Bài giảng trắc địa

KHÁI NIỆM VỀ TRẮC ĐỊA Trắc địa là một ngành khoa học chuyên nghiên cứu về hình dạng và kíchthước của quả đất, về phương pháp đo đạc và biểu thị bề mặt quả đất dưới dạng bản Trắc địa địa

LỜI GIỚI THIỆU

Bài giảng Trắc địa biên sọan những kiến thức cơ bản về lĩnh vực trắc địa đạicương, trắc địa áp dụng trong xây dựng Qua bài giảng này giúp cho sinh viên nắmvững các kiến thức cơ bản về trắc địa và có khả năng vận dụng, giải quyết các côngtác trắc địa trong chuyên ngành được đào tạo như các ngành: Xây dựng DD & CN,Công trình thủy, Cầu đường, …

Nội dung bài giảng gồm ba phần chính:

- Những kiến thức cơ bản về trắc địa

- Công tác đo đạc bản đồ địa hình tỷ lệ lớn và mặt cắt địa hình

- Ứng dụng trắc địa trong công tác xây dựng các công trình dân dụng, côngnghiệp, giao thông và thủy lợi

Bài giảng Trắc địa chủ yếu được biên soạn dựa trên sự tham khảo các tài liệutrắc địa, các tiêu chuẩn, các quy phạm về trắc địa và sự đóng góp ý kiến của tập thểcác bộ bộ môn Kỹ Thuật Xây Dựng - Khoa Công Nghệ - Trường Đại Học Cần Thơ

Mặt dù đã cố gắng biên sọan các nội dung vừa ngắn, đầy đủ vừa đảm bảo nộidung phù hợp với các chuyên ngành trên nên không khỏi có những sai sót, mongthầy cô, quí đồng nghiệp bỏ qua và đóng góp ý kiến, nội dung cho bài giảng đượctốt hơn

Tác giả

CHƯƠNG 0

MỞ ĐẦU

1 KHÁI NIỆM VỀ TRẮC ĐỊA

Trắc địa là một ngành khoa học chuyên nghiên cứu về hình dạng và kíchthước của quả đất, về phương pháp đo đạc và biểu thị bề mặt quả đất dưới dạng bản

Trắc địa địa hình - địa chính: Nghiên cứu quy trình công nghệ thành lập bản

đồ địa hình, bản đồ địa chính bằng phương pháp đo vẽ trực tiếp hoặc bằng phươngpháp sử dụng ảnh chụp từ máy bay hay ảnh vệ tinh

Trắc địa ảnh: Chuyên nghiên cứu các phương pháp chụp ảnh bề mặt trái đất

và công nghệ đo ảnh để thành lập các loại bản đồ

Trắc địa công trình: Nghiên cứu phương pháp trắc địa trong khảo sát địa hình phục vụ thiết kế công trình, chuyển thiết kế ra thực địa, theo dõi thi công, kiểm tra kết cấu công trình và đo đạc biến dạng các loại công trình xây dựng.

Bản đồ: Nghiên cứu các phương pháp biểu thị, biên tập, trình bày, chế bản,

in và sử dụng các loại bản đồ địa lý, bản đồ địa hình, bản đồ địa chính và các loạibản đồ chuyên đề khác

Chế tạo máy và các loại thiết bị đo vẽ: Nghiên cứu chế tạo các loại máy đongoại nghiệp, các máy đo vẽ nội nghiệp, xây dựng các phần mềm chuyên dụng để

xử lý, tích hợp, quản lý và khai thác số liệu trắc địa bản đồ

Ngày nay cùng với sự phát triển của điện tử tin học người ta đã đưa ra kháiniệm mới “Địa tin học” (Geomatic) Đó là thuật ngữ liên quan đến việc thu thập,lưu trữ, quản lý, thể hiện và ứng dụng thông tin trong hệ quy chiếu không gian Cácthông tin vị trí, kích thước, hình dạng của các đối tượng trong thế giới thực và cácthông tin liên quan khác được thu thập bằng cách sử dụng các kỹ thuật đo trực tiếp

ở thực địa, kỹ thuật đo ảnh hàng không, ảnh viễn thám, sau đó chúng được quản lýtrong hệ thống máy tính điện tử hiện đại để khai thác sử dụng

2 VAI TRÒ CỦA TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG

Trắc địa là ngành điều tra cơ bản, cung cấp số liệu ban đầu cho các ngànhnhư: xây dựng, giao thông, thủy lợi, quốc phòng

Đặt biệt đối với lỉnh vực xây dựng cơ bản như công trình thủy điện, thủy lợicông trình cầu đường, khu công nghiệp, khu dân cư,… chúng ta có thể thấy rõ vaitrò của trắc địa qua các giai đoạn thực hiện một công trình

Trong giai đoạn quy hoạch: người ta sử dụng bản đồ địa hình tỷ lệ nhỏ vạch

ra các phương án quy hoạch, tổng thể, các phương án xây dựng công trình, các kếhoạch tổng quát khai thác và sử dụng công trình

Trong giai đoạn khảo sát: Cần thực hiện công tác đo vẽ cụ thể để thu thập

tài liệu địa hình như: bản đồ địa hình, mặt cắt địa hình… để có giải pháp kỹ thuậthợp lý cho giai đoạn thiết kế xây dựng công trình

Trong giai đoạn thiết kế: Sử dụng tài liệu đo đạc trong giai đoạn khảo sát để

thiết kế công trình lên đó Người thiết kế phải có kiến thức đầy đủ về trắc địa đểtính toán, bố trí công trình lên bản đồ một cách hợp lý nhất Chuẩn bị phương ántrắc địa để chuyển thiết kế ra thực địa

Trong giai đoạn thi công: Người kỹ sư phải có đủ kiến thức trắc địa đặt biệt

là kiến thức về công tác bố trí công trình để tiến hành đưa bản vẽ thiết kế ra ngoàimặt đất đảm bảo công trình đúng vị trí, đúng độ cao và đúng kích thước đã thiết kế

Giai đoạn nghiệm thu, quản lý và khai thác công trình: Sau khi hoàn thành

công trình cần đo vẽ hoàn công để kiểm tra vị trí, kích thước công trình đã xâydựng Đối với những công trình quan trọng hay quy mô lớn thì trong qua trình thicông, quản lý và khai thác phải tiến hành công tác trắc địa phục vụ quan trắc biếndạng công trình gồm: quan trắc lún, chuyển dịch, nghiêng…

3 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA TRẮC ĐỊA

Sự ra đời và phát triển của ngành trắc địa gắn liền với sự phát triển của xãhội loài người Ngày nay chúng ta đã biết khá rõ lịch sử phát triển của trắc địa thôngqua các tư liệu khảo cổ

Vào khoảng ba ngàn năm trước Công Nguyên, việc phân chia và chiếm hữuđất đai ở Ai Cập đã hình thành Hàng năm sau các trận lũ sông Nin, người ta phảixác định lại ranh giới chiếm hữu đất Điều đó thúc đẩy con người sáng tạo ra cáccông cụ và phương pháp thích hợp để đo đạc, phân chia đất Đó chính là điểm khởiđầu của môn trắc địa Sau nền văn minh Ai Cập thì đến nền văn minh Hy Lạp cổđại, thì thuật ngữ trắc địa xuất hiện có nghĩa “phân chia đất đai” Và tiếp sau đó lànhiều công trình kiến trúc độc đáo ở Ai Cập và Hy Lạp đã được xây dựng nhờ vàotrợ giúp của trắc địa

Trải qua nhiều thời đại cùng với sự phát triển của điện tử - tin học và máytính kỹ thuật số đã đem lại khả năng tự động hóa cao cho trắc địa bản đồ

Đặt biệt trong vài thập kỹ gần đây ngành trắc địa có những phát triển mạnh

mẻ Các máy móc thiết bị hiện đại ngày nay được sử dụng rộng rãi như máy kinh vĩđiện tử (Digital Theodolite – DT), máy đo dài điện tử (Electronic DistanceMeasuring – DEM), máy toàn đạc điện tử (Electronic Total Station), Công nghệđịnh vị toàn cầu GPS (Global Positioning System) công nghệ viển thám (RemoteSensing-RS), công nghệ thông tin địa lý (Geographic Information System – GIS),máy in số (Ploter)… Máy tính và các phần mềm chuyên dụng đã giúp ngành trắcđịa xử lý nhanh chóng và chính xác toàn bộ số liệu, thành lập và lưu trữ bản đồ dướidạng số, tạo điều kiện thuận lợi để tích hợp và sử dụng hợp lý các thông tin

Ở Việt Nam, Từ thời Âu Lạc đã biết sử dụng kiến thức Trắc địa và kỹ thuật

đo đạc để xây dựng thành Cổ Loa xoáy trôn ốc và sau đó xây dựng kinh đô ThăngLong, đào kênh nhà Lê,… Năm 1496, vua Lê Thánh Tông đã ra lệnh vẽ bản đồ đấtnước và Việt Nam đã có tập bản đồ “Đại Việt Hồng Đức”, một dấu ấn quan trọngchứng tỏa tổ tiên đã sớm có kiến thức và biết ứng dụng trắc địa - bản đồ trong quản

lý xây dựng nhà nước

Thời kỳ Pháp thuộc, người Pháp đã lập “Sở Đạc Điền Đông Dương”, đưanhân viên kỹ thuật và dụng cụ đo đạc đến để thành lập các loại bản đồ địa hình, địachính phục vụ khai thác, vơ vét tài nguyên ở Đông Dương

Ngành Trắc Địa - Bản Đồ Việt Nam thật sự đã trở thành một ngành độc lập

từ tháng 10 năm 1959 khi Thủ tướng Chính phủ ra quyết định thành lập Cục ĐoĐạc Bản Đồ trực thuộc phủ Thủ tướng

Ngày 22/2/1994 Chính phủ ra quyết định số 12/CP về việc hành lập Tổngcục địa chính, Tổng cục quản lý ruộng đất và Cục đo đạc bản đồ nhà nước

Ngành Trắc Địa - Bản Đồ Việt Nam đã triển khai công tác nghiên cứu vàứng dụng khoa học kỹ thuật trắc địa - bản đồ trong xây dựng lưới tọa độ, độ cao cấpnhà nước, thành lập các bản đồ địa hình, địa chính và bản đồ chuyên đề phục vụđiều tra cơ bản, quản lý, xây dựng và bảo vệ đất nước

CHƯƠNG 1

KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ TRẮC ĐỊA1.1 HÌNH DẠNG VÀ KÍCH THƯỚC TRÁI ĐẤT

1.1.1 Hình dạng

Mặt trái đất là một mặt cầu phức tạp, diện tích khoảng 510,2 triệu km2, trong

đó đại dương chiếm 71% còn lục địa 29%, nên có thể coi mặt nước biển toàn cầu làmặt tổng quát của trái đất Chổ cao nhất là đỉnh chomoluma trong dãy Hymalya cao

8882 mét, và chổ thấp nhất là vịnh Marian ở Thái Bình Dương sâu 11032 mét

Hãy tưởng tượng: mặt nước biển toàn cầu, hay chính xác hơn, mặt nướcbiển trung bình yên tĩnh kéo dài xuyên qua các lục địa, hải đảo làm thành một mặtcong khép kín, tại mỗi điểm bất kỳ pháp tuyến của mặt này luôn trùng với phươngdây dọi Mặt này được gọi là mặt nước gốc trái đất (mặt thủy chuẩn)

Mặt này được nhà vật lý người Đức Listinger (1808 – 1882) gọi là mặtGeoid Mặt Geoid không đi qua mặt nước biển trung bình yên tĩnh được gọi là mặtnước gốc giả định

`

Mặt nước gốc (Geoid)

Mặt nước gốc giả địnhA

Hình 1.1

Mặt đất tự nhiênGeoid

1.1.2 Kính thước

Các nghiêm cứu cấu tạo vỏ trái đất cho thấy vật chất sự phân bố vật chấtkhông đồng nhất trong lòng trái đất, tốc độ quay và vị trí trục quay của trái đất luônthay đổi nên mặt Geoid có dạng phức tạp, không biểu diễn được bằng các phươngtrình toán học

Qua nghiên cứu người ta thấy rằng mặt Geoid có dạng rất gần với mặt toánhọc Ellipsoid, là mặt bầu dục tròn xoay hơi dẹt ở hai cực, có bán kính lớn a, bán

kính nhỏ b (Hình 1.3)

Ellipsoid có các tính chất sau: khối lượng tương đương với Geoid, có trọngtâm trùng với trọng tâm của Geoid và có tổng bình phương các khoảng cách ξ từEliipsoid tới Geoid là cực tiểu (Σξ2 = min)

Khác với Geoid, phương của dây dọi tại mọi điểm không rùng với pháptuyến của Ellipsoid mà lệch một góc ε, gọi là độ lệch dây dọi, có trị số trung bình3”÷4” Mặt Ellipsoid được lấy làm mặt quy chiếu tọa độ các điểm trên bề mặt tráiđất

Đặc trưng cho kích thước trái đất, ngoài bán kính lớn a và bán kính nhỏ b,người ta còn đưa khái niệm về độ dẹt α tính theo công thức:

Hình 1.3

Mặt đất tự nhiên

ξ

EllipsoidGeoid

Để làm mặt quy chiếu tọa độ, trước năm 1975 bán đảo Đông Dương, trong

đó có Việt Nam, sử dụng Ellipsoid Clark (1880) Ở miền Nam Việt Nam từ năm

1955 đến năm 1975 sử dụng Ellipsoid Everest Ở miền Bắc Việt Nam trước năm

1975 và cả nước đến năm 1999 sử dụng Ellipsoid Krasovski trong hệ tọa độ nhànước Hà Nội – 72 Từ năm 2001 Việt Nam chuyển qua dùng Ellipsoid WGS84(World Geodetic System 1984) để lập tọa độ quốc gia VN – 2000

1.2 HỆ TỌA ĐỘ KHÔNG GIAN VÀ HỆ ĐỘ CAO

1.2.1 Hệ tọa độ địa lý

Nhận trái đất là hình cầu, chọn tâm O của trái đất làm gốc tọa độ Hệ tọa độđịa lý được tạo bởi mặt phẳng xích đạo và măt phẳng kinh tuyến gốc của kinh tuyếngốc

Mặt phẳng kinh tuyến là mặt phẳng chứa trục quay của trái đất Giao tuyếncủa mặt phẳng kinh tuyến với quả đất gọi là kinh tuyến Kinh tuyến đi qua thiên vănđài GreenWich (nước Anh) được quy ước là kinh tuyến gốc

Mặt phẳng vĩ tuyến là mặt phẳng vuông gốc với trục quay của trái đất Giaotuyến của mặt phẳng vĩ tuyến với quả đất gọi là vĩ tuyến Mặt phẳng chứa tâm củaquả đất gọi là mặt phẳng xích đạo, giao tuyến của mặt phẳng xích đạo với quả đấtgọi là đường xích đạo (vĩ tuyến gốc)

Mỗi điểm trên mặt đất trong hệ tọa độ địa lý được xác định bởi hai đạilượng kinh độ và vĩ độ Kinh độ của một điểm là góc nhị diện hợp bởi mặt phẳngkinh tuyến đi qua điểm đó với mặt phẳng kinh tuyến gốc, ký hiệu là λ Vĩ độ củamột điểm là góc hợp bởi phương dây dọi đi qua điểm đó với mặt phẳng xích đạo, kýhiệu là ϕ.

Kinh độ λ có giá trị từ 00 đến 1800 xuất phát từ kinh tuyến gốc về cả hai phíaĐông và Tây được gọi tương ứng là kinh độ Đông và kinh độ Tây Vĩ độ ϕ có giátrị từ 00 đến 900 xuất phát từ đường xích đạo về cả hai phía Bắc và Nam được gọitương ứng là vĩ độ Bắc và vĩ độ Nam

Ví dụ tọa độ địa lý của thành phố Cần Thơ λ = 105046′54″Đ, ϕ=1002′2″B

Để xác định tọa độ địa lý người ta người ta dùng phương pháp quan trắcthiên văn Hiện nay, việc xác định hệ tọa độ địa lý đước thực hiện một cách chínhxác nhờ vào hệ thống định vị GPS (Global Positioning System)

1.2.2 Hệ tọa độ trắc địa

Hệ tọa độ trắc địa được xác lập trên Ellipsoid quả đất có gốc là tâm O cùnghai mặt phẳng là mặt phẳng xích đạo và mặt phẳng kinh tuyến gốc đi quaGreenWich

Vĩ độ trắc địa kí hiệu là B, Kinh độ ký hiệu là L

Ví dụ như Hình 1.6 ta có : điểm A, điểm B có cao độ tuyệt đối HA, HB (sovới mặt Geoid có cao độ ±0.000) và có cao độ tương đối là H’A, H’B so với mặtnước giả định đi qua điểm do ta chọn trên mặt đất Hiệu độ cao AB là:

13.1 Phép chiếu Gauss và hệ tọa độ phẳng vuông góc Gauss – Kruger

1.3.1.1 Phép chiếu Gauss

Để thể hiện một khu vực lớn trên bề mặt trái đất lên mặt phẳng người ta sửdụng phép chiếu Gauss

Phép chiếu Gauss là phép chiếu hình trụ ngang, đồng góc

Trong phép chiếu Gauss, trái đất được chia thành 60 múi chiếu 60 mang sốthứ tự từ 1 đến 60 kể từ kinh tuyến gốc Greenwich sang Đông, vòng qua Tây báncầu rồi trở về kinh tuyến gốc, mỗi múi chiếu được giới hạn bởi kinh tuyến tây vàkinh tuyến đông Kinh tuyến giữa của các múi chiếu được gọi là kinh tuyến trục,

chia múi chiếu làm hai phần đối xứng (Hình 1.7) Độ kinh địa lý của các tuyến tây,

đông và giữa các múi chiếu 60 thứ n được tính theo công thức sau:

λT = 60 (n – 1); λD = 60 n; λG = 60 n - 30 (1.2)Trong đó: n – là số thứ tự của múi chiếu

Hình 1.6

H’A

HA

HBH’B

hAB

Mặt nước gốc giả địnhMặt nước gốc

(Geoid)A

B

Để triển khai phép chiếu ta dựng một hình trụ ngang ngoại tiếp với Ellipsoid

trái đất theo kinh tuyến trục (Hình 1.8) của múi chiếu thứ nhất, tất nhiên lúc này

múi chiếu đối tâm cũng có kinh tuyến giữa tiếp xúc hoàn toàn với mặt trụ Dùngphép chiếu xuyên tâm và lấy tâm trái đất làm tâm chiếu, chiếu múi này lên mặttrong ống trụ, sau đó tịnh tiến ống trụ về phía trái đất một đoạn tương ứng với chiềudài một cung trên mặt đất theo xích đạo chắn góc ở tâm bằng 60:

180

6km11,637414

,3180

6.R

0 0

Và xoay trái đất đi một góc 60 chiếu múi thứ hai Bằng cách tương tự ta lầnlượt chiếu các múi còn lại, sau đó cắt mặt trụ theo đường sinh KK’ rồi trải thành

mặt phẳng (Hình 1.9) Xích đạo trở thành trục ngang Y, kinh tuyến giữa của mỗi

múi chiếu trở thành trục X của hệ tọa độ phẳng

Phép chiếu Gauss là phép chiếu mang tính đồng góc, nghĩa là các góc trênmặt Ellipsoid vẫn giữ nguyên trên mặt chiếu, còn chiều dài có biến dạng nhưng rất

ít Hệ số biến dạng chiều dài trên kinh tuyến giữa bằng 1, hệ số biến dạng chiều dàitại bất kỳ vị trí nào khác đều lớn hơn 1 Ở cùng vĩ tuyến nhưng càng xa kinh tuyếntrục hoặc ở cùng một kinh tuyến nhưng càng xa xích đạo thì hệ số biến dạng chiều

dài càng lớn Ở biên múi 6o hệ số biến dạng chiều dài là 1,0014, nghĩa là cạnh dài1000m trên Ellipsoid khi chiếu lên mặt phẳng Gauss sẽ là 1000m + 1,4m.

1.3.1.2 Hệ thống tọa độ vuông góc phẳng Gauss-Kruger

Mỗi múi chiếu là một tọa độ phẳng vuông góc Để không có trị số hoành độ

âm, thuận lợi cho việc tính toán, người ta qui ước chuyển trục X về bên trái 500km

(Hình 1.10) Tung độ có trị số dương kể từ gốc tọa độ 0 về phía Bắc và trị số âm từ

gốc tọa độ về phía Nam Trái đất chia thành 60 múi chiếu 6o nên có 60 múi tọa độ

Để chỉ rõ tọa độ của một điểm trên mặt đất nằm múi tọa độ nào người ta ghi bên tráihoành độ số thứ tự của các múi chiếu

Ví dụ: tọa độ của điểm M là XM = 2209km, YM = 18.646km có nghĩa là Mnằm ở nửa bên phải múi tọa độ thứ 18, cách xích đạo về phía Bắc 2.209km và cách

kinh tuyến trục của múi thứ 18 một khoảng bằng 646 – 500 = 146km (Hình 1.10).

Nước ta nằm ở Bắc bán cầu, trên múi tọa độ thứ 18, 19 nên có trị số X luônluôn dương và hai chứ số đầu của Y là 18 hoặc 19 Để tiện cho việc sử dụng bản đồđịa hình, tại khu vực biên giáp nhau giữa hai múi chiếu thường thể hiện cả hai lướitọa độ rộng bằng một mạnh bản đồ ở mỗi bên.

Hệ tọa độ Gauss ở Việt Nam được thành lập năm 1972 được gọi là hệ tọa độNhà nước Hà Nội – 72 (hiện nay không còn sử dụng) Hệ này chọn Ellipsoid quychiếu Krasovski Gốc tọa độ đặt tại đài thiên văn Punkovo (Liên Xô cũ), truyền tọa

độ tới Việt Nam thông qua lưới tọa độ quốc gia Trung Quốc

1.3.2 Phép chiếu và hệ tọa độ vuông góc phẳng UTM – VN.2000

1.3.2.1 Phép chiếu UTM

Phép chiếu UTM (Universal Transverse Mecator) cũng là phép chiếu hìnhtrụ ngang đồng góc nhưng không tiếp xúc với mặt Ellipsoid tại kinh tuyến trục nhưtrong phép chiếu Gauss mà cắt nó theo hai cát tuyến cách đều kinh tuyến trục

180km (Hình 1.11).

Hệ số biến dạng chiều dài m = 1 trên hai cát tuyến, m = 0,9996 trên kinhtuyến trục và m > 1 ở vùng biên múi chiếu Cách chiếu như vậy sẽ giảm được sai

số biến dạng ở gần biên và phân bố đều trong phạm vi múi chiếu 6o Đây chính là

ưu điểm của phép chiếu UTM so với phép chiếu Gauss

1.3.2.2 Hệ tọa độ phẳng vuông góc UTM

Trong hệ tọa độ phẳng vuông góc UTM trục tung được ký hiệu là X hoặc N(viết tắt của chữ North là hướng Bắc), trục hoành được ký hiệu là Y hoặc E (viết tắtcủa chữ East là hướng Đông) Hệ tọa độ này cũng quy ước chuyển trục X về bên

trái cách kinh tuyến trục 500km (Hình 1.12) Còn trị số quy ước của gốc tung độ ở

Bắc bán cầu cũng là 0, ở Nam bán cầu là 10.000km, có nghĩa là gốc 0 tung độ ởNam bán cầu được dời xuống đỉnh Nam cực

Hình 1.11

O

S

Nước ta nằm ở Bắc bán cầu nên dù tính theo hệ tọa độ Gauss hay hệ tọa độUTM thì gốc tọa độ cũng như nhau.

Bắt đầu từ giữa năm 2001 nước ta chính thức đưa vào sử dụng hệ tọa độquốc gia VN–2000 thay cho hệ tọa độ Hà Nội-72 Hệ tọa độ quốc gia VN–2000 sửdụng phép chiếu UTM, Ellipsoid WGS-84 và gốc tọa độ đặt tại Viện nghiên cứuĐịa chính Hà Nội

1.3.3 Hệ tọa độ phẳng giả định và hệ tọa độ cực

Hệ tọa độ giả định thì rất linh hoạt nhưng nó chỉ có thể áp dụng trong phạm

Đây là hệ tọa độ không gian được xây bởi cơ quan bản đồ Mỹ vào năm 1984

và được sử dụng hệ thống định vị toàn cầu GPS xác định vị trí điểm trên mặt đất vàtrong không gian

Elipsoid quy chiếu toạ độ WGS84 là Elipsoid toàn cầu WGS84

Hệ tọa độ này có gốc tọa độ là tâm của trái đất Trục OZ là trục quay của

trái đất, trục OX là giao tuyến của mặt phẳng kinh tuyến gốc (đi qua Greenwich) và

mặt phẳng xích đạo, trục OY vuông gốc với trục OX và nằm trên mặt phẳng xíchđạo

Bảng 1.2: Các tham số của hệ tọa độ WGS84

Hình 1.14

1.4.2 Hệ tọa độ VN2000

Elipsoid quy chiếu toạ độ Quốc gia VN2000 là Elipsoid WGS84 toàn cầu(các thông số cơ bản tương tự như bảng 1.2) được định vị lại cho phù hợp với lảnhthổ Việt Nam Sử dụng phép chiếu UTM

Điểm gốc toạ độ Quốc gia (N00) đặt tại Viện nghiên cứu Địa chính, Tổngcục địa chính, đường Hoàng Quốc Việt, Hà Nội

Hệ quy chiếu cao độ là mặt thuỷ chuẩn Geoid đi qua một điểm được định

nghĩa là mực nước gốc có cao độ 0,000 mét Hòn Dấu-Hải Phòng (trước đây ở Niền Nam Việt Nam mực nước gốc lấy ở Mũi Nai, Hà Tiên bây giờ không còn sử dụng,

quy đổi tương đối H H = H M + 0.167 m).

1.5 HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS:

1.5.1 Giới thiệu hệ thống định vị toàn cầu GPS:

Xác định vị trí của từng điểm trên mặt đất là đối tượng nghiên cứu quantrọng của Trắc địa Công nghệ hiện đại nhất ngày nay để làm việc này chính là hệthống định vị toàn cầu GPS (Global Positioning System) Hệ thống này được Bộquốc phòng Mỹ thiết kế và triển khai tư năm 1973, hiện nay được sử dụng rộng rãitrên thế giới Kỹ thuật định vị GPS được cục Đo đạc và bản đồ Nhà nước (nay làTổng cục địa chính) đưa vào Việt Nam từ 1990 và đã được sử dụng có hiệu quảtrong lĩnh vực đo đạc bản đồ Trong tương lai ở Việt Nam còn sử dụng GPS chonhiều ngành khác

1.5.2 Cấu tạo của hệ thống định vị toàn cầu GPS

Hệ thống GPS gồm 3 bộ phận: Mảng không gian, mảng điều khiển, mảng

người sử dụng (Hình 1.16).

1.5.3 Nguyên lý định vị

Các điểm mặt đất được định vị GPS trong hệ tọa độ địa tâm xây dựng trên

Elipxoid WGS-84

Vị trí không gian của điểm A hoàn toàn được xác định bởi ba thành phần toạ

độ vuông góc là XA , YA và ZA Nhưng làm thế nào để xác định được ba yếu tố XA,

YA và ZA này?

Giả sử 1: Có một điểm B trong không gian vũ trụ (ví dụ B là một vệ tinhnhân tạo) đã biết toạ độ vuông góc của nó vào thời điểm T là (XB, YB, ZB)

Giả sử 2: Bằng một cách nào đó người ta đo được ρ là khoảng cách từ A đến

B (từ điểm A trên mặt đất đến điểm B là một vệ tinh) tại thời điểm T

Gọi →R=CA→ là véctơ định vị điểm A (mặt đất)

Tại thời điểm T sẽ có mô hình toán học tương ứng là:

Hình 1.16

Gọi →r =CB→ là véctơ định vị điểm B (vệ tinh).

Tại thời điểm T sẽ có mô hình toán học tương ứng là:

r (XB, YB, ZB, T) (1.4b)Gọi →ρ =AB→ là véctơ cự ly từ điểm A đến điểm B ở vào thời điểm T Theophép toán véctơ ta có:

Phương pháp định vị tương đối: sử dụng 2 máy thu GPS đặt ở hai điểm quansát khác nhau để xác định hiệu tọa độ vuông góc không gian (∆X, ∆Y, ∆Z).

1.5.5 Ưu điểm của hệ thống định vị toàn cầu GPS

Hệ thống định vị toàn cầu GPS có các ưu điểm sau đây:

- Cho phép định vị điểm thống nhất trong toàn cầu

- Cho phép định vị điểm vào bất kỳ lúc nào trong suốt 24 giờ của ngày đêm

- Cho phép định vị điểm trong mọi thời tiết

- Cho phép định vị điểm mục tiêu tĩnh và điểm mục tiêu di động đặt trên cácphương tiện giao thông

- Độ chính xác định vị cao, nhanh chóng

1.5.6 Ứng dụng của hệ thống định vị toàn cầu GPS

- Hệ thống định vị toàn cầu GPS được ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnhvực khác nhau: trắc địa, bản đồ, xây dựng, quốc phòng, an ninh tình báo, giao thôngvận tải, địa vật lý, địa chất v.v

1.6 ĐỊNH HƯỚNG ĐƯỜNG THẲNG VÀ BÀI TOÁN CƠ BẢN VỀ GÓC ĐỊNH HƯỚNG

1.6.1 Định hướng đường thẳng và độ hội tụ kinh tuyến

Để xác định một đường thẳng trên bản đồ, ngoài khoảng cách còn phải biếthướng của nó

Định hướng đường thẳng là xác định hướng của đường thẳng đó so với một hướng chuẩn nào đó, thực chất là xác định góc hợp bởi hướng chuẩn và hướng của đường thẳng đó Trong trắc địa hướng chuẩn có thể là kinh tuyến thực, kinh tuyến

từ hay kinh tuyến trục

Hình 1.19

Ví dụ: Nếu đường thẳng AB có điểm A cố định và điểm B tự do thì sẽ có vô

số hướng tương ứng với vị trí của điểm B trên đường tròn có bán kính bằng SAB

(Hình 1.20).

Các kinh tuyến không song song với nhau mà đồng quy tại 2 cực, tính chất được đặc trưng bởi một đại lượng gọi là độ hội tụ kinh tuyến Có công thức tính:

γ = ∆λ.sinϕ (1.5)Trong đó: ∆λ - hiệu số độ kinh của các kinh tuyến đi qua điểm đầu và điểmcuối của đường thẳng

ϕ - độ vĩ của điểm giữa trên đường thẳng

N

S

Bϕ

∆λ

Aϕ

Tγ

Từ công thức 1.5 ta thấy:

- Nếu hai điểm ở xích đạo ϕ=0, nên sinϕ=0 => γ=0

- Nếu ở hai cực của quả đất có ϕ=900 thì γ=∆λ đạt cực đại

- Khi đo vẽ ở khu vực nhỏ thì khoảng cách giữa các điểm không lớn có thểcoi γ=0 tức kinh tuyến thực tại mọi điểm song song nhau

1.6.2 Góc phương vị thực

Khi chọn hướng chuẩn là kinh tuyến thực ta có khái niệm góc phương vịthực Kinh tuyến thực chính là kinh tuyến địa lý, hướng Bắc kinh tuyến thực tại mộtđiểm được xác định từ các kết quả quan sát thiên văn

Góc phương vị thực của một đường thẳng là góc bằng tính từ hướng Bắckinh tuyến thực theo chiều kim đồng hồ đến hướng đường thẳng, có trị số từ 0o đến

360o, ký hiệu là Ath

Vì các kinh tuyến thực không song song nhau mà đồng quy ở hai cực nêngóc phương vị thực của cùng một đường thẳng ở các điểm khác nhau nó sẽ có giátrị khác nhau:

A2th = A1th + γ (1.6)

1.6.3 Góc phương vị từ

Khi chọn hướng chuẩn là kinh tuyến từ ta có khái niệm góc phương vị từ.Kinh tuyến từ là hướng chỉ của kim nam châm có thể xác định đo thiên văn hay địabàn

Góc phương vị từ của một đường thẳng là góc bằng tính từ hướng Bắc kinh

tuyến từ theo chiều kim đồng hồ đến hướng đường thẳng (Hình 1.23), ký hiệu At (00

Tại mọi điểm trên mặt đất, kinh tuyến từ không trùng với kinh tuyến thực

mà lệch một góc δ (Hình 1.24) được gọi là độ lệch từ Nếu đầu Bắc kim nam châmlệch về phía đông kinh tuyến thực thì độ lệch từ δ mang dấu dương, nếu lệch vềphía tây thì mang dấu âm Ta có thể tính gần đúng góc phương vị thực của một cạnhkhi biết góc phương vị từ của cạnh đó theo công thức:

Ath = At ± δ (1.7)

1.6.4 Góc định hướng

Góc phương vị thực và góc phương vị từ tại những điểm khác nhau trêncùng một đường thẳng lại có giá trị khác nhau, nên sử dụng chúng để định hướngkhông thuận tiện, vì thế trong trắc địa phạm vi nhỏ thường sử dụng góc định hướng

Với góc định hướng, hướng chuẩn được chọn là hướng Bắc của hình chiếukinh tuyến trục trong múi chiếu Gauss (hoặc UTM) hay đường thẳng song song vớinó

Góc định hướng của một đường thẳng là góc bằng tính từ hướng Bắc củakinh tuyến trục hoặc đường thẳng song song với nó theo chiều kim đồng hồ đếnđường thẳng Ký hiệu là α (00 ≤ α ≤ 3600)

Góc định hướng tại những điểm khác nhau của cùng một đường thẳng cógiá trị không đổi Góc định hướng cạnh AB tại A và tại B là αAB, góc định hướngcủa cạnh BA là αBA (Hình 1.26) Nếu coi αAB là góc định hướng thuận thì αBA là gócđịnh hướng nghịch của cạnh AB Hai góc này chênh lệch nhau 180o.

biểu thức 1.9 được gán cho dấu âm (-), còn ngược lại thì nó được gán dấu dương(+).

Ở Hình 1.27, những đường kẻ nét đứt là kinh tuyến thực, những đường kẻ

nét liền qua các điểm A, C là đường song song với kinh tuyến trục Theo hình vẽ,đường thẳng AB nằm phía đông kinh tuyến trục nên:

Thường phía dưới khung mỗi tờ bản đồ có cho biết giá trị trung bình của δ

và γ, rất thuận lợi cho việc tính các góc định hướng α của một cạnh khi chỉ đo gócphương vị từ A của cạnh đó (Hình 1.28: Ví dụ At = 650150400 ⇒ α=65035’40”-10’-20’=65005’40”) Khi lập lưới khống chế tọa độ độc lập trên phạm vi hẹp, để địnhhướng lưới này người ta đo góc định hướng α của cạnh xuất phát bằng la bàn tức làcoi:

1.6.5 Bài toán cơ bản về góc định hướng

1.6.5.1 Bài toán 1: Tính góc bằng từ góc định hướng

Nếu biết góc định hướng của hai cạnh OA, OB là αOA và αOB (Hình 1.29) thì

góc β giữa hai hướng OA, OB sẽ là:

β = αOB - αOA (1.12)Trong công thức 1.12 khi β<0 (khi hướng Bắc nằm giữa hai hướng OA vàOB) ta sẽ cộng thêm 3600

1.7 BÀI TOÁN THUẬN NGHỊCH

1.7.1 Bài toán thuận: Tính tọa độ của một điểm

Biết tọa độ điểm A (xA, yB), khoảng cách SAB và góc định hướng αAB Tìmtọa độ điểm B

Nếu đem chiếu đoạn AB lên trục X và Y của hệ tọa độ vuông góc ta được

∆XAB và ∆YAB Từ Hình 1.32 ta thấy Tọa độ vuông góc của điểm B được tính như

=

∆+

=

AB A

B

AB A

B

YY

Y

XX

X

(1.13)Giá ∆XAB và ∆YAB được gọi là gia số tọa độ Cũng từ hình 1.31 ta thấy:

AB

AB AB

AB

S Y

S X

α

αsin

cos

(1.14)

1.7.2 Bài toán nghịch: Tính chiều dài và góc định hướng của cạnh

Cho tọa độ vuông góc của hai điểm A, B là XA, YA và XB, YB Xác định gócđịnh hướng αAB và chiều dài cạnh SAB

• Tính góc định hướng αAB

Từ tam giác ABC (Hình 1.32) ta có:

A B

A B AB

AB

XX

YYΔX

ΔYtanα

ΔX

ΔY arctg R

AB 0

0 AB

ΔX

ΔYarctg180

R180α

2 = − = − (1.17)

* Với điểm ∆X<0, ∆Y<0 điểm B ở góc phần tư III (Hình 1.33c)

AB

AB 0

0 AB

ΔX

ΔYarctg180

R180α

* Với điểm ∆X>0, ∆Y<0 điểm B ở góc phần tư IV (Hình 1.33d)

AB

AB 0

0 AB

ΔX

ΔYarctg360

R360α

• Tính chiều dài cạnh SAB

Cũng từ tam giác ABC ta có:

2 AB

2 AB

AB

Xsin

YS

α

∆

=α

∆yAB

∆xAB

∆x<0; ∆y>0A

BX

Y

Cα=R

CHƯƠNG 2

BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH2.1 KHÁI NIỆM BẢN ĐỒ VÀ MẶT CẮT ĐỊA HÌNH

Bản đồ địa hình chẳng những được sử dụng trong quân sự, trong xây dựng,trong nhiều ngành kinh tế quốc dân mà còn được làm bản đồ nền để thành lập cácloại bản đồ chuyên đề như bản đồ hành chính, bản đồ dân cư, bản đồ địa chất, bản

Tỉ lệ bản đồ được viết dưới dạng:

M

1

Trong đó tử số luôn bằng 1, còn mẫu số M thường là số chẵn như: 200, 500,

1000, 2000, 5000, 10000, , 1000000 Thể hiện mức độ thu nhỏ của đoạn thẳngtrên mặt đất khi biểu diễn nó lên bản đồ

Nếu gọi d là chiều dài đoạn thẳng trên bản đồ, D là chiều dài tương ứngngoài thực địa thì mẫu số tỉ lệ sẽ là:

Tỉ lệ bản đồ được viết dưới dạng 1/M là một hư số, không có thứ nguyên

Để rõ hơn, tỉ lệ bản đồ có thể viết dưới dạng chữ, ví dụ tỉ lệ 1:10000 có thể viếtthành “1cm trên bản đồ ứng với 100m ngoài thực địa” hoặc ở dạng đồ thị như ởHình 2.1

Để đo khoảng cách trên bản đồ hoặc vẽ lên bản đồ khoảng cách đo đượcngoài thực địa một cách nhanh chóng, người ta chế ra thước tỉ lệ

Ngoài ý nghĩa phản ánh mức độ thu nhỏ khi chuyển độ dài từ mặt đất lênmặt phẳng bản đồ, tỉ lệ bản đồ còn quy định mức độ khái quát hóa nội dung, lựachọn phương pháp thể hiện bản đồ và độ chính xác của bản đồ

Bản đồ có tỉ lệ càng lớn thì mức độ biểu diễn địa hình và địa vật càng đầy

2.2.3 phân loại bản đồ theo tỉ lệ

Theo tỉ lệ, bản đồ địa hình có thể phân làm 3 loại như sau:

Bản đồ tỉ lệ lớn trong thực tế còn được gọi là bình đồ

2.3 PHÂN MẢNH VÀ PHIÊN HIỆU BẢN ĐỒ TRONG VN-2000

Bản đồ địa hình được biểu diễn ở nhiều loại tỉ lệ khác nhau Để tiện cho việcquản lý và sử dụng người ta chia chúng thành nhiều tờ hoặc mảnh rồi đánh số và đặt

sử dụng phép chiếu Gauss, cụ thể như sau:

Chọn mảnh bản đồ quốc tế tỉ lệ 1: 1000000 làm bản đồ cơ bản, từ đó chiamảnh và đánh số như sơ đồ Hình 2.2

Mảnh bản đồ tỉ lệ 1: 1000000 hình thành theo phép chiếu hình nón đồnggóc, có dạng hình thang, kích thước 40 x 60 được giới hạn bằng các kinh tuyến và vĩtuyến

Nguyên tắc hình thành như sau: chia Ellipsoid trái đất theo kinh tuyến thành

60 múi, mỗi múi rộng 60, lần lượt đánh số từ Tây sang Đông, từ 1 đến 60 Múi số 1nắm giữa kinh tuyến 1800 Đ và kinh tuyến 1740T, múi số 2 nằm giữa kinh tuyến

1740T và kinh tuyến 1680T phép chiếu Gauss cũng chia Ellipsoid trái đất thành 60múi chiếu, nhưng múi số 1 nằm giữa kinh tuyến gốc và kinh tuyến 60Đ, múi số 2nằm giữa kinh tuyến 60Đ và kinh tuyến 120Đ nên “múi” này chênh với múi chiếuGauss ± 30 số (Hình 2.3) Ví dụ, Hà Nội ở “múi” 48 thì nằm trên múi chiếu 18,ngược lại một điểm nào đó ở “múi số 3 thì nằm trên múi chiếu 33

1:1.000.000F-481:500.000

F-48-D

1:250.000

F-48-D-4

1:100.000F-48-96

1:50.000F-48-96-D

1:25.000F-48-96-D-d

1:10.000F-48-96-D-d-1

1:2.000F-48-96-(256-k)

1:5.000F-48-96-(256)

1:1.000F-48-96-(256-k-IV) F-48-96-(256-k-16)1:500

47 46 45 44

126 o

o 0

o 4

o 8

o 12

o 16

o 20

o 24

o 28

o 32

o 36

o 42

L K M

Theo vĩ tuyến chia thành các đai 40, ký hiệu bằng các chữ cái la tinh A, B,C (bỏ qua chữ cái O và I để tránh nhầm lẫn với số 0 và số 1) bắt đầu từ xích đạohướng về hai cực Các đai nằm ở Bắc bán cầu thêm chữ N, các đai nằm ở Nam báncầu thêm chữ S.

2.3.1 Phân mảnh và đặt phiên hiệu bản đồ địa hình tỷ lệ 1/1.000.000

Mảnh bản đồ tỷ lệ 1/1.000.000 kích thước 40x60 là giao nhau của múi 60 chiatheo từng kinh tuyến và đai 40 chia theo đường vĩ tuyến Ký hiệu số được đánh sốbằng số Ả Rập 1, 2, 3, …bắt đầu từ múi số 1 nằm giữa kinh tuyến 1800Đ và 1740T,

kí hiệu múi từ Đông sang Tây Ký hiệu đai được đánh bằng các chữ số La Tinh A,

B, C…(bỏ qua chữ cái O và I để tránh nhằm lẩn với số 0 và 1) bắt đầu từ đai A nằmgiữa kinh tuyến 00 và 40B, ký hiệu đai tăng từ xích đạo về cực

Trong hệ thống lưới chiếu UTM quốc tế, người ta đặt trước lý hiệu đai thêmchữ cái N đối với các đai ở Bắc bán cầu và chữ cái S đối với các đai ở Nam bán cầu

Phiên hiệu bản đồ địa hình tỷ lệ 1/1.000.000 trong VN-2000 có dạngX-yy(NX-yy), trong đó X là ký hiệu đai và yy là ký hiệu múi, phần trong ngoặc làphiên hiệu mảnh theo kiểu UTM quốc tế

Ví dụ mảnh bản đồ tỷ lệ 1/1.000.000 có phiên hiệu là F-48(NF-48)

2.3.2 Phân mảnh và đặt phiên hiệu bản đồ địa hình tỷ lệ 1/500.000

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1/1.000.000 chia thành 4 mảnh bản đồ tỷ lệ1/500.000, mỗi mảnh có kích thước 20x30, phiên hiệu mảnh đặt bằng các chữ cái A,

B, C, D theo thứ tự từ trái sang phải từ trên xuống dưới

Theo kiểu UTM quốc tế, các phiên hiệu mảnh A, B, C, D được đánh theochiều kim đồng hồ bắt đầu từ góc Tây-Bắc

Phiên hiệu bản đồ tỷ lệ 1/500.000 là phiên hiệu bản đồ tỷ lệ 1/1.000.000chứa mảnh bản đồ tỷ lệ 1/500.000 đó, gạch nối và sau đo là kí hiệu mảnh bản đồ1/500.000 trong mảnh bản đồ tỷ lệ 1/1.000.000, phần trong ngoặc là phiên mảnhbản đồ đó theo kiểu UTM quốc tế

Ví dụ mảnh bản đồ tỷ lệ 1/500.000 có phiên hiệu là F-48-D(NF-48-C)

2.3.3 Phân mảnh và đặt phiên hiệu bản đồ địa hình tỷ lệ 1/250.000

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1/500.000 chia thành 4 mảnh bản đồ tỷ lệ 1/250.000,mỗi mảnh có kích thước 10x1030’ ký hiệu số được đánh số bằng số Ả Rập từ 1 đến 4theo thứ tự từ trái sang phải từ trên xuống dưới

Theo kiểu UTM quốc tế, mảnh bản đồ tỷ lệ 1/1.000.000 chia thành 16 mảnh

đồ tỷ lệ 1/250.000, mỗi mảnh có kích thước 10x1030’ ký hiệu số được đánh số bằng

số Ả Rập từ 1 đến 16 theo thứ tự từ trái sang phải từ trên xuống dưới

Phiên hiệu bản đồ tỷ lệ 1/250.000 gồm phiên hiệu bản đồ tỷ lệ 1/500.000chứa mảnh bản đồ tỷ lệ 1/250.000 đó, gạch nối và sau đo là kí hiệu mảnh bản đồ1/250.000 trong mảnh bản đồ tỷ lệ 1/500.000, phần trong ngoặc là phiên mảnh bản

đồ đó theo kiểu UTM quốc tế

Ví dụ mảnh bản đồ tỷ lệ 1/250.000 có phiên hiệu là F-48-D-1(NF-48-11)

2.3.4 Phân mảnh và đặt phiên hiệu bản đồ địa hình tỷ lệ 1/100.000

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1/1.000.000 chia thành 96 mảnh bản đồ tỷ lệ1/100.000, mỗi mảnh có kích thước 30’x30’ ký hiệu số được đánh số bằng số ẢRập từ 1 đến 96 theo thứ tự từ trái sang phải từ trên xuống dưới

Theo kiểu UTM quốc tế, hệ thống bản đồ tỷ 1/100.000 được chia đọc lập sovới hệ thống bản đồ tỷ lệ 1/1.000.000 Phiên hiệu bản đồ tỷ lệ 1/100.000 gồm 4 số,hai số đầu bắt đầu bằng 00 là số thứ tự của các núi có độ rộng bằng 30’ theo kinhtuyến xuất phát từ kinh tuyến 750Đ tăng dần về phía Đông (múi nằm giữa kinh độ

1020Đ và 102030’Đ là cột 54), hai số sau bắt đầu bằng 01 là số thứ tự của các đai có

độ rộng 30’ theo vĩ tuyến xuất phát từ vĩ tuyến 40 Nam bán cầu (vĩ tuyến -40) tăngdần về phía cực (đai nằm giữa độ vĩ 80 và 8030’ là 25)

Phiên hiệu bản đồ tỷ lệ 1/100.000 gồm phiên hiệu bản đồ tỷ lệ 1/1.000.000chứa mảnh bản đồ tỷ lệ 1/100.000 đó, gạch nối và sau đo là kí hiệu mảnh bản đồ1/100.000 trong mảnh bản đồ tỷ lệ 1/1.000.000, phần trong ngoặc là phiên mảnhbản đồ đó theo kiểu UTM quốc tế

Ví dụ mảnh bản đồ tỷ lệ 1/100.000 có phiên hiệu là F-48-96(6151)

2.3.5 Phân mảnh và đặt phiên hiệu bản đồ địa hình tỷ lệ 1/50.000

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1/100.000 chia thành 4 mảnh bản đồ tỷ lệ 1/50.000,mỗi mảnh có kích thước 15’x15’, ký hiệu bằng A, B, C, D theo thứ tự từ trái sangphải từ trên xuống dưới

Theo kiểu UTM quốc tế, việc chia mảnh thực hiện tương tự, phiên hiệumảnh bằng chữ số La mã I, II, III, IV theo thứ tự bắt đầu từ mảnh góc Đông-Bắctheo chiều kim đồng hồ

Phiên hiệu bản đồ tỷ lệ 1/50.000 là phiên hiệu bản đồ tỷ lệ 1/100.000 chứamảnh bản đồ tỷ lệ 1/50.000 đó, gạch nối và sau đo là kí hiệu mảnh bản đồ 1/50.000trong mảnh bản đồ tỷ lệ 1/100.000, phần trong ngoặc là phiên mảnh bản đồ đó theo

kiểu UTM quốc tế (phiên hiệu bản đồ tỷ lệ 1/50.000 theo kiểu UTM quốc tế cũngđặt theo nguyên tắc trên nhưng không có gạch ngang).

Ví dụ mảnh bản đồ tỷ lệ 1/50.000 có phiên hiệu là F-48-96-D(6151II)

2.3.6 Phân mảnh và đặt phiên hiệu bản đồ địa hình tỷ lệ 1/25.000

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1/50.000 chia thành 4 mảnh bản đồ tỷ lệ 1/25.000,mỗi mảnh có kích thước 7’30”x7’30”, ký hiệu bằng a, b, c, d theo thứ tự từ trái sangphải từ trên xuống dưới

Hệ thống UTM quốc tế không phân chia các mảnh bản đồ tỷ lệ 1/25.000 vàlớn hơn

Phiên hiệu bản đồ tỷ lệ 1/25.000 là phiên hiệu bản đồ tỷ lệ 1/50.000 chứamảnh bản đồ tỷ lệ 1/25.000 đó, gạch nối và sau đo là kí hiệu mảnh bản đồ 1/25.000trong mảnh bản đồ tỷ lệ 1/50.000

Ví dụ mảnh bản đồ tỷ lệ 1/25.000 có phiên hiệu là F-48-96-D-d

2.3.7 Phân mảnh và đặt phiên hiệu bản đồ địa hình tỷ lệ 1/10.000

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1/25.000 chia thành 4 mảnh bản đồ tỷ lệ 1/10.000,mỗi mảnh có kích thước 3’45”x3’45”, ký hiệu bằng 1, 2, 3, 4 theo thứ tự từ tráisang phải từ trên xuống dưới

Phiên hiệu bản đồ tỷ lệ 1/10.000 là phiên hiệu bản đồ tỷ lệ 1/25.000 chứamảnh bản đồ tỷ lệ 1/10.000 đó, gạch nối và sau đo là kí hiệu mảnh bản đồ 1/10.000trong mảnh bản đồ tỷ lệ 1/25.000

Ví dụ mảnh bản đồ tỷ lệ 1/10.000 có phiên hiệu là F-48-104-D-d-4

2.3.8 Phân mảnh và đặt phiên hiệu bản đồ địa hình tỷ lệ 1/5.000

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1/100.000 chia thành 256 mảnh bản đồ tỷ lệ 1/5.000,mỗi mảnh có kích thước 1’52”x1’52”, ký hiệu bằng sô từ 1 đến 256 theo thứ tự từtrái sang phải từ trên xuống dưới

Phiên hiệu bản đồ tỷ lệ 1/5.000 là phiên hiệu bản đồ tỷ lệ 1/100.000 chứamảnh bản đồ tỷ lệ 1/5.000 đó, gạch nối và sau đo là kí hiệu mảnh bản đồ 1/5.000trong mảnh bản đồ tỷ lệ 1/100.000

Ví dụ mảnh bản đồ tỷ lệ 1/5.000 có phiên hiệu là F-48-104-(256)

2.3.9 Phân mảnh và đặt phiên hiệu bản đồ địa hình tỷ lệ 1/2.000

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1/5.000 chia thành 9 mảnh bản đồ tỷ lệ 1/2.000, mỗimảnh có kích thước 37,5”x37,5”, ký hiệu bằng chữ La-Tinh a, b, c, d, e, f, g, h, k(bỏ qua i, j để tránh nhằm lẩn với 1) theo thứ tự từ trái sang phải từ trên xuống dưới

Phiên hiệu bản đồ tỷ lệ 1/2.000 là phiên hiệu bản đồ tỷ lệ 1/5.000 chứamảnh bản đồ tỷ lệ 1/2.000 đó, gạch nối và sau đo là kí hiệu mảnh bản đồ 1/2.000trong mảnh bản đồ tỷ lệ 1/5.000, đặt trong ngoặc đơn cả ký hiệu của mảnh bản đồ tỷ

lệ 1/5.000 và mảnh bản đồ tỷ lệ 1/2.000

Ví dụ mảnh bản đồ tỷ lệ 1/5.000 có phiên hiệu là F-48-104-(256-k)

2.3.10 Phân mảnh và đặt phiên hiệu bản đồ địa hình tỷ lệ lớn

Bản đồ địa hình tỷ lệ lớn 1/1.000 và 1/500 chỉ được thành lập cho các khuvực nhỏ, có thể thiết kế hệ thống phân mảnh và đặt phiên hiệu mảnh phù hợp chotừng trường hợp cụ thể Ngoài ra, cũng có thể sử dụng cách phân mảnh theo hệthống chung như sau:

2.3.10.1 Phân mảnh và đặt phiên hiệu bản đồ địa hình tỷ lệ 1/1.000

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1/2.000 chia thành 4 mảnh bản đồ tỷ lệ 1/1.000, kýhiệu bằng chữ La mã I, II, III, IV theo thứ tự từ trái sang phải từ trên xuống dưới

Phiên hiệu bản đồ tỷ lệ 1/1.000 gồm phiên hiệu bản đồ tỷ lệ 1/2.000 chứamảnh bản đồ tỷ lệ 1/1.000 đó, gạch nối và sau đo là kí hiệu mảnh bản đồ 1/1.000trong mảnh bản đồ tỷ lệ 1/2.000, đặt trong ngoặc đơn cả ký hiệu của mảnh bản đồ tỷ

lệ 1/5.000, mảnh bản đồ tỷ lệ 1/2.000 và mảnh bản đồ tỷ lệ 1/1.000

Ví dụ mảnh bản đồ tỷ lệ 1/1.000 có phiên hiệu là F-48-96-(256-k-IV)

2.3.10.2 Phân mảnh và đặt phiên hiệu bản đồ địa hình tỷ lệ 1/500

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1/2.000 chia thành 16 mảnh bản đồ tỷ lệ 1/500, kýhiệu bằng chữ số Ả Rập1 đến 16 theo thứ tự từ trái sang phải từ trên xuống dưới

Phiên hiệu bản đồ tỷ lệ 1/500 gồm phiên hiệu bản đồ tỷ lệ 1/2.000 chứamảnh bản đồ tỷ lệ 1/500 đó, gạch nối và sau đo là kí hiệu mảnh bản đồ 1/500 trongmảnh bản đồ tỷ lệ 1/2.000, đặt trong ngoặc đơn cả ký hiệu của mảnh bản đồ tỷ lệ1/5.000, mảnh bản đồ tỷ lệ 1/2.000 và mảnh bản đồ tỷ lệ 1/500

Ví dụ mảnh bản đồ tỷ lệ 1/500 có phiên hiệu là F-48-96-(256-k-16)

2.3.11 Phân mảnh và phiên hiệu mảnh bản đồ địa chính

Phân mảnh và phiên hiệu mảnh bản đồ địa chính được thực hiện theo quyđịnh tại quy phạm thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1/500, 1/1.000, 1/2.000, 1/5.000,1/10.000 và 1/25.000 do Tổng cục Địa chính ban hành năm 1999

2.3.12 Phân mảnh và phiên hiệu mảnh bản đồ chuyên đề

Bản đồ và tập bản đồ chuyên đề được phép xác định cách phân mảnh vàphiên hiệu mảnh theo hệ thống riêng phù hợp với mục đích của bản đồ

2.4 BIỂU DIỄN ĐỊA HÌNH TRÊN BẢN ĐỒ

Địa hình là hình dáng cao thấp lồi lõm của mặt đất tự nhiên Để biểu diễnđịa hình có thể sử dụng các phương pháp: phối cảnh, tô bóng, ghi độ cao và đườngđồng mức Trong đó phương pháp đường đồng mức kết hợp với phương pháp ghi

độ cao có nhiều ưu điểm được sử dụng nhiều nhất

Đường đồng mức là đường nối các điểm có cùng độ cao trên mặt đất tựnhiên Nói cách khác đường đồng mức là giao tuyến giữa mặt đất tự nhiên và mặt

song song với mặt Geoid (Hình 2.4).

Đường đồng mức có các tính chất sau đây:

- Mọi điểm nằm trên cùng một đường đồng mức có cùng độ cao như nhau

- Đường đồng mức là đường cong liên tục, khép kín, không cắt nhau

- Các đường đồng mức càng gần nhau địa hình càng dốc, càng cách xa nhauđịa hình càng bằng phẳng

- Hướng của các đường thẳng ngắn nhất nối hai đường đồng mức kề nhau làhướng dốc nhất

Trường hợp đặc biệt: đồng bằng thật phẳng không có đường đồng mức,vách đứng – các đường đồng mức chống lên nhau

Hiệu số độ cao giã hai đường đồng mức kề nhau gọi là khoảng cao điều, kýhiệu là h

AC

D E

FB

h

Hình 2.4

Khoảng cao đều thường có giá trị số 0,25m; 0,5m; 1,0m; 2,0m; 5,0m;10,0m Độ dốc mặt đất càng lớn thì phải chọn khoảng cao đều càng lớn Tỉ lệ bản

đồ càng lớn thì chọn khoảng cao đều càng nhỏ

Để nghiêm cứu bản đồ được thuận tiện, dể dàng thì cứ cách 4 đường đồngmức (hay 5 đường đồng mức) người ta lại tô đậm một đường và gi cao độ của nó(quay về phía cao)

Để biểu diển các chi tiết nhỏ của địa hình, người ta dựng các đồng mức phụ

có khoảng cao điều bằng nữa khoảng cao đều đã chọn Đường đồng mức phụ được

vẽ bằng nét đứt

2.5 BIỂU DIỄN ĐỊA VẬT TRÊN BẢN ĐỒ

Địa vật được biểu diễn trên bản đồ các loại tỉ lệ bằng các ký hiệu, ký hiệuphải tượng hình, chuẩn xác, cùng với các đường đồng mức, giúp người sử dụng bản

đồ nhìn nhận đầy đủ và rõ ràng về thực địa Có thể phân ký hiệu thành bốn nhóm

2.5.1 Ký hiệu theo tỷ lệ

Ký hiệu theo tỷ lệ biểu diễn lên bản đồ những địa vật có diện tích lớn nhưrừng cây, ruộng vườn, đồng cỏ, bãi lầy, công viên và những địa vật không lớnnhưng có thể thu nhỏ theo tỉ lệ bản đồ (thường là bản đồ tỉ lệ lớn) như nhà xưởng,nhà ở, chùa, nhà thờ Đường biên bao quanh của các địa vật ranh rõ ràng nhưruộng vườn, công viên, nhà xưởng được vẽ bằng nét liền Đường biên bao quanhcủa các địa vật có ranh không rõ ràng như đồng cỏ, bãi lầy, rừng cây được vẽbằng các chấm liên tục Bên trong đường viền có vẽ các ký hiệu để chỉ rõ loại địavật (Hình 2.5)

2.5.2 Ký hiệu không theo tỉ lệ

Ký hiệu không theo tỉ lệ biểu diễn lên bản đồ những địa vật không thể vẽtheo tỷ lệ, những địa vật có kích thước nhỏ như cột cây số, điểm trắc địa, giếng đào,cây độc lập hoặc các địa vật có kích thước không nhỏ lắm như nhà ở, chùa, trạmkhí tượng, nhà thờ nhưng thể hiện lên bản đồ tỉ lệ nhỏ (Bảng 2.1)

Vị trí của địa vật trên bản đồ là tâm của ký hiệu nếu nó có dáng hình tròn,vuông, chữ nhật, tam giác, hình sao: là điểm giữa của đường đáy như ở cột cây số

và là góc vuông ở chân như cây độc lập

Hình 2.5

Bảng 2.1: Một số kí hiệu không theo tỷ lệ thường sử dụng

1 Điểm tọa độ nhă nước, điểm địa chính cơ sở

2 Điểm khống chế đo vẽ, điểm trạm đo, điểm

Bảng 2.2: Một số kí hiệu nửa tỷ lệ thường sử dụng

1 Đường sắt vă ga

2 Đường sắt vă hầm (cao 8m, dăi 55m)

Ga Hầm 8/55

4 Các công trình trên sông (nền xanh lơ)

Ký hiệu chú giải dùng để bổ sung đặc điểm địa vật biểu thị trên bản đồ Ví

dụ, bên cạnh ký hiệu cầu có ghi

25

176

S −

thì có nghĩa là cầu được xây dựng bằngsắt, có chiều rộng 6m, chiều dài 17m và tải trọng 25 tấn

Rất nhiều trường hợp cùng một địa vật, trên bản đồ tỉ lệ lớn biểu diễn bằng

ký hiệu theo tỉ lệ, nhưng trên bản đồ nhỏ lại biểu diễn bằng ký hiệu không theo tỉ lệnhư chùa, nhà ở, nhà thờ , bằng ký hiệu nửa tỉ lệ như đường ô tô, đường sắt

Khi vẽ bản đồ các loại tỉ lệ phải tuân theo các ký hiệu qui định trong tập kýhiệu bản đồ địa hình do Tổng cục Địa chính ban hành

2.6 KHÁI NIỆM VỀ HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ

Bản đồ thể hiện được một số đặc điểm của mặt đất như: tọa độ không gian,địa vật và một vài chi tiết đặt điểm của nó (chẳng hạn như chiều dài, chiều rộng…)

Nhưng thực tế còn tồn tại nhiều đặc điểm khác như: kinh tế, xã hội, lịchsử… chúng luôn vận động và phát triển theo thời gian

Muốn thể hiện đầy đủ các thông tin đó cần có sự trợ giúp của máy tín, mọiđặc điểm trên được mã hóa và lưu trong máy tính

Nhờ một số chương trình con, máy tính sẽ tiến hành phân tích, tổng hợp, mô

tả những dữ liệu rồi trình bày thành các bản liệt kê, biểu đồ, bản vẽ,… và sẽ đượcthể hiện ra màn hình theo sự chọn lựa của người khai thác thong tin, đó chính là Hệthống thông tin địa lý (Geographic Information System-GIS)

GIS (Geographic Information Systems )là một hệ thống các công cụ nền

máy tính dùng để thu thập, truy cập, lưu trữ, biến đổi, phân tích và thể hiện dữ liệuliên quan đến vị trí bề mặt trái đất và tích hợp các thông tin này vào quá trình lậpquyết định

4 5 0,4

Các thành phần chính của GIS gồm: con người, dữ liệu, qui trình, phầncứng, phần mềm Năm thành phần này phải cân bằng, hoàn chỉnh GIS có thể hoạt

là xấu

Theo qua điểm thông tin, tiến trình thể hiện một sự tuần hoàn của dữ liệu

(Hình 2.7): dữ liệu từ thế giới thực được thu thập, lưu trữ, phân tích, xử lý để phục

vụ ra quyết định Những quyết định này tác động trở lại thế giới thực Trên luồng

dữ liệu ấy, kết quả các bước sau phụ thuộc vào các bước trước: quyết định phụthuộc vào kết quả phân tích và quan điểm của người ra quyết định, kết quả phân tíchphụ thuộc vào chất lượng của dữ liệu và khả năng của người phân tích Chất lượngcủa dữ liệu được đề cập ở đây bao gồm tính chính xác, tính thời gian của dữ liệu.Chất lượng của dữ liệu phụ thuộc vào thiết bị, công nghệ, khả năng và tinh thầntrách nhiệm của người thu thập dữ liệu; phụ thuộc vào công nghệ, khả năng củathiết bị lưu trữ, bảo quản dữ liệu

Hình 2.6

Hình 2.7