở về trước hình Elipxôid Trái Đất của Kraxovxki được lấy làm trị số chính thức trong đo đạc Từ năm 2000 trở lại đây, sau khi hệ qui chiếu VN 2000 được ban hành trên toàn quốc, các tính toán trắc địa của nước ta được thực hiện theo Elipxôid WGS 84, là Elipxôid được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay trên thế giới

- Do độ dẹt của Elipxôid Trái Đất rất nhỏ, chưa bằng một phần ba trăm, chỉ tương tương đương với 21,36km, nên đối với một số tính toán trong Bản đồ hoặc lập

mô hình Trái Đất (Quả cầu địa lí) có thể coi Trái Đất như một khối cầu, có đường kính gần trùng với trục quay Trái Đất Bán kính của khối cầu có diện tích bề mặt bằng bề mặt của Elipxôit Trái Đất theo FN Kraxovxki: R = 6371,116 km

3.1.2 NHỮNG ĐIỂM VÀ ĐƯỜNG CƠ BẢN TRÊN ELIPXÔIT TRÁI ĐẤT

a: bán kính trục lớn b: bán kính trục nhỏ

- Cực Trái Đất: Các giao điểm giữa bán trục nhỏ của Elipxôid với mặt của

Elipsoid gọi là các cực Bắc (PB) và Nam (PN)

- Kinh tuyến: Các giao tuyến của mặt Elipxôid với các mặt phẳng đi qua trục

quay là những Elipxôid bằng nhau và gọi là các vòng kinh tuyến Nửa vòng Elipxôid chứa hai cực gọi là kinh tuyến

- Vĩ tuyến: Các vòng tròn được tạo ra do các mặt phẳng vuông góc với trục nhỏ

đồng thời cắt Elipxôid gọi là các vĩ tuyến Vĩ tuyến lớn nhất nằm trên mặt phẳng đi qua tâm Elipxôid gọi là đường xích đạo Đường xích đạo là vòng tròn có bán kính bằng a

3.1.3 TỌA ĐỘ ĐỊA LÍ

- Toạ độ địa lí được xác định bằng kinh độ (λ) và vĩ độ (φ)

+ Kinh độ địa lí của một điểm là trị số góc nhị diện hợp bởi mặt phẳng chứa kinh tuyến gốc và mặt phẳng chứa kinh tuyến đi qua điểm đó Phân biệt:

+ Kinh độ Đông (k.đ Đông)

+ Kinh độ Tây (k.đ Tây)

+ Tỷ lệ chính của bản đồ phản ánh mức độ thu nhỏ độ dài trên bề mặt đất lên

bản đồ ở nơi không có sai số chiếu hình ( μo= 1)

+ Tỷ lệ riêng : Tỉ lệ bản đồ lớn hơn hoặc nhỏ hơn tỉ lệ chính, không phản ánh

chính xác mức độ thu nhỏ của bản đồ so với thực địa +Tỷ lệ đồng nhất ghi trên bản đồ địa hình tỉ lệ rất lớn

3.3.2 Sai số khi chiếu hình

- Khái niệm về sai số chiếu hình: Khi biểu diễn bề mặt vật lý của khối Elipxôit

Trái đất lên mặt phẳng đều có sai số Có những nơi, các yếu tố thể hiện trên bản đồ bị

co lại, có những nơi chúng bị giản ra, hình dạng bị méo đi, cũng có những điểm hay theo các hướng nhất định trên bản đồ không có sai số hay sai số không đáng kể Sự sai lệch này gọi là sai số (biến dạng) khi chiếu hình

- Cơ sở xác định sai số:Sai số chiếu hình (biến dạng) thường dựa trên cơ sở so

sánh các phần tử tương ứng nhau trên bản đồ và trên quả địa cầu, sự tương ứng điểm, tương ứng đoạn, tương ứng diện tích và sự tương ứng góc và hình

- Người ta dựa vào sai số chiếu hình phân biệt tỷ lệ chính và tỷ lệ riêng

+ Tỷ lệ chính: mỗi một phép chiếu bao giờ cũng có hệ thống kinh, vĩ tuyến chuẩn Những điểm nằm trên hệ thống kinh, vĩ tuyến chuẩn thường không có sai số Ở những điểm không có sai số tỷ lệ bản đồ phản ánh chính xác mức độ thu nhỏ của bản

đồ so với thực địa gọi là tỷ lệ chính hay còn gọi là tỷ lệ chung

+ Tỉ lệ riêng: Trên tất cả các phần còn lại của bản đồ, tỉ lệ sẽ lớn hơn hoặc nhỏ hơn của tỉ lệ chính gọi là tỉ lệ riêng Càng xa các điểm hoặc đường có tỉ lệ chính thì sai

số càng lớn

Lấy tỉ lệ chính làm chuẩn nếu có sai số gọi là tỉ lệ riêng

- Có các loại sai số:

a Sai số độ dài: tỷ lệ giữa đoạn vô cùng bé ds‟ lưới chiếu và đoạn vô cùng bé ds

tương ứng trên mặt cầu

Nếu gọi  là sai số tỉ lệ

b Sai số diện tích : Sai số diện tích ở một địa điểm nào đó của bản đồ là tỷ số

giữa diện tích vô cùng bé dF' trên lưới chiếu và diện tích vô cùng bé dF tương ứng trên địa cầu và được ký hiệu bằng P

ds „: độ dài trên bản đồ ds: độ dài trên quả cầu

 = ds‟

ds

P = '  1

dF

dF dF „ : diện tích đối tượng thể hiện trên bản đồ

dF: diện tích đối tượng thể hiện trên quả cầu

c Sai số góc: thường thì các kinh tuyến và vĩ tuyến vuông góc với nhau, nếu

kinh tuyến và vĩ tuyến không vuông góc với nhau là thực hiện phép chiếu có sai số

Độ lớn của sai số góc ở một điểm được đặc trưng bằng hiệu số giữa đại lượng góc u‟ trên bản đồ và góc u tương ứng trên quả địa cầu

w = u‟ - u

d Elip sai số:

Để tực quan hóa sai số chiếu đồ thì người ta đưa ra hình dạng hoàn chỉnh nhất của toán học đó là hình tròn và hình tròn này là hình ảnh của các phần tử trên mặt quả địa cầu Khi chiếu các phần tử này lên mặt phẳng thì các phần tử này sẽ biến thành những hình không tròn nhưng vẫn đảm bảo tính chất hình học của nó đó là hình elip và goij là Elip sai số

3.3.3 Phân loại phép chiếu hình bản đồ:

a Căn cứ vào sai số chiếu hình:

x2 +y2 = r2Phương trình hình Elip:

x'2/a2 +y‟2/b2 = 1

a: bán trục lớn, b: bán trục nhỏ

x y r

o

+ Mạng lưới ô kinh, vĩ tuyến trên bản đồ luôn giữ được tỷ lệ tương đương với hệ

ô kinh, vĩ tuyến trên Quả cầu

Trong một phép chiếu không thể tồn tại tính đồng góc và tính đồng diện tích

- Phép chiếu đồng khoảng cách :

+ Các phép chiếu không thuộc hai loại trên gọi là phép chiếu tự do, ở tất cả các điểm của chúng, tỷ lệ theo một trong các hướng như: theo các kinh tuyến hoặc các vĩ tuyến là cố định và bằng tỷ lệ chính Gọi là phép chiếu đồng khoảng cách theo hướng kinh tuyến hoặc vĩ tuyến

+ Các phép chiếu tự do nằm giữa các phép chiếu đồng góc và đồng diện tích về tính chất biến dạng: so với lưới chiếu đồng góc thì nó có sai số góc nhưng sai số diện tích lại nhỏ hơn trên lưới chiếu đồng góc Hoặc so với lưới chiếu đồng diện tích nó có sai số diện tích, nhưng sai số góc lại nhỏ hơn

+ Trên bản đồ vừa có sai số diện tích vừa có sai số về góc hay sai số biến dạng góc và tỉ lệ chiều dài theo một chiều nào đó không thay đổi Có thể nói phép chiếu đồng khoảng cách là trung gian giữa hai phép chiếu trên

b Dựa vào mặt chiếu hỗ trợ ta có các phép chiếu:

- Phép chiếu phương vị mặt chiếu hỗ trợ là mặt phẳng

- Phép chiếu hình nón: mặt chiếu hỗ trợ là mặt nón

- Phép chiếu hình trụ: mặt chiếu hỗ trợ là mặt trụ (mặt ống)

c Dựa vào vị trí trục của mặt chiếu hỗ trợ so với trục quay quả địa cầu,

- Phép chiếu thẳng: (phép chiếu chuẩn): trục của các mặt chiếu ( mặt phẳng, mặt nón, mặt trụ trùng trục quay của quả địa cầu )

- Phép chiếu ngang ( phép chiếu xích đạo): trục của các mặt chiếu trùng xích đạo vuông góc trục quay của quả địa cầu

- Phép chiếu nghiêng trục của các mặt hỗ trợ nghiêng so xích đạo hoặc lập bởi xích đạo 1 góc nhọn

Trước khi thực hiện phép chiếu cần xác định điểm tiếp xúc; tại điểm này không

có sai số, nếu càng xa điểm này sai số càng lớn

Hình dạng lưới sau khi chiếu

- Đặc điểm phép chiếu phương vị thẳng tiếp xúc:

+ Cơ sở: mặt phẳng tiếp xúc quả cầu tại cực, trục mặt phẳng trùng trục quay QĐC

+ Sau khi chiếu kinh tuyến được biểu thị là chùm đường thẳng giao nhau ở cực (hay là chùm đường thẳng toả từ tâm bản đồ ra xung quanh)

+ Độ lớn của góc kẹp giữa những kinh tuyến trên bản đồ và góc tương ứng của

nó trên thực địa là bằng nhau ‟ = 

+ Vĩ tuyến trên bản đồ là các vòng tròn đồng tâm lấy điểm cực làm tâm chung + Sai số bằng 0 ở trung tâm, càng ra biên sai số càng tăng

- Trong phép chiếu phương vị có một số phép chiếu tiêu biểu như:

+ Phép chiếu phương vị chuẩn tiếp xúc đồng khoảng cách Poxten:

+ Phép chiếu phương vị chuẩn tiếp xúc đồng diện tích Lambe

+ Phép chiếu phương vị ngang đồng diện tích

+ Phép chiếu phương vị nghiêng đồng diện tích

b Phép chiếu hình nón:

Phép chiếu hình nón có bề mặt hình học hỗ trợ là mặt nón,

Mặt nón có thể tiếp xúc hoặc cắt quả địa cầu

+ Nếu có hai vĩ tuyến tiếp xúc thì ta có 2 vĩ tuyến chuẩn và diện tích tiếp xúc giữa mặt nón và mặt cầu lớn nên sai số càng ít

+ Nếu một vĩ tuyến tiếp xúc thì diện tích tiếp xúc giữa mặt nón và mặt cầu nhỏ nên sai số càng lớn

Có 3 loại phép chiếu hình nón:

+ Phép chiếu hình nón nghiêng: trục của mặt nón nghiêng so xích đạo

- Đặc điểm phép chiếu hình nón đứng đồng khoảng cách Ptôlêmê:

+ Bề mặt hình học hỗ trợ là mặt nón

+ Trục của mặt nón trùng trục quay của quả địa cầu

+ Mặt nón tiếp xúc với quả địa cầu tại 1 vĩ tuyến chuẩn

+ Hình dạng kinh vĩ tuyến sau khi chiếu: Kinh tuyến là chùm đường thẳng giao nhau tại đỉnh hình nón, vĩ tuyến là những cung tròn đồng tâm

+ Đặc điểm sai số: dọc theo vĩ tuyến tiếp xúc không có sai số chiếu hình (n = 1), càng xa vĩ tuyến tiếp xúc sai số chiếu hình càng lớn (n >1)

+ Ứng dụng: đối với các khu vực có chiều dài lãnh thỗ chạy theo hướng vĩ tuyến

và ở các vĩ độ trung bình thì người ta chọn phương pháp chiếu này

Để hạn chế sai số thì Đơlixlơ đã đưa ra phép chiếu dẫn xuất từ phép chiếu Ptôlêmê cho trường hợp 2 vĩ tuyến chuẩn và đặc điểm sai số phân bố như sau: dọc 2VTC thì n =1, ngoài 2 VTC n>1, trong 2VTC thì n < 1

c Phép chiếu hình trụ (hình ống):

- Phép chiếu hình trụ có bề mặt hình học hỗ trợ là mặt trụ

- Mặt trụ tiếp tuyến hoặc cát tuyến với quả địa cầu:

Tuỳ theo vị trí tiếp xúc giữa mặt trụ (mặt ống) với quả cầu sẽ có các phép chiếu:

1: hình trụ đứng 2:hình trụ ngang 3: hình trụ nghiêng

+ Nếu tiếp xúc ở xích đạo: phép chiếu hình ống đứng

+ Nếu tiếp xúc ở cực: phép chiếu hình ống ngang

+ Nếu tiếp xúc ở điểm bất kì: phép chiếu hình ống nghiêng

- Đặc điểm phép chiếu:

+ Kinh tuyến là những đường song song thẳng đứng

+ Vĩ tuyến là những đường song song nằm ngang vuông góc với kinh tuyến + Đặc điểm sai số: dọc theo xích đạo không có sai số chiếu hình, càng xa xích đạo sai số chiếu hình càng tăng

- Phép chiếu hình trụ tiêu biểu:

* Phép chiếu hình ống ngang giữ góc Gaoxơ:

- Xác định sự phụ thuộc giữa toạ độ địa lý giữa các điểm trên bề mặt Elipxôit và toạ độ vuông góc tương ứng trên mặt phẳng bản đồ, do đó tạo độ, do đó toạ độ vuông góc trên bản đồ cơ bản nhà nước cũng gọi là toạ độ Gaoxơ - Cruđê

- Cơ sở của phép chiếu Gaoxơ - Cruđê: đây là phép chiếu hình ống ngang:

+ Hình ống ngang tiếp xúc với kinh tuyến bất kỳ nào đó của bề mặt Elipxôit Trái đất (quả địa cầu)

+ Trục của hình ống nằm trong mặt phẳng xích đạo, vuông góc trục Elipxoit Trái đất

+ Sau khi chiếu thì có đặc điểm sai số: kinh tuyến tiếp xúc không có sai số chiếu hình, càng xa kinh tuyến tiếp xúc, sai số càng lớn

Để giảm sai số, người ta chia toàn bộ quả cầu thành 60 múi, mỗi múi 60 Đánh

số từ 1 đến 60, bắt đầu từ kinh tuyến gốc theo hướng quay của Trái đất từ Tây sang Đông

+ Lần lượt chiếu từng múi, trong mỗi múi có 1 kinh tuyến giữa, dựng hình trụ tiếp kinh tuyến giữa

+ Hình dạng của các đường kinh, vĩ tuyến sau khi chiếu (hình 3-7):

Kinh tuyến giữa (Kinh tuyến tiếp xúc) là đường thẳng và được lấy làm trục tung (OX), các kinh tuyến khác là những đường cong giới hạn ở hai cực, đối xứng qua kinh tuyến giữa (hình )

Vĩ tuyến chỉ có xích đạo là vuông góc với kinh tuyến chính và được nhận làm trục hoành (OY) Còn lại những vĩ tuyến khác đều là những đường cong đối xứng qua xích đạo

+ Đặc điểm của sai số phép chiếu này như sau:

Nhìn chung không có sai số về góc

Biến dạng chiều dài trên kinh tuyến giữa  0= 1, càng xa kinh tuyến giữa biến dạng độ dài và và diện tích đều tăng về hai phía

Để hạn chế sai số thì người ta có thể chia nhỏ múi 30

(toàn bộ 120 múi) + Ứng dụng:thường dùng để vẽ các nước chạy dài theo hướng kinh tuyến

Các bản đồ địa hình nước ta đều dùng phép chiếu này, đồng thời để tính toạ độ mặt phẳng cho hệ thống lưới các điểm khống chế đo đạc, để chia mảnh hệ thống bản đồ

cơ bản nhà nước theo hệ toạ độ Gauxơ

1

Trục x có hướng (+) về phía bắc, song song kinh tuyến trục và cách kinh tuyến trục 500 km về phía tây

Trục y có hướng (+) về phía đông, là đường trùng với xích đạo

Tọa độ 1 điểm được ghi như ví dụ sau:

M (X = 1.220km; Y = 18.565km) Trong đó 2 số đầu của y là STT múi chiếu chứ không phải là giá trị độ lớn của tọa độ

Hệ tọa độ HN-72 của Việt Nam trước đây dùng phép chiếu Gauss

Hệ quy chiếu HN-72 có các thông số sau:

- Hệ tọa độ:

+ Ellipsoid: Krasovsky (Nga) + Phép chiếu bản đồ: Gauss + Tọa độ vuông góc phẳng: Gauss-Kruger

- Hệ cao độ: Hòn Dấu – Hải Phòng

Hệ quy chiếu HN-72 sử dụng ở Việt Nam từ năm 1972 đến năm 2000

Hệ tọa độ HN-72 sử dụng phép chiếu này với ellipsoid Krasovsky (1940), có thông số: a = 6.378.245m và α = 1/298,3

* Lưới chiếu UTM ( Universal Tranzverse Mercators)

Cơ sở: đây là phép chiếu giữ góc nên về nguyên tắc thì giống phép chiếu Gaoxơ Lưới chiếu UTM khác lưới chiếu Gauss - Kriuger ở các điểm:

Việc chia múi cũng giống lưới chiếu Gauss nhưng số thứ tự được ghi từ 1 đến

60 tính từ kinh tuyến 1800W về phía Đông

Về pp chiếu: Hình trụ ngang không tiếp xúc với mặt E tại kinh tuyến giữa mỗi múi mà dựng hình trụ cắt múi chiếu tại 2 cung cát tuyến cách đều kinh tuyến giữa 180km về 2 phía đông và tây

Về sai số: Biến dạng chiều dài dọc theo 2 cung cát tuyến m = 1, còn ở kinh tuyến giữa m = 0,9996

Phương pháp chiếu này sử dụng kích thước Elipxôit Everest ( 1930) với a =

6377276 mét, b = 6356 mét,  = 1 / 300,8

- Hệ tọa độ VN-2000 của Việt Nam hiện nay dùng phép chiếu UTM

Hệ quy chiếu VN-2000 có các thông số sau:

* Hệ tọa độ:

+ Ellipsoid: WGS84 (Hoa Kỳ)

+ Phép chiếu bản đồ: UTM

+ Tọa độ vuông góc phẳng: UTM

* Hệ cao độ: Hòn Dấu – Hải Phòng

Hệ quy chiếu VN-2000 sử dụng ở Việt Nam từ năm 2001 trở đi

3.4 Hệ thống phân mảnh và danh pháp bản đồ:

Để việc đo vẽ, sử dụng và quản lý bản đồ được thuận tiện, ta phải chia mảnh bản

đồ, mỗi mảnh đều có một kích thước và tên gọi nhất định Có 2 cách phân mảnh là hình vuông và hình thang Trong phạm vi bài giảng chỉ đề cập đến phân mảnh hình thang, phương pháp đó được tiến hành như sau:

Theo quy ước quốc tế:

+ Theo chiều kinh tuyến chia bề mặt đất thành 60 múi (dãi), đánh số từ 1 đến 60, mỗi múi cách nhau 60, múi 1 tính từ độ kinh 1800 tới độ kinh Tây 1740, cột 2 từ độ kinh Tây 1740 đến độ kinh Tây 1680 Cứ tiếp tục như vậy tới cột thứ 60, từ độ kinh Đông

1740 tới độ kinh 1800

+ Theo chiều vĩ tuyến, chia cột thành hàng (đai), mỗi đai cách nhau 40 Bắt đầu từ xích đạo về hai cực, các hàng được ký hiệu là A, B, C Theo vần chữ cái La Tinh Mỗi ô giao nhau giữa hàng và cột trên sẽ biểu diễn thành 1 tờ bản đồ hình thang

có tỷ lệ 1:1.000 000 (gọi là mảnh bản đồ cơ sở) Như vậy, khung của mảnh bản đồ 1:

1000 000 có chiều ngang là 60 và chiều dọc là 40

Số hiệu của mỗi mảnh được gọi tên của đai và múi Ví dụ: mảnh bản đồ tỉ lệ 1:

1000 000 có thành phố Hà Nội mang số hiệu F - 48

- Tờ 1:1.000.000 là cơ sở để phân mảnh và ghi số hiẹu cho các tờ bản đồ tỷ lệ lớn hơn theo nguyên tắc:

+ Giới hạn của các tờ bản đồ là các kinh tuyến và vĩ tuyến

+ Mỗi tờ bản đồ 1:1.000.000 phải chía ra số nguyên lần các tờ bản đồ có tỷ lệ lớn hơn

+ Cách đánh số mảnh theo nguyên tắc từ trái sang phải, từ trên xuống dưới và dùng các chữ La mã, Arập, La tinh để đánh

+ Số hiệu của các tờ bản đồ tỷ lệ lớn hơn phải bao gồm có cả số hiệu của tờ tỷ lệ 1:1000000

* Bản đồ tỉ lệ 1: 500 000, 1: 200 000, 1: 100 000 dựa vào mảnh bản đồ tỉ lệ 1:000000 để chia mảnh và đánh số Số mảnh chia, kích thước, số hiệu, xem bảng Diện tích một mảnh bản đồ tỉ lệ 1: 100 000 chia thành 4 mảnh, mỗi mảnh vẽ theo