THÀNH LẬP BÌNH ĐỒ ĐỊA HÌNH LÒNG SÔNG PHỤC VỤ CÔNG TÁC NẠO VÉT LÒNG SÔNG TRÊN KHU VỰC SÔNG ĐUỐNG

MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 2. Mục tiêu của đề tài 1 3. Nội dung nghiên cứu 1 4. Phương pháp nghiên cứu 1 5. Cấu trúc của đồ án 2 6. Lời cảm ơn 2 CHƯƠNG 1: QUY TRÌNH THÀNH LẬP BÌNH ĐỒ LÒNG SÔNG 4 PHỤC VỤ CÔNG TÁC NẠO VÉT SÔNG ĐUỐNG 4 1.1. Quy trình thành lập bình đồ lòng sông 4 1.1.1. Khái niệm về bình đồ địa hình lòng sông 4 1.1.2. Mục đích của việc thành lập bản đồ, bình đồ lòng sông 4 1.1.3. Quy phạm thành lập bản đồ địa hình lòng sông 4 1.2. Phương pháp và thiết bị đo sâu hồi âm 14 1.2.1. Phương pháp đo sâu hồi âm 14 1.2.2. Thiết bị đo sâu hồi âm 17 CHƯƠNG 2: PHẦN MỀM TOPO 21 2.1. Giới thiệu về phần mềm 21 2.2. Chức năng của phần mềm Topo 21 2.3. Ứng dụng phần mềm Topo để thành lập bản đồ địa hình lòng sông 22 2.3.1. Nhập dữ liệu điểm đo tệp .TXT 22 2.3.2. Tạo điểm từ bản vẽ 23 2.3.3. Khái quát về mô hình số địa hình 24 2.3.4. Các thao tác cơ bản xây dựng mô hình lưới tam giác (TIN) 25 2.3.5. Vẽ đương đồng mức 28 2.3.6. Phát sinh thêm điểm trên địa hình 29 2.3.7. Vẽ mặt cắt địa hình 30 2.3.8. Tạo thành tuyến khảo sát 30 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM 33 THÀNH LẬP BÌNH ĐỒ ĐỊA HÌNH LÒNG SÔNG 33 3.1. Khái quát chung về khu vực thực nghiệm 33 3.1.1. Điều kiện tự nhiên 34 3.1.2. Điều kiện kinh tế xã hội 35 3.2. Thành lập bình đồ địa hình lòng sông 35 3.2.1. Xác định độ cao mực nước 35 3.2.2. Đo vẽ chi tiết địa hình lòng sông 37 3.2.3. Ứng dụng phần mềm Topo thành lập bình đồ địa hình lòng sông trên khu vực sông Đuống 46 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54 1. Kết Luận 54 2. Kiến Nghị 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

VŨ THỊ TÂM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THÀNH LẬP BÌNH ĐỒ ĐỊA HÌNH LÒNG SÔNG PHỤC VỤ CÔNG TÁC NẠO VÉT LÒNG SÔNG

TRÊN KHU VỰC SÔNG ĐUỐNG

Ngành : Kỹ thuật Trắc địa – Bản đồ

Mã ngành : D520503

NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TH.S ĐINH HỮU THỊNH

HÀ NỘI, 2017

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu của đề tài 1

3 Nội dung nghiên cứu 1

4 Phương pháp nghiên cứu 1

5 Cấu trúc của đồ án 2

6 Lời cảm ơn 2

CHƯƠNG 1: QUY TRÌNH THÀNH LẬP BÌNH ĐỒ LÒNG SÔNG 4

PHỤC VỤ CÔNG TÁC NẠO VÉT SÔNG ĐUỐNG 4

1.1 Quy trình thành lập bình đồ lòng sông 4

1.1.1 Khái niệm về bình đồ địa hình lòng sông 4

1.1.2 Mục đích của việc thành lập bản đồ, bình đồ lòng sông 4

1.1.3 Quy phạm thành lập bản đồ địa hình lòng sông 4

1.2 Phương pháp và thiết bị đo sâu hồi âm 14

1.2.1 Phương pháp đo sâu hồi âm 14

1.2.2 Thiết bị đo sâu hồi âm 17

CHƯƠNG 2: PHẦN MỀM TOPO 21

2.1 Giới thiệu về phần mềm 21

2.2 Chức năng của phần mềm Topo 21

2.3 Ứng dụng phần mềm Topo để thành lập bản đồ địa hình lòng sông22 2.3.1 Nhập dữ liệu điểm đo tệp TXT 22

2.3.2 Tạo điểm từ bản vẽ 23

2.3.3 Khái quát về mô hình số địa hình 24

2.3.4 Các thao tác cơ bản xây dựng mô hình lưới tam giác (TIN) 25

2.3.5 Vẽ đương đồng mức 28

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM 33

THÀNH LẬP BÌNH ĐỒ ĐỊA HÌNH LÒNG SÔNG 33

3.1 Khái quát chung về khu vực thực nghiệm 33

3.1.1 Điều kiện tự nhiên 34

3.1.2 Điều kiện kinh tế xã hội 35

3.2 Thành lập bình đồ địa hình lòng sông 35

3.2.1 Xác định độ cao mực nước 35

3.2.2 Đo vẽ chi tiết địa hình lòng sông 37

3.2.3 Ứng dụng phần mềm Topo thành lập bình đồ địa hình lòng sông trên khu vực sông Đuống 46

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54

1 Kết Luận 54

2 Kiến Nghị 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

STT Chữ viết tắt Nghĩa Tiếng Anh Nghĩa Tiếng Việt

1 GPS Global Positioning Systems Hệ thống định vị toàn cầu

2 WGS - 84 World Geodetic System

5 SBES Single-Beam Echosounde Máy đo sâu hồi âm đơn tia

6 MBES Multi- Beam Echosounder Máy đo sâu hồi âm đa tia

7 RTK Real Time Kinematic Định vị động thời gian thực

Bảng 1.1: Sai số trung phương vị trí mặt bằng điểm chi tiết độ sâu 11

Bảng 1.2: Khoảng cao đều của đường đồng mức độ sâu 12

Bảng 1.3: Tần số của hồi âm đa tia 17

Bảng 3.1: Bảng số liệu đã hiệu chỉnh 46

Hình 1.1: Quy trình thành lập bình đồ lòng sông 5

Hình 1.2: Máy đo sâu hồi âm đơn tia HYDROTRAC II 19

Hình 1.3: Máy định vị vệ tinh DSM 132 20

Hình 2.1: Hộp thoại chuyển đổi tệp tọa độ 22

Hình 2.2: Tạo điểm mia từ bản vẽ 23

Hình 2.3: Quản lý tập điểm 25

Hình 2.4: Tạo mô hình tin 26

Hình 2.5: Mô hình lưới tam giác không gian 27

Hình 2.6: Hiện chỉnh các thuộc tính 27

Hình 2.7: Hộp thoại vẽ đương đồng mức 29

Hình 2.8: Tạo tuyến 30

Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống tuyến cọc đo nước 37

Hình 3.2: Sơ đồ thiết kế tuyến đo 38

Hình 3.3: Khởi động module 40

Hình 3.4: Nhập thông số 41

Hình 3.5: Hộp thoại HYDROpro NavEdit 41

Hình 3.6: Nhập giá trị đầu tiên quan trắc 42

Hình 3.7: Nhập giá trị quan trắc tiếp 42

Hình 3.8: Thời gian đo ngoài thực địa 43

Hình 3.9: Ghép độ cao mặt nước vào file hydro 43

Hình 3.10: Nhập flie dữ liệu 44

Hình 3.11: Chọn thời gian nhập 44

Hình 3.12: Kết quả tọa độ theo thời gian đo 45

47

Hình 3.17: Phun tọa độ điểm ra màn hình 49

Hình 3.18: Hộp thoại quản lý tập điểm 49

Hình 3.19: Hộp thoại Tạo mô hình TIN 50

Hình 3.20: Mô hình tam giác không gian 50

Hình 3.21: Hiệu chỉnh đối tượng 51

Hình 3.22: Hộp thoại vẽ đường đồng mức 51

Hình 3.23: Đường đồng mức 52

Hình 3.24: Bình đồ được thành lập 52

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Sông Đuống có chế độ thuỷ văn khá phức tạp, dòng chảy có nhiều thay đổi,vận tốc và lưu lượng tăng dần, tình hình sạt lở bờ sông và hạ thấp cao độ lòng sôngdiễn ra khá mạnh làm giảm mạnh lưu lượng nước trên sông Ảnh hưởng trực tiếp tớisản xuất nông nghiệp của người dân

Nhận thức được tầm quan trọng của vấn đề có ảnh hưởng trực tiếp đến đời

sống, tài sản của nhân dân Nên em đã chọn đề tài “Thành lập bản đồ địa hình

lòng sông phục vụ công tác nạo vét lòng sông trên khu vực sông Đuống” Để thực

hiện được đề tài này em đã nhận được sự chỉ bảo, hướng dẫn của thầy giáo ThsĐinh Hữu Thịnh, cô giáo TS Phạm Thị Hoa, Ths Nguyễn Hoàng Hưng và Trungtâm dịch vụ do đạc Khí tượng Thuỷ Văn và Môi trường (đơn vị trực tiếp tham giakhảo sát)

2 Mục tiêu của đề tài

- Nghiên cứu quy trình và thực nghiệm thành lập bản đồ địa hình lòng sôngphục vụ công tác nạo vét lòng sông

- Thành lập bình đồ địa hình lòng sông khu vực sông Đuống

3 Nội dung nghiên cứu

- Quy trình thành lập bản đồ địa hình lòng sông

- Ứng dụng phần mềm Topo thành lập bản đồ địa hình lòng sông

- Thực nghiệm thành lập bản đồ địa hình lòng sông từ số liệu thực tế

4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thống kê: Thu thập, tổng hợp, xử lý các thông tin và tài liệuliên quan

- Phương pháp thực nghiệm: Trên cơ sở lý thuyết có được từ các thông tin liênquan thu thập, thống kê sử dụng số liệu thực tế để đưa ra được sản phẩm như yêucầu thực tế của nhà sản xuất

- Phương pháp điều tra thực địa: Sử dụng số liệu đo đạc thực địa khu vực đó

- Phương pháp phân tích: Sử dụng các phương tiện và công cụ tiện ích, phântích logic các tư liệu đánh giá khách quan các yếu tố để đưa ra kết luận chính xáclàm cơ sở giải quyết các vấn đề đặt ra.

đã dành nhiều thời gian quý báu tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ em hoànthành đồ án Em xin chân thành cảm ơn tập thể các thầy cô giáo trong khoa Trắcđịa- Bản đồ đã trang bị cho em những kiến thức cơ bản, hữu ích phục vụ cho việchọc tập, nghiên cứu đồ án tốt nghiệp cũng như cho công tác của em sau này

Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè, những người đãđộng viên, giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập, rèn luyện tại trường và trongquá trình nghiên cứu, hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.

Đồ án chắc chắn sẽ không tránh khỏi những sai sót, em rất mong nhận được sựđóng góp chỉ bảo của các thầy, các cô cùng các bạn để bài đồ án của em càng hoànthiện hơn Đây sẽ là kiến thức bổ ích cho công việc của em sau này

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm

Sinh viên

Vũ Thị Tâm

CHƯƠNG 1: QUY TRÌNH THÀNH LẬP BÌNH ĐỒ LÒNG SÔNG

PHỤC VỤ CÔNG TÁC NẠO VÉT SÔNG ĐUỐNG

1.1 Quy trình thành lập bình đồ lòng sông

1.1.1 Khái niệm về bình đồ địa hình lòng sông

Bản đồ địa hình đáy sông là phần nối tiếp của bản đồ địa hình mặt đất, vì vậy

có nội dung và cách trình bày tương tự nhau Bản đồ địa hình cần thể hiện đầy đủcác yếu tố địa hình và địa vật đáy sông, tính chất của đáy sông,các yếu tố đó phảiđược trình bày thống nhất trong một hệ tọa độ và độ cao cùng với bản đồ địa hìnhtrên mặt đất, các yếu tố của bản đồ liên quan đến đường mép nước vì thế liên quanđến thủy triều và mực nước với sự dao động cao thấp Bản đồ địa hình đáy sôngcung cấp các phương án vận hành, quản lý, điều tiết công tác thủy lợi và hoạt độnggiao thông trên sông

1.1.2 Mục đích của việc thành lập bản đồ, bình đồ lòng sông

Mục đích của việc thành lập bình đồ lòng sông là làm cơ sở dữ liệu để biên vẽbản đồ địa hình đáy sông các tỷ lệ nhỏ hơn, biên vẽ bản đồ nền, xây dựng hệ thốngthông tin địa lý (GIS), biên tập các bản đồ chuyên đề, tài liệu phục vụ cho công tácquy hoạch, điều tra, thăm dò, quản lý các hoạt động trên sông và liên quan đếnsông, là cơ sở để thiết kế xây dựng các công trình thủy lợi, quy hoạch tuyến vận tảitrên sông, nghiên cứu môi trường, thăm dò và khai thác tài nguyên khoáng sản phục

vụ cho việc nghiên cứu sa bồi, xói lở, nạo vét thi công xây dựng các công trình vàđảm bảo an toàn cho thuyền bè đi lại trên sông

1.1.3 Quy phạm thành lập bản đồ địa hình lòng sông

Tiêu chuẩn kỹ thuật thành lập theo “tiêu chuẩn ngành quy phạm đo vẽ bản đồđịa tỷ lệ 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000 (phần ngoài trời)” do Cục đo đạc và bản đồnhà nước ban hành số 248/KT

1.1.4 Quy trình thành lập bản đồ địa hình lòng sông

Đo sâu và định vị

Xử lý kết quả đo sâu

Kiểm tra kết quả đo

- Kiểm tra phương tiện khảo sát (tàu, ca nô).

- Kiểm tra tình trạng hoạt động các thiết bị phục vụ công tác đo sâu, bao gồmmáy định vị, máy đo sâu hồi âm, máy đo triều ký, máy tính, phần mềm khảo sát

- Cài đặt cấu hình trên thiết bị đo

- Cài đặt chế độ thu thập dữ liệu

- Cài đặt các tham số

- Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh các máy kinh vĩ, máy thủy chuẩn theo quy định

2 Thu thập tài liệu

- Thu thập tài liệu trắc địa: bản đồ chuyên ngành phục vui cho công tácthủy lợi sẵn có (phần dưới nước và trên đất liền), tài liệu về khí tượng thủy văntrong khu vực khảo sát, tình hình giao thông, dân cư, các yếu tố có liên quan đếnnhiệm vụ thi công

- Thu thập các tài liệu có liên quan

- Sau khi đã có các thông tin khảo sát khu đo, cần soạn thảo thiết kế kỹ thuật,đưa ra một số phương án và lựa chọn phương án tốt nhất, có tính khả thi

3 Khảo sát thực địa khu vực đo vẽ

- Khảo sát khu vực đo vẽ: khảo sát tình hình đặc điểm thời tiết khí hậu, chế độ

sóng gió, chế độ thủy triều, tình hình giao thông, đặc điểm các đối tượng chướngngại vật trên bờ, dưới nước trong khu vực cần đo vẽ

- Xác định số lượng mốc trắc địa còn tồn tại và những mốc đã mất khôngtìm thấy

- Chọn lựa các điểm đặt máy kinh vĩ, trạm định vị vô tuyến và khả năng đonối trắc địa

-Vị trí, điều kiện đặt trạm nghiệm triều, phương pháp đo nối độ cao trạmnghiệm triều với các điểm độ cao nhà nước

- Xác định các trạm nghiệm triều thuộc mạng lưới nghiệm triều nhà nước gầnvùng đo vẽ, ở đó có tiến hành quan trắc thường xuyên mực nước

- Khảo sát vị trí dự kiến là nơi neo đậu của phương tiện đo, vị trí cung ứng vật

tư phục vụ thi công và nhu yếu phẩm phục vụ sinh hoạt trong thời gian thi công

- Vị trí neo đậu tạm thời tầu đo khi có bão

4 Thiết kế kỹ thuật

- Căn cứ vào các yêu cầu về kỹ thuật và độ chính xác của công tác đo sâu để

lựa chọn thiết bị đo, phương pháp đo và ước tính tổng các nguồn sai số của toàn bộ

hệ thống, bao gồm các sai số ngẫu nhiên của từng thiết bị thành phần và các yếu tốkhác như thủy triều, mớn nước phương tiện đo Các sai số hệ thống còn tồn tạiphải được ước tính và đưa vào tính toán tổng sai số

- Cơ sở toạ độ và độ cao phục vụ đo vẽ bao gồm: Số lượng điểm, cách thức bố

trí và phương pháp xây dựng lưới khống chế đo vẽ và độ chính xác tương ứng, vấn

đề chọn điểm, tiêu mốc

- Thiết kế tuyến đo: Căn cứ vào yêu cầu cụ thể hoặc tỷ lệ của bình đồ trong

từng công trình, dự án, điều kiện địa hình mặt đáy của khu vực khảo sát, dựa trêncác tài liệu bản đồ, hải đồ hiện có và tính năng kỹ thuật của hệ thống thiết bị sẽ sửdụng để thiết kế các tuyến đo và các tuyến đo kiểm tra

- Xây dựng cơ sở toán học phép đo: Chọn Ellipsoid tham chiếu, phép chiếu,

kinh tuyến trục (hoặc vĩ tuyến chuẩn), hệ số tỷ lệ, các tham số chuyển đổi từ hệ tọa

độ quốc tế WGS-84 sang hệ tọa độ VN- 2000 hoặc các hệ tọa độ khác theo yêu cầu

cụ thể đối với công trình đo vẽ

5 Đo sâu

a) Di chuyển nhân công, thiết bị, phương tiện đến vị trí thi công

Di chuyển nhân lực, phương tiện, thiết bị từ vị trí tập kết (lán) đến khu vực thi

Bố trí vị trí neo đậu của phương tiện khảo sát.

b) Bố trí, lắp đặt trạm tĩnh

- Lắp đặt antenna GPS trên điểm tọa độ, định tâm, cân bằng, độ lệch tâm ≤ 5mm

- Lắp đặt trạm tĩnh GPS, antenna máy thu và thiết bị phát sóng vô tuyến Radiolink

- Cài đặt các tham số cho trạm tĩnh GPS được thực hiện trực tiếp trên máythông qua máy tính có phần mềm tương thích, đồng bộ Các tham số cài đặt bao gồm:Tọa độ, độ cao của điểm khống chế dưới dạng tọa độ trắc địa trong hệ tọa độWGS-84 (B, L, H)

+ Khai báo tên trạm: Tên trạm được lấy theo ký hiệu điểm khống chế tọa độđược sử dụng để bố trí lắp đặt trạm tĩnh GPS

+ Khai báo kênh, tần số phát tín hiệu tài chính của trạm tĩnh GPS

+ Khai báo các tham số liên quan tới việc truyền phát tín hiệu cải chính từtrạm tĩnh GPS tới các máy thu GPS di động

- Chuyển thiết bị sang chế độ hoạt động của trạm tĩnh GPS (Reference Station)

- Thường xuyên theo dõi hoạt động của thiết bị và nguồn điện trong suốt quátrình đo Bố trí, lắp đặt trạm quan trắc mực nước

- Chọn vị trí đặt thước dọc mực nước, vị trí đặt đầu đo của máy triều ký

- Lắp đặt đầu đo của máy triều ký, thước quan trắc mực nước Gia cố đảm bảotính ổn định và an toàn cho thiết bị, dụng cụ

- Chuyền dẫn độ cao từ mốc khống chế độ cao tới vạch “0” thước nước vàđiểm dấu đầu đo của máy triều ký

- Cài đặt các tham số hoạt động cho máy triều ký qua máy tính và phần mềmtương thích

- Thường xuyên kiểm tra số liệu giữa kết quả máy đo và số liệu quan trắc trênthước đo mực nước bảo đảm sai lệch trong phạm vi cho phép

- Lắp đặt thiết bị, gia cố bảo vệ dụng cụ, thiết bị

- Tiến hành quan trắc thu thập dữ liệu độ cao mực nước

- Ghi chép dữ liệu quan trắc vào sổ đo

c) Bố trí phương tiện hộ tống, cảnh giới

- Bố trí nhân công trực quan sát bằng mắt, ống nhòm, trực máy thông tin đốivới phương tiện thực hiện khảo sát trong suốt quá trình đo đạc tại hiện trường;

- Phương tiện cảnh giới làm nhiệm vụ quan sát, cảnh giới và sẵn sàng thựchiện hoạt động hỗ trợ, cứu nạn cho phương tiện thực hiện nhiệm vụ khảo sát khi bị

sự cố

- Thường xuyên di chuyển gần khu vực thi công nhất để có khả năng ứngcứu kịp thời

d) Lắp đặt các thiết bị đo trên tàu khảo sát

- Lắp đặt các thiết bị trên tàu khảo sát theo sơ đồ lắp đặt thiết bị, các thiết bịlắp đặt đều phải được cố định trên các bàn lắp thiết bị có sẵn trên tàu

- Lắp đặt antenna máy thu GPS, thu tín hiệu tài chính của trạm tĩnh, phải chọn

vị trí lắp đặt trên tàu có khả năng thu tín hiệu tốt nhất từ vệ tinh cũng như từ trạmtĩnh;

- Lắp đặt máy tính, kết nối với các thiết bị đo đạc (máy đo sâu, máy định vị,màn hình dẫn đường)

- Lắp đặt cần phát biến ở mạn tàu, hoặc ở dưới đáy tàu, xác định độ ngập củacần phát biến (từ mặt dưới của cần phát biến đến mặt nước yên tĩnh) và đưa thông

số này vào máy

- Cài đặt tham số tương quan vị trí giữa antenna GPS với cần phát biến máy

đo sâu, đưa vào phần mềm khảo sát để cải chính độ lệch tâm giữa antenna GPS với

bộ phận phát biến máy đo sâu

e) Kiểm nghiệm máy định vị

Theo quy định tại Thông tư số 27/2011/TT-BTNMT ngày 20 tháng 7 năm

2011 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường về quy định kiểm nghiệm vàhiệu chỉnh thiết bị đo đạc bản đồ biển

f) Kiểm nghiệm máy đo sâu

Theo quy định kiểm nghiệm và hiệu chỉnh thiết bị tại Thông tư số 27/2011/TT-BTNMT

 Công tác đo sâu

- Điều khiển phương tiện khảo sát chạy theo các tuyến đo đã thiết kế, thôngqua phần mềm khảo sát tổ hợp trạm đo di động gồm máy thu GPS và máy đo sâuhồi âm thực hiện thu thập dữ liệu tọa độ, độ sâu

- Định vị các điểm có trong khu vực như: Các báo hiệu hàng hải, các côngtrình hàng hải, các đăng đáy cá, chướng ngại vật…

- Đo các điểm đặc trưng, tăng dày, điểm đột biến, đo độ sâu những vị trí tàukhông vào được, các chướng ngại vật nguy hiểm, khu vực mất tín hiệu DGPS bằng cách sử dụng máy toàn đạc điện tử hoặc máy định vị DGPS kết hợp mia địahình, sào, hoặc dọi

- Hiệu chỉnh các số liệu quan trắc mực nước, dữ liệu tốc độ sóng âm, độ trễ

thời gian và các dữ liệu khác có liên quan vào dữ liệu đo

- In bản thảo độ sâu phục vụ công tác kiểm tra số liệu ngoại nghiệp

- Kết quả kiểm tra nằm trong giới hạn cho phép thì kết quả đo được chấp nhậnngược lại phải tiến hành đo lại các vị trí không đạt yêu cầu

Trong quá trình đo sâu để thu được kết quả một cách chính xác giảm thiếusai số và thuận tiện cho quá trình xử lý, biên tập bình đồ thì cần phải xử lý sốliệu đo ngay trong quá trình đo Số liệu đo được xử lý phần mềm chuyên dùng làModule NavEdit trong bộ phần mềm hydro.Pro cho kết quả tương đối chính xácdưới dạng file Text (txt)

Sau khi hoàn thành sản phẩm phải tiến hành các bước: Báo cáo kết quả, yêu cầu

dữ liệu, định dạng dữ liệu và mật độ khảo sát, định dạng dữ liệu và mật độ khảo sát

Bảng 1.1: Sai số trung phương vị trí mặt bằng điểm chi tiết độ sâu

Độ chính xác độ sâu của bình đồ được đánh giá bằng tổng sai số trung phương

độ sâu của điểm chi tiết độ sâu xác định theo công thức:

(1.1)Trong đó:

: là sai số trung phương độ sâu (m)

: là sai số không phụ thuộc vào độ sâu, bằng 0,15m

: Hệ số của sai số phụ thuộc vào độ sâu, bằng 0,0075

: là độ sâu (m)

: là Sai số phụ thuộc vào độ sâu

Độ chính xác toạ độ đối với các địa vật có liên quan không được vượt quá0,5mm × M (M là mẫu số tỷ lệ bản đồ)

 Khoảng cao đều của các đường đồng mức độ sâu

Khoảng cao đều của các đường đồng mức được quy định ở bảng sau:

STT Tỷ lệ bình đồ Khoảng cao đều

(m)

-Địa hình mặt đáy tương đối bằng phẳng,

tương đối đồng nhất, độ dốc không lớn

-Địa hình mặt đáy phức tạp, không đồng nhất,

độ dốc lớn

0,20,5

-Địa hình mặt đáy tương đối bằng phẳng,

tương đối đồng nhất, độ dốc không lớn

-Địa hình mặt đáy phức tạp, không đồng nhất,

độ dốc lớn

0,51,0

Bảng 1.2: Khoảng cao đều của đường đồng mức độ sâu

vét vùng nước cảng biển và luồng tàu

- Khung bình đồ và lưới toạ độ

- Các điểm chi tiết độ sâu

- Đường đồng mức độ sâu

- Các đường giới hạn mái dốc với mặt cao độ tự nhiên khu nước

- Các đường giới hạn vùng nước cảng sông và luồng tàu nằm trong phạm vithể hiện của bình đồ độ sâu, kể cả phạm vi không thi công nạo vét

- Các mặt cắt và ký hiệu mặt cắt thiết kế

- Bảng toạ độ, độ cao các điểm khống chế trắc địa dùng trong khảo sát độ sâu

- Bảng toạ độ các điểm đặc trưng: Giới hạn vùng nước, báo hiệu hàng hải, cácđịa vật khác có liên quan

- Bảng ký hiệu các đối tượng thể hiện trong bình đồ

- Tên và logo (nếu có) của chủ đầu tư.

- Tên và logo (nếu có) của các đơn vị giám sát

- Phải bảo toàn đầy đủ các dữ liệu đã được đo đạc, và biên tập trên bình đồ gốc;

- Không làm thay đổi toạ độ của các đối tượng trên bình đồ và vị trí tươngquan giữa chúng;

- Bảo toàn các đối tượng địa hình, địa vật quan trọng;

- Bảo toàn các quy phạm, tiêu chuẩn về ghi chú các đối tượng thể hiện;

Sử dụng các ký hiệu trong thành lập bình đồ độ sâu phục vụ thiết kế hoặcnghiệm thu nạo vét được quy định như sau:

- Các đối tượng địa hình, địa vật là các báo hiệu trên sông, đối tượng có liênquan đến an toàn giao thông đường thủy (vị trí tàu đắm, khu vực nguy hiểm, và các

chướng ngại vật dưới nước khác…), và ghi điểm độ sâu sử dụng ký hiệu theo tiêuchuẩn, quy phạm thành lập hải đồ chuyên ngành.

- Các đối tượng biểu thị cho công tác thiết kế: Đường giới hạn vùng nướccảng biển và luồng tàu, đường giới hạn khu vực thi công nạo vét, ký hiệu và vị trímặt cắt… sử dụng ký hiệu theo tiêu chuẩn xây dựng chuyên ngành

8 Kiểm tra chất lượng sản phẩm

- Độ chính xác đo vẽ bản đồ địa hình lòng sông.

- Độ tin cậy được xác minh bằng việc đo kiểm tra

- Mặt cắt địa hình trên băng độ sâu rõ ràng, chính xác

- Kiểm tra tài liệu kiểm nghiệm máy các loại, các loại sổ đo, ghi chú điểm, tàiliệu hồ sơ bàn giao mốc, bảng tính toán, đồ thị quan trắc mực nước, các loại tệp sốliệu đo ngoại nghiệp ghi trên đĩa mềm hoặc đĩa CD và bình đồ độ sâu

- Tiến hành đo kiểm tra một số tuyến đo sâu tại thực địa, so sánh kết quả đokiểm tra và kết quả đo sâu, kiểm tra băng đo sâu, so sánh dáng địa hình từ băng đosâu với kết quả mặt cắt trong phần mềm khảo sát

9 Nghiệm thu, bàn giao và xuất bản

- Lập biên bản nghiệm thu, xác nhận khối lượng thực hiện, đánh giá, đềxuất, kiến nghị

- In ấn bình đồ độ sâu, tài liệu liên quan đóng thành bộ, bàn giao, đưa vào sửdụng

10 Lưu trữ dữ liệu khảo sát

- Dữ liệu khảo sát được xuất bản dưới dạng cứng in trên giấy và bản mềm ghiđĩa CD Khi tổ chức lưu trữ dưới dạng các bản mềm, phải tổ chức thành các thưmục hợp lý và khoa học, phục vụ cho các nhiệm vụ, công việc tiếp theo

- Việc lưu trữ dữ liệu khảo sát trước hết thuộc trách nhiệm của đơn vị thicông, tiếp theo là chủ đầu tư và các đơn vị giám sát theo yêu cầu của chủ đầu tư

1.2 Phương pháp và thiết bị đo sâu hồi âm

1.2.1 Phương pháp đo sâu hồi âm

Xác định độ sâu là nhiệm vụ quan trọng, để thực hiện được nhiệm vụ này đòihỏi các kĩ sư trắc địa phải có kiến thức cụ thể về môi trường của âm thanh dướinước, các thiết bị đo sâu và quy trình thích hợp khi đo sâu để đảm bảo độ chính xác

và phạm vi bao phủ khu đo Người ta chia ra các phương pháp đo sâu hồi âm:

- Phương pháp đo sâu hồi âm đơn tia

- Phương pháp đo sâu hồi âm đa tia

• Phương pháp đo sâu hồi âm đơn tia

Phương pháp đo sâu hồi âm đơn tia là sử dụng thiết bị xác định độ sâu bằngcách đo khoảng thời gian giữa tín hiệu của một xung âm thanh phát với tín hiệu củaxung âm thanh nhận phản hồi từ đáy sông (biển)

Mục đích của phương pháp này là tạo được một hồ sơ đáy biển với độ phângiải cao, các dữ liệu hồi âm được giải đoán thận trọng thậm chí phải xử lý thủ công

để xác nhận chính xác độ sâu đáy sông(biển)

+ Nguyên lý hoạt động của đo sâu hồi âm đơn tia

Đo sâu hồi âm đơn tia hoạt động bằng cách chuyển đổi năng lượng điện từ từmáy phát xung thành năng lượng âm thanh

Các đầu dò không truyền âm thanh đi mọi hướng mà chỉ truyền theo mộthướng vào trong nước dưới dạng một chùm tia thẳng đứng

Xung âm thanh được truyền qua cột nước và chạm đáy Sau quá trình tươngtác với đáy xung âm thanh phản hồi lại nhưng đồng thời nó cũng bị tán xạ nhiều.Năng lượng phản hồi trở lại đầu dò và được đầu dò cảm nhận, sức mạnh của âmthanh phản hồi giảm nhanh theo thời gian, do vậy cần một bộ điều chỉnh năng lượng(đã được cài sẵn trong máy) và một bộ biến đổi hiệu ích theo thời gian để bù đắpcho sự sụt giảm của âm thanh phản hồi theo thời gian Sau khi nhận âm phản hồi,máy sẽ khuếch đại tín hiệu các tín hiệu sẽ được chuyển đến một máy dò sóng âm(máy dò sẽ so sánh với tín hiệu ban đầu để loại trừ nguồn nhiễu) cuối cùng người taghi lại tín hiệu đã xử lý

+ Tần số trong hồi âm đơn tia

Tần số trong đo sâu hồi âm đơn tia được lựa chọn theo mục đích sử dụng củathiết bị tức là khoảng đo sâu Trong một số trường hợp người ta mong muốn sửdụng một thiết bị cho nhiều độ sâu khác nhau, một máy đo sâu hồi âm có nhiều tần

số cùng hoạt động Vì vậy mà chất lượng thu thập dữ liệu cao hơn

Các tần số thường được phân bố theo nhiều kênh khác nhau Máy đo sâu hồi

âm 2 tần số thường sử dụng cho vùng nước nông ven bờ còn đối với vùng nước sâumáy cần có một tần số thấp

+ Hoạt động và ghi dữ liệu hồi âm đơn tia

- Trước khi bắt đầu khảo sát cần hiệu chỉnh máy theo vận tốc âm thanh thựctế

- Nên lựa chọn một thang ghi thích hợp với độ sâu dự kiến

- Lựa chọn kênh tần số phù hợp phạm vi đo đáy biển

- Khi sử dụng máy đo sâu hồi âm kĩ thuật tương tự, cần thiết lập hiệu ích vàcường độ ghi nhằm tạo ra một theo dõi rõ ràng

+ Nguồn sai số và kiểm soát chất lượng hồi âm đơn tia:

- Sai số do độ dốc đáy biển

- Sai số do vận tốc âm thanh

- Sai số do thời gian đo

- Sai số di hiện tượng nhồi sóng, nghiêng lắc và xoay của thân tàu

- Sai số do mớn nước, do tải trọng tàu, do tương quan vị trí của đầu do vớinhau và với thân tàu

- Sai số do ghi dữ liệu và xử lý

- Sai số do giải thích biểu đồ

- Sai số do giảm độ sâu

• Phương pháp đo sâu hồi âm đa tia

Phương pháp này được sử dụng để khảo sát cho một khu vực rộng được thiết

kế đo theo từng tuyến song song nhau, nhằm phủ kín khu vực Các mặt khảo sát

nằm vuông góc với hướng chuyển động của tàu khảo sát Khi tàu di chuyển các máy

dò âm quét ra một tuyến phủ kín mọi dải địa hình đáy biển

+ Nguyên lý hoạt động của đo sâu hồi âm đa tia

Nguyên tắc hoạt động của phương pháp này dựa trên một dải âm thanh hìnhquạt quét đáy biển, sau đó nhận các tín hiệu phản hồi Nhiều chùm tia âm thanhđược định dạng theo kỹ thuật xử lý tín hiệu điện tử, với góc nhìn của chùm tia xácđịnh trước Thời gian tín hiệu âm thanh truyền và nhận được tính toán bởi các thuậttoán để xác định đáy biển Việc quét tín hiệu theo vết theo dõi để từ đó xác định độsau và khoảng cách ngang tới trung tâm khu vực khảo sát được máy tính đảm nhận.+ Độ chính xác của đo sâu hồi âm đa tia

Các phép đo trong hệ thống hồi âm đa tia phức tạp hơn trong hệ thống hồi âmđơn tia Do có một số yếu tố góp phần gây ra sai số trong phép đo bao gồm: góc củachùm tia, góc tới đáy sông (biển), truyền sóng và nhận phản hồi với chùm tia rộng,trạng thái của thân tàu, Điểu này cần phải nắm rõ để ước lượng các nguồn sai sốảnh hưởng tới kết quả xác định vị trí và độ sâu

+ Tần số của hồi âm đa tia

Bả ng1 3:

Tần số của hồi âm đa tia

+ Nguồn sai số kiểm soát chất lượng hồi âm đa tia

2 Vùng nước nông dưới 1500m 50 kHz ÷ 200 kHz

- Máy đo sâu hồi âm Odom hydro truking II.

- Máy định vị vệ tinh DSM132

- Sào đo, dây nối, máy tính

a Máy đo sâu hồi âm HYDROTRAC II

HYDROTRAC II là dòng máy đo sâu phù hợp với việc lắp đặt trên các canokhảo sát có kích thước nhỏ. Hydrotrac II có lắp đặt máy in nhiệt với độ phân giảicao, tích hợp chức năng định vị DGPS nếu yêu cầu lắp đặt, chống nước, bộ nhớFlash và cài đặt Side Scan

Chỉ tiêu kỹ thuật của máy đo sâu hồi âm HYDROTRAC II

Tần số của máy đo:

- 200 kHz (Tiêu chuẩn)

- 210, 40 & 33 kHz (Tuỳ chọn)

Hiệu suất: 600 Watts

Nguồn cấp điện của máy đo sâu:

- 11-28 VDC (Tiêu chuẩn)

- 110/220 VAC (Tuỳ chọn)

Cổng giao tiếp: 2 cổng (RS232 hoặc RS422)

Đặc tính kĩ thuật của máy đo sâu:

- Máy in nhiệt kích thước 8.5"/216 mm (giấy fax)

- Màn hình hiển thị LCD (1chiều cao)

- Bàn phím điều điều khiển kín

- Lệnh điều khiển bằng trực tiếp/từ xa

- Tự động thay đổi tỷ lệ (phasing)

- Input số liệu GPS

- Input hiệu chỉnh sóng Heave từ motion sensor

- In ghi chú trên băng đo sâu

- Tự động xác định độ dài xung, AGC & TVG

- Xuất số liệu: NMEA, ECHOTRAC, DESO 25, v.v

- Không thấm nước.

- Trọng lượng nhẹ (24.8 lbs./11.25 kg.)

- Kích thước nhỏ (14.5 cao x 16.5 rộng x 8.0 dài inches); (36.83 cao x 41.91rộng x 20.32 dài cm)

- Độ chính xác của máy đo sâu:

+ 200 kHz-1cm ± 0.1% của giá trị độ sâu (hiệu chỉnh cho tốc độ âm thanh).+ 33 kHz - 10cm ± 0.1% của giá trị độ sâu (hiệu chỉnh cho tốc độ âm thanh)

- Độ phân giải: 0.1 ft./.01 mét

- Số liệu in kèm các điểm đánh dấu: Ngày tháng, Thời gian, Số điểm, Độ sâu(và toạ độ GPS nếu có)

- Cần phát biến quét ngang 200KHz (Tuỳ chọn)

- Bộ thu nhận tín hiệu DGPS Beacon có kèm ăng ten (Tuỳ chọn)

- Bộ hiển thị Trái - Phải (Tuỳ chọn)

- Nâng cấp bộ nhớ Flash

- Tích hợp chương trình giả lập

Điều khiển:

- Độ nhạy

- Tắt/ mở máy in băng đo sâu hoặc chạy băng đo về trước

- Tạo event Mark (đặt thời gian trong máy đo)

- Công suất truyền dẫn (600/160/35 watts)

Hình 1.2: Máy đo sâu hồi âm đơn tia HYDROTRAC II

cho phép phát và thu tín hiệu cải chính DGPS trong phạm vi rộng đến 500km trênbiển với độ chính xác định vị đến đơn vị mét.

về địa hình số Người thiết kế gần như phải thực hiện lại một số công đoạn về nhập

dữ liệu địa hình, gây lãng phí về thời gian và công sức

Để tự động hóa việc giao tiếp giữa hai quá trình khảo sát và thiết kế, công

ty Hải Hòa đã nghiên cứu thiết kế và cho ra đời phần mềm Topo là một chươngtrình phần mềm trợ giúp quá trình khảo sát và lập bản đồ địa hình số Các bản đồđịa hình do Topo lập ra chứa đựng đầy đủ các thông tin về địa hình, trên cơ sở

dữ liệu trung gian, tiết kiệm thời gian, công sức và đảm bảo tính chính xác,thống nhất của dữ liệu.

Phần mềm Topo chạy trong môi trường AutoCAD 2004 hoặc AutoCAD 2005với hệ thống menu, hộp thoại bằng tiếng Việt, có hệ thống trợ giúp trực tuyến rấtthuận tiện cho người sử dụng khi cần tra cứu cách sử dụng

2.2 Chức năng của phần mềm Topo

- Tạo khung in bản đồ địa hình

- Nhập số liệu từ sổ đo ( thuỷ bình, kinh vĩ )

- Đọc số liệu từ máy toàn đạc điện tử

- Biên vẽ bản đồ

- Trợ giúp biên tập bản đồ địa hình

- Bình sai lưới độ cao và lưới mặt bằng

- Tiện ích

- Mặt cắt thể hiện đường đầu kỳ, cuối kỳ và đường kế hoạch (nếu có)

2.3 Ứng dụng phần mềm Topo để thành lập bản đồ địa hình lòng sông

2.3.1 Nhập dữ liệu điểm đo tệp TXT

Ngoài thực địa thông thường đo theo hai phương pháp: đo dạng tọa độ và đogóc cạnh Mỗi phương pháp đo có một ưu điểm và nhược điểm riêng Tùy khả năng

sử dụng máy toàn đạc cũng như trình độ kỹ thuật trắc địa mà lựa chọn phương án đocho phù hợp Tuy nhiên, cuối cùng vẫn nên đưa về giá trị tọa độ XYH cho dễ sử dụng.Nếu sử dụng phương pháp đo góc cạnh, có thể sử dụng các chương trình chạybình đồ để tính Để nhập dữ liệu điểm đo từ tệp txt ta thực hiện như sau:

B1: Câu lệnh: HSENZ/ Enter

B2: Lệnh từ Menu: Nhập dữ liệu/Nhập từ tệp TXT…

Xuất hiện hộp thoại như hình 2.1:

Hình 2.1: Hộp thoại chuyển đổi tệp tọa độ

Chức năng của thao tác nhập dữ liệu cho điểm đo:

- Tạo điểm đo từ tệp văn bản tọa độ

- Các điểm được soạn theo các cột với các cột tọa độ X, Y, Z, TT và mô tả tùytheo yêu cầu

- Dữ liệu được chọn định dạng các cột theo thứ tự, những cột không có dữ liệuthì ta chọn là “không” (chỉ được áp dụng cho hai cột cuối)

- Tại ô “Dấu phân cách” là dấu phân cách giữa các cột với nhau Chương trìnhtrang bị cho ba loại dấu là “dấu TAB, dấu phẩy, dấu trống” Thông thường trongchương trình EXCEL khi xuất hiện tệp ra dạng txt thì nên đặt dấu “TAB”…

- Tệp nguồn là ô cho phép người dùng chọn tên tệp đã soạn thảo ở trên Saukhi chọn định dạng và tên tệp chọn nút “Nhận” để bắn điểm ra màn hình

Hình 2.2: Tạo điểm mia từ bản vẽ

Chức năng của thao tác tạo điểm từ bản vẽ:

Trong bản vẽ AutoCAD đã có các đối tượng text biểu diễn các điểm (có thểdùng bản vẽ đã vector hóa) Để xây dựng mô hình từ các điểm là đối tượng text này,

ta phải chuyển đổi các điểm text này thành đối tượng điểm của chương trình

Các tính năng trên hộp thoại:

- Riêng chữ: Những đối tượng chữ được chọn mới chuyển thành điểm mia

- Riêng điểm: Những đối tượng là điểm của AutoCAD mới chuyển thành điểm

- Chữ + điểm: Những đối tượng chữ và điểm liền với nhau mới tạo thành điểm

- Tích vào ô vuông “Xóa chữ sau khi tạo”: Sau khi tạo xong các điểm mia, cácchữ đã chọn được xóa khỏi bản vẽ

- Tích vào ô vuông “Chọn tất cả các đối tượng trong bản vẽ”: Chương trìnhngầm định chọn tất cả các đối tượng có trong bản vẽ;

Sau khi lựa chọn các thông số ta chọn nút “Nhận” để tạo điểm

2.3.3 Khái quát về mô hình số địa hình

Để thể hiện chiều thứ 3 của địa hình (độ cao) cần xây dựng mô hình địa hình

số Tùy theo các yêu cầu cụ thể của bài toán khảo sát địa hình, sẽ có các mô hìnhđịa hình tương ứng với mục đích nhằm phản ánh chính xác nhất địa hình tự nhiên:

- Trong trường hợp khảo sát theo diện (các điểm đo phân bố tương đối đềutrên một vùng xác định), mô hình địa hình số tốt nhất là mô hình địa hình số lướitam giác (TIN: Triangle Information Network)