Xây dựng lưới địa chính bằng công nghệ GPS phục vụ thành lập bản đồ địa chính tại huyện bảo lạc, tỉnh cao bằng

Ngày nay hệ thống định vị GPS được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: dẫn đường, nghiên cứu khoa học trái đất, đời sống kinh tế, xã hội… Trong ngành Trắc địa, công nghệ GPS đã mở

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN VĂN LINH

XÂY DỰNG LƯỚI ĐỊA CHÍNH BẰNG CÔNG NGHỆ GPS

PHỤC VỤ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH TẠI HUYỆN BẢO LẠC, TỈNH CAO BẰNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

Thái Nguyên - 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN VĂN LINH

XÂY DỰNG LƯỚI ĐỊA CHÍNH BẰNG CÔNG NGHỆ GPS

PHỤC VỤ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH TẠI HUYỆN BẢO LẠC, TỈNH CAO BẰNG

Ngành: Quản Lý Đất Đai

Mã số: 60 85 01 03 LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS ĐÀO THANH VÂN

Thái Nguyên - 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung

thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào Nội dung đề tài này là những

kết quả nghiên cứu, những ý tưởng khoa học được tổng hợp từ các công trình

nghiên cứu, quá trình công tác thực nghiệm, các công trình sản xuất do tôi trực tiếp

tham gia thực hiện

Tôi xin cam đoan, các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được đề tài, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:

Ban giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Phòng Đào tạo,

Khoa Quản lý tài nguyên, cùng các Thày, Cô giáo đã giảng dạy, truyền đạt kiến

thức cho tôi trong suốt thời gian tôi tham gia khóa học của trường

PGS.TS Đào Thanh Vân đã hết lòng quan tâm, trực tiếp hướng dẫn tôi trong

quá trình thực hiện đề tài

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè và đồng nghiệp

đã tạo điều kiện giúp đỡ, động viên và đóng góp ý kiến cho tôi trong suốt quá trình

học tập và hoàn thành đề tài

Tác giả luận văn

Nguyễn Văn Linh

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC CÁC HÌNH viii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu tổng quát 2

3 Mục tiêu cụ thể 2

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC 3

1.1 Cơ sở khoa học về lưới khống chế trắc địa 3

1.1.1 Khái niệm về lưới khống chế trắc địa 3

1.1.2 Yêu cầu về điểm khống chế đối với lưới địa chính 3

1.1.3 Vai trò của lưới trắc địa mặt bằng Nhà nước 4

1.1.4 Sơ đồ phát triển lưới địa chính 6

1.1.5 Những đặc điểm thành lập hệ thống lưới khống chế khu vực nghiên cứu 7

1.2 Tổng quan về hệ thống định vị toàn cầu GPS 7

1.2.1 Khái quát về hệ thống định vị toàn cầu 7

1.2.2 Lịch sử phát triển công nghệ GPS và ứng dụng công nghệ GPS xây dựng lưới khống chế trắc địa mặt bằng 14

1.2.3 Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS trên thế giới 16

1.2.4 Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS trong thành lập lưới ở Việt Nam 16

1.2.5 Những vấn đề đặt ra trong nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS trong thành lập lưới địa chính tại huyện Bảo Lạc 17

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 20

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 20

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 20

2.2 Nội dung nghiên cứu 20

2.2.1 Đánh giá tư liệu phục vụ xây dựng lưới địa chính huyện Bảo Lạc, tỉnh Cao Bằng 20

2.2.2 Ứng dụng công nghệ GPS xây dựng lưới khống chế đo vẽ bằng phương pháp đo GPS tĩnh phục vụ thành lập bản đồ địa chính xã Bảo Toàn, huyện Bảo Lạc 20

2.2.3 Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả xây dựng lưới địa chính bằng công nghệ GPS phục vụ thành bản đồ địa chính 20

2.3 Phương pháp nghiên cứu 21

2.3.1 Phương pháp điều tra thu thập số liệu 21

2.3.2 Phương pháp thành lập lưới bằng công nghệ GPS đo tĩnh 21

2.3.3 Phương pháp xử lý và phân tích số liệu 24

2.3.4 Phương pháp tổng hợp, phân tích, viết báo cáo 24

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 25

3.1 Đánh giá tư liệu phục vụ xây dựng lưới địa chính huyện Bảo Lạc, tỉnh Cao Bằng 25

3.1.1 Điều kiện tự nhiên 25

3.1.2 Điều kiện kinh tế, xã hội 27

3.1.3 Tình hình tư liệu trắc địa bản đồ 27

3.1.4 Kết quả lưới địa chính huyện Bảo Lạc 31

3.2 Ứng dụng công nghệ GPS xây dựng lưới khống chế đo vẽ bằng phương pháp đo GPS tĩnh phục vụ thành lập bản đồ địa chính xã Bảo Toàn, huyện Bảo Lạc 33

3.2.1 Tình hình tư liệu trắc địa bản đồ 33

3.2.2 Các bước tiến hành 33

3.2.3 Thực nghiệm tính toán bình sai lưới khống chế đo vẽ 34

3.2.4 So sánh lập lưới đường chuyền bằng công nghệ GPS với phương pháp

truyền thống là toàn đạc điện tử 59

3.3 Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả xây dựng lưới địa chính bằng công nghệ GPS phục vụ thành lập bản đồ địa chính 62

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

chính xác hình học

theo phương ngang

Reference Variance : Độ chênh lệch tham khảo

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Ảnh hưởng của tầng điện ly đến khoảng cách giả 12

Bảng 2.1: thời gian đo hợp lý với điều kiện khi hậu bình thường 22

Bảng 3.1: Tọa độ các điểm sau bình sai 31

Bảng 3.2: Thống kê các cặp cạnh thông hướng 32

Bảng 3.3: Bảng trị đo gia số tọa độ và các chỉ tiêu sai số 53

Bảng 3.4: Bảng sai số khép hình 54

Bảng 3.5: Bảng trị bình sai, số hiệu chỉnh, sai số đo gia số tọa độ 55

Bảng 3.6: Bảng tọa độ vuông góc không gian sau bình sai 56

Bảng 3.7: Bảng tọa độ trắc địa sau bình sai 56

Bảng 3.8: Bảng kết quả tọa độ phẳng và độ cao sau bình sai 57

Bảng 3.9: Bảng chiều dài cạnh, phương vị và chênh cao sau bình sai 57

Bảng 3.10: Đánh giá chất lượng lưới địa chính so với các tiêu chuẩn kỹ thuật 58

Bảng 3.11: Bảng thống kê các cặp cạnh thông hướng lưới đo vẽ xã Bảo Toàn 59

Bảng 3.12: Các ý kiến về sử dụng công nghệ GPS 61

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3.1 Sơ đồ lưới địa chính huyện Bảo Lạc 32

Hình 3.2 Cửa sổ chính của phần mềm GPSurvey 34

Hình 3.3 Chọn thời gian để lập lịch đo 34

Hình 3.4 Chọn địa điểm của khu đo 35

Hình 3.5 Đặt các thông số cho trạm đo 35

Hình 3.6 Chọn múi giờ 36

Hình 3.7 Chọn lịch sử dụng 36

Hình 3.8 Sơ đồ tín hiệu vệ tinh và giá trị PDOP 37

Hình 3.9 Máy đo GPS V30X 37

Hình 3.10 Nhập tên điểm đo, chiều cao ăng ten (1) 39

Hình 3.11 Nhập tên điểm đo, chiều cao ăng ten (2) 39

Hình 3.12 Tạo tên khu đo 40

Hình 3.13 Cài đặt thông số 41

Hình 3.14 Chọn tiêu chuẩn cấp lưới 41

Hình 3.15 Nhập dữ liệu đầu vào 42

Hình 3.16 Kết quả hiển thị khi nhập dữ liệu xong 42

Hình 3.17 Chuyển dữ liệu sang dạng Rinex 43

Hình 3.18 Tạo file làm việc 44

Hình 3.19 Cài đặt thông số bình sai lưới tỉnh Cao Bằng 45

Hình 3.20 Nhập dữ liệu dạng Rinex (1) 45

Hình 3.21 Nhập dữ liệu dạng Rinex (2) 46

Hình 3.22 Xử lý cạnh 46

Hình 3.23 Chọn thông số khi xử lý cạnh 47

Hình 3.24 Xử lý tất cả các cạnh 47

Hình 3.25 Kết quả hiển thị sau khi chạy lần 1 48

Hình 3.26 Chọn thông số khi xử lý cạnh chưa đạt 48

Hình 3.27 Xử lý cạnh chưa đạt 49

Hình 3.28 Nhập tọa độ các điểm gốc (1) 49

Hình 3.29 Nhập tọa độ các điểm gốc (2) 50

Hình 3.30 Xuất dữ liệu sang dạng *.txt (1) 50

Hình 3.31 Xuất dữ liệu sang dạng *.txt (2) 51

Hình 3.32 Xuất dữ liệu sang dạng *.txt (3) 51

Hình 3.33 Biên tập kết quả bình sai phần mềm DPSuvey 2.8 52

Hình 3.34 Chọn đường dẫn chứa file *.txt (1) 52

Hình 3.35 Chọn đường dẫn chứa file *.txt (2) 53

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Phát triển và ứng dụng khoa học công nghệ trong mọi lĩnh vực của cuộc sống, xã hội được coi là con đường nhanh nhất để rút ngắn thời gian thực hiện sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Hệ thống định vị toàn cầu GPS là

hệ thống định vị, dẫn đường sử dụng các vệ tinh nhân tạo được Bộ Quốc phòng Mỹ triển khai từ những năm đầu thập kỷ 70 Ban đầu hệ thống này được dùng cho mục đích quân sự nhưng sau đó được thương mại hóa từ những năm 1980 hệ thống định

vị toàn cầu GPS đã được sử dụng vào mục đích dân sự Ngày nay hệ thống định vị GPS được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: dẫn đường, nghiên cứu khoa học trái đất, đời sống kinh tế, xã hội…

Trong ngành Trắc địa, công nghệ GPS đã mở ra thời kỳ mới, đã thay thế công nghệ truyền thống trong việc thành lập và xây dựng mạng lưới tọa độ các cấp Với ngành Trắc địa Bản đồ thì đây là cuộc cách mạng thực sự về cả kỹ thuật, chất lượng cũng như hiệu quả kinh tế trên Thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng

Hệ thống định vị toàn cầu GPS đã được công nhận và sử dụng rộng rãi như một công nghệ tin cậy, hiệu quả cao trong trắc địa bản đồ bởi các ưu điểm sau: Có thể xác định tọa độ các điểm từ các điểm gốc khác mà không cần thông hướng, việc xác định tọa độ các điểm rất nhanh chóng và có độ chính xác cao, ở bất kỳ vị trí nào trên trái đất; độ chính xác ít bị ảnh hưởng bởi yếu tố thời tiết; kết quả đo đạc có thể tính trong hệ tọa độ toàn cầu hoặc tọa độ địa phương bất kỳ

Với những ưu điểm trên công nghệ GPS ngày càng phát triển hoàn thiện theo chiều hướng như hiệu quả cao, chính xác, thuận tiện, sử dụng rộng rãi và dần thay thế phương pháp truyền thống

Để mở rộng khả năng sử dụng công nghệ GPS góp phần đưa công nghệ vào sản xuất, xây dựng hệ thống lưới địa chính nói chung và xây dựng lưới địa chính phục vụ thành lập bản đồ địa chính huyện Bảo Lạc nói riêng, được sự hướng dẫn

của PGS.TS Đào Thanh Vân, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài:

"Xây dựng lưới địa chính bằng công nghệ GPS phục vụ thành lập bản đồ địa chính tại huyện Bảo Lạc, tỉnh Cao Bằng"

2 Mục tiêu tổng quát

- Xây dựng lưới địa chính đảm bảo khống chế hết diện tích cần thành lập bản

đồ địa chính, đánh giá độ chính xác và khả năng ứng dụng công nghệ GPS xây dựng lưới địa chính tại huyện Bảo Lạc

- Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả xây dựng lưới địa chính bằng công

nghệ GPS phục vụ thành lập bản đồ địa chính tại địa phương

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC

1.1 Cơ sở khoa học về lưới khống chế trắc địa

1.1.1 Khái niệm về lưới khống chế trắc địa

Lưới khống chế trắc địa là hệ thống các điểm có mốc cố định ngoài thực địa, được liên kết với nhau theo một quy luật toán học nhất định, tọa độ và độ cao của chúng được tính xuất phát từ một điểm gốc được chọn làm điểm khởi tính Hệ thống các điểm đó được gọi là lưới khống chế trắc địa

Lưới khống chế trắc địa gồm 2 loại:

1.1.2 Yêu cầu về điểm khống chế đối với lưới địa chính

Cơ sở khống chế tọa độ, độ cao trong đo vẽ thành lập bản đồ địa chính gồm:

- Lưới khống chế tọa độ và độ cao quốc gia các hạng (lưới tọa độ địa chính

cơ sở tương đương điểm tọa độ hạng 3 quốc gia)

- Lưới tọa độ địa chính cấp I, II, lưới độ cao kỹ thuật

- Lưới khống chế đo vẽ, điểm khống chế ảnh

Mật độ điểm khống chế tọa độ địa chính là số điểm lưới khống chế được xây dựng trên một đơn vị diện tích để phục vụ đo vẽ bản đồ địa chính theo một tỷ lệ xác định Ta có thể tính được số điểm khống chế khi biết:

+ Phương pháp đo vẽ bản đồ địa chính

+ Tỷ lệ bản đồ địa chính cần thành lập

+ Đặc điểm địa hình, địa vật khu vực đo vẽ

Các phương pháp cơ bản để thành lập bản đồ địa chính hiện nay là phương pháp đo vẽ trực tiếp ở thực địa bằng máy toàn đạc điện tử và phương pháp sử dụng

ảnh hàng không kết hợp với đo vẽ trực tiếp ở thực địa Phương pháp toàn đạc là phương pháp cơ bản, đo vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ lớn thì phải áp dụng phương pháp

đo vẽ toàn đạc

Mật độ điểm khống chế tọa độ thành lập bản đồ địa chính bằng phương pháp

đo vẽ trực tiếp ở thực địa:

+ Bản đồ tỷ lệ 1:5000, 1:10000: Trung bình 500 ha có một điểm khống chế tọa độ có độ chính xác tương đương điểm địa chính trở lên

+ Bản đồ tỷ lệ 1:500, 1:1000, 1:2000: Trung bình từ 100 ha đến 150 ha có một điểm khống chế tọa độ có độ chính xác tương đương điểm địa chính trở lên

+ Bản đồ địa chính tỷ lệ 1:200: Trung bình 30 ha có một điểm khống chế tọa

độ có độ chính xác tương đương điểm địa chính trở lên

Trường hợp đặc biệt, khi đo vẽ lập bản đồ địa chính mà diện tích khu đo nhỏ hơn 30 ha thì điểm tọa độ có độ chính xác tương đương điểm địa chính trở lên mật

độ không quá 2 điểm (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2014) [1]

1.1.3 Vai trò của lưới trắc địa mặt bằng Nhà nước

Nghiên cứu chi tiết hình dáng kích thước, thể trọng trường của trái đất và những thay đổi của chúng theo thời gian

Thiết lập hệ tọa độ thống nhất trên phạm vi toàn quốc nhằm đáp ứng nhu cầu

về phát triển kinh tế, văn hóa, xã hội bảo đảm an ninh - quốc phòng

Làm cơ sở để phát triển lưới khống chế cấp thấp phục vụ cho các mục đích như đo vẽ các loại bản đồ, định hướng các nghiên cứu khoa học và kỹ thuật về trái đất, bảo vệ tài nguyên môi trường

Đặc điểm lưới trắc địa cơ sở của Việt Nam

Lưới trắc địa Nhà nước được hình thành và phát triển qua nhiều giai đoạn và các phương pháp đo khác nhau gồm:

Lưới tam giác đo góc hạng I, II miền Bắc: được xây dựng từ năm 1959;

hạng I có 339 điểm, chiều dài cạnh trung bình là 25 km, ngắn nhất 9 km, dài nhất 42

km, có 13 cạnh gốc bố trí cách nhau 130 km; Hạng II có 1.696 điểm, có chiều dài cạnh trung bình là 14 km, ngắn nhất là 5km, dài nhất là 27 km Trên cơ sở của lưới này người ta công bố hệ tọa độ HN-72 [11]

Xây dựng lưới tọa độ miền trung và miền Nam:

Lưới tam giác hạng I Bình Trị Thiên: Được xây dựng từ 1977-1983 gồm 25

điểm lưới, trong đó 3 điểm đo trùng với điểm thiên văn trắc địa miền Bắc và 22 điểm lập mới, chiều dài cạnh từ 20 km đến 25km [11]

Lưới tam giác hạng II miền trung: Được xây dựng từ năm 1983-1989; tổng

số điểm xây dựng là 351 điểm có chiều dài cạnh từ 10-15 km, được bố trí 16 cạnh đáy Trên hai đầu các cạnh đáy có đo 26 điểm thiên văn và 13 phương vị thiên văn Lưới đã được tính toán theo 4 khu như sau: khu 1 bao gồm các khu đo từ 1 đến 5 với 236 điểm dựa trên 2 điểm khởi tính của lưới tam giác hạng I Bình-Trị-Thiên, 5 cạnh đáy, 1 phương vị thiên văn; khu 2 là lưới Đắc Lắc - Lâm Đồng gồm 67 điểm

và 10 điểm đã xử lý thuộc khu 1; khu 3: là lưới Gia Lai - Kon Tum gồm 82 điểm và

6 điểm đã xử lý thuộc khu 2; khu 4 là lưới Đồng Nai - Vũng Tàu gồm 37 điểm và

16 điểm đã xử lý ở các khu trước, lưới được bình sai ghép với lưới đường chuyền Đông Nam bộ gồm 50 điểm [6]

Lưới đường chuyền hạng II Nam Bộ: Lưới khống chế trắc địa khu vực Đồng

bằng Nam Bộ được thiết kế dưới dạng đường chuyền hạng II Lưới đường chuyền hạng II Tây Nam bộ gồm 124 điểm được đo đạc trong 2 năm 1988-1989, lưới đường chuyền hạng II Đông Nam bộ gồm 50 điểm được đo đạc trong các năm 1989-1990 Từ năm 1991-1993 Cục Đo đạc và Bản đồ Nhà nước đã dùng công nghệ GPS cạnh ngắn để xây dựng lưới tọa độ tương đương với lưới hạng II ở đây bao gồm:

Lưới Minh Hải có 15 điểm, chiều dài cạnh trung bình là 25 km, ngắn nhất 10

Lưới Doppler vệ tinh: Từ năm 1987-1988 nước ta cũng bắt đầu ứng dụng

công nghệ này để đo nối các mạng lưới tọa độ trên đất liền với nhau và nối đất liền với các đảo Lưới này có 14 điểm trên đất liền và 4 điểm ngoài các đảo lớn

Dựa vào lưới Doppler vệ tinh Cục Đo đạc và Bản đồ Nhà nước đã tiến hành định vị lại Ellipsoid Kvasovski, bình sai lại lưới tọa độ hạng I, II nhà nước, tiến tới xây dựng hệ tọa độ quốc gia mới thay thế cho hệ tọa độ HN-72 [11]

Hoàn thiện lưới tọa độ nhà nước cấp "0" hạng I, II, III và xây dựng hệ tọa

độ VN-2000:

Năm 1995, xây dựng lưới tọa độ cấp "0" bằng công nghệ GPS gồm 69 điểm phù chùm toàn lãnh thổ nước ta Trong đó có 56 điểm trùng với các điểm tọa độ hạng I, II và 13 điểm mới

Năm 1997, tiến hành đo GPS tuyệt đối ở 8 điểm cấp "0" phân bố đề trên toàn lãnh thổ để kiểm tra chất lượng lưới cấp "0" và có cơ sở tạo lập mối liên hệ giữa tọa

độ nhà nước và quốc tế

Năm 1998, đo bổ sung vào lưới cấp "0" 40 điểm đo nối độ cao thủy chuẩn hạng I, II phân bổ trên toàn lãnh thổ nhằm phục vụ cho việc định vị Ellipsoid thực dụng và xây dựng mô hình Geoid của Việt Nam

Xây dựng điểm gốc tọa độ Quốc gia mới là điểm N00 (trong hệ tọa độ VN-2000)

Từ năm 1998 Việt Nan quyết định dùng hệ tọa độ vuông góc phẳng UTM thay cho hệ tọa độ Gauss-Kruger Đây là những điểm chủ yếu trong hệ tọa độ VN-

2000, vì vậy lưới tọa độ nhà nước ta cũng gọi là lưới thiên văn - trắc địa - Doppler - GPS

Ngày 12/7/2000 Thủ tướng Chính phủ đã ban hành quyết định về áp dụng hệ tọa độ quốc gia VN-2000 và công bố sử dụng thống nhất trên toàn quốc

Từ năm 1994 đến năm 2003 để phục vụ cho công tác đo vẽ lập bản đồ địa chính, các tỉnh, thành phố đã xây dựng lưới tọa độ địa chính cơ sở bằng công nghệ GPS có độ chính xác tương đương với tam giác hạng III Nhà nước Lưới có 12.631 điểm phủ chùm 64 tỉnh thành, cạnh dài từ 3-5km [11]

1.1.4 Sơ đồ phát triển lưới địa chính

Chúng ta đã biết rằng lưới tọa độ nhà nước hiện nay đã được thống nhất xây dựng trên toàn quốc, lưới tọa độ hạng III và IV nhà nước đã được xây dựng đảm bảo mật độ cũng như độ chính xác để phục vụ công tác thành lập bản đồ địa chính ở những khu vực nông thôn, đất nông nghiệp, lâm nghiệp Tuy nhiên, tại những khu vực thành phố và thị xã mạng lưới này không đáp ứng được nhu cầu do bị mất hoặc

hư hỏng

Phương pháp cơ bản để xây dựng lưới hiện nay là tăng dày từ các cấp lưới hạng cao nhà nước như hạng I và II, tạo nên mạng lưới địa chính cơ sở đạt độ chính xác tiêu chuẩn hạng III và mật độ đạt tương đương hạng IV nhà nước Để tăng dày mật độ điểm khống chế tọa độ ta tăng dày thêm vào lưới địa chính cơ sở lưới tọa độ địa chính cấp 1, 2 và tiếp sau đó là tăng dày các cấp lưới thấp hơn

Lưới tọa độ địa chính được thành lập nhằm mục đích phục vụ đo vẽ bản đồ địa chính, lưới tọa độ địa chính được thành lập bằng phương pháp đường chuyền hoặc bằng công nghệ GPS để làm cơ sở phát triển lưới khống chế đo vẽ

1.1.5 Những đặc điểm thành lập hệ thống lưới khống chế khu vực nghiên cứu

- Cao Bằng là tỉnh miền núi vùng cao biên giới, xa các trung tâm kinh tế lớn của vùng Đông Bắc Bộ và cả nước, là cửa ngõ thông thương giữa Việt Nam và Trung Quốc Khu vực nghiên cứu là huyện Bảo Lạc thuộc vùng núi phía Tây của tỉnh Cao Bằng

- Huyện Bảo Lạc là vùng núi cao của tỉnh Cao Bằng, có độ cao trung bình khoảng 1000m so với mặt nước biển Địa hình chủ yếu là núi đất, nối nhau thành các dãy núi, dưới chân các dãy núi là những lũng, khe, suối nhỏ kéo dài, chênh cao địa hình khoảng 550m

- Với diện tích đất lâm nghiệp chiếm khoảng 3/4 diện tích của huyện, địa hình chia cắt bởi các dãy núi cao, giao thông đi lại khó khăn (Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Cao Bằng, 2012) [12]

1.2 Tổng quan về hệ thống định vị toàn cầu GPS

1.2.1 Khái quát về hệ thống định vị toàn cầu

1.2.2.1 Khái niệm GPS

GPS tên tiếng anh đầy đủ là Global Positioning System Đây là hệ thống radio hàng hải dựa vào các vệ tinh để cung cấp thông tin vị trí 3 chiều và thời gian chính xác Hệ thống luôn sẵn sàng trên phạm vi toàn cầu và hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết (Bách khoa toàn thư) [13]

1.2.1.2 Cơ cấu của một hệ thống GPS

Hệ thống GPS được cấu tạo thành 3 phần: phần không gian, phấn điều khiển

và phần người sử dụng

- Phần không gian: Gồm các vệ tinh hoạt động bằng năng lượng mặt trời,

bay trên quỹ đạo Quãng thời gian tồn tại của chúng vào khoảng 10 năm và chi phí cho mỗi lần thay thay thế lên đến hàng tỷ USD

+ Bao gồm 24 vệ tinh bay trên quỹ đạo xấp xỉ 20200km, chu kì 11 giờ 58 phút, phân bố đều trên 6 mặt phẳng quỹ đạo nghiêng với xích đạo 1 góc 55º Việc

bố trí này nhằm mục đích để tại mỗi thời điểm và mỗi vị trí trên đất đều có thể quan sát ít nhất 4 vệ tinh

+ Mỗi vệ tinh đều có thiết bị tạo dao động với tần số chuẩn cơ sở là ƒ0 = 10.23 MHz Tần số này còn là tần số chuẩn của đồng hồ nguyên tử, với độ chính xác cỡ 10־¹² Tử tần số cơ sở ƒ0 thiết bị sẽ tạo ra hai tần số sóng tải L1 và L2

Sóng tải L1 có tần số ƒ1 = 154 ƒ0 = 1575.42 MHz, có bước sóng là 19,032 cm Sóng tải L2 có tần số ƒ2 = 120 ƒ0 = 1227.60 MHz, có bước sóng là 24,42 cm + Để phục vụ cho các mục đích và đối tượng khác nhau, các tín hiêu phát đi được điều biến mang theo các code riêng biệt, đó là C/A code, P-code và Y-code

C/A code (coarse/Acquisition code) là code thô cho phép dùng rộng rãi C/A code mang tính chất tựa ngẫu nhiên Tín hiệu mang code này có tần số thấp (1.023 MHz) tương ứng với bước sóng 293 mét C/A code chỉ điều biến sóng tải L1, song nếu có sự can thiệp của các trạm điều khiển trên mặt đất thì có thể chuyển sang cả sóng tải L2 Chu kì của C/A code là mili giây, trong đó chứa 1023 bite (1023 chíp) mỗi một vệ tinh phát đi C/A code khác nhau Nó chủ yếu sử dụng cho mục đích dân

sự với độ chính xác không cao

P-code là code chính xác (Precision code) Ban đầu nó được sử dụng cho các mục đích quân sự, đáp ứng yêu cầu chính xác cao và điều biến cả 2 sóng tải L1 và L2 Code này được tạo bởi nhiều chuỗi các chữ số 0 và 1, được sắp xếp theo quy luật tựa ngẫu nhiên với tần số 10,23 MHz; độ dài toàn phần của code là 267 ngày, nghĩa là chỉ sau 267 ngày P-code mới lặp lại Tuy vậy, người ta chia code này thành các đoạn có độ dài 7 ngày và gán cho mỗi vệ tinh 1 trong các đoạn code này và cứ sau mỗi tuần lại thay đổi Bằng cách này P-code rất khó bị giải mã vì để sử dụng nếu không được phép

Y-code là code bí mật, được phủ lên P-code gọi là kỹ thuật AS spoofing) Chỉ có các vệ tinh thuộc khối II (sau năm 1989) mới có khả năng này

(Anti-Ngoài các tần số trên, các vệ tinh còn có thể trao đổi với các trạm điều khiển trên mặt đất qua các tần số 1783,74 MHz và 2227,5 MHz để truyền các thông tin đạo hàng và các lệnh điều khiển tới vệ tinh

Người ta ước lượng độ chính xác định vị cỡ 1% bước sóng của tín hiệu Như vậy, ngày nay khi sử dựng code thô C/A để định vị thì có thể đạt độ chính xác cỡ 3m Chính vì thế Mỹ chủ động làm nhiễu tín hiệu để hạ thấp độ chính xác định vị tuyệt đối Kỹ thuật làm nhiễu này gọi là SA (Selective-Availability) Do nhiễu SA cho nên khách hàng chỉ có thể định vị tuyệt đối với độ chính xác 50 đến 100m Từ

ngày 20/5/2000 thì Mỹ bỏ chế độ nhiễu SA này (Phạm Ngọc Quang, 2014) [10]

- Phần điều khiển: Để duy trì toàn bộ hệ thống của GPS cũng như hiệu chỉnh

tín hiệu thông tin của vệ tinh Có các trạm quan sát trên mặt đất, có các trạm trung tâm và trạm con Các trạm con vận hành tự động nhận thông tin từ vệ tinh, gửi tới cho trạm chủ Sau đó các trạm con gửi thông tin đã được hiệu chỉnh trở lại, để vị tinh biết được vị trí của chúng trên quỹ đạo và thời gian truyền tín hiệu Nhờ vậy các vệ tinh mới có thể đảm bảo cung cấp thông tin chính xác tuyệt đối vào bất kỳ thời điểm nào

Phần điều khiển gồm 8 trạm mặt đất, trong đó có 4 trạm mặt đất, trong đó có

5 trạm theo dõi (Monitor Station): Colorado Springs, Diego Garcia, Ascension, Kwajalein và Hawaii; một trạm điều khiển trung tâm (Master control station-MCS)

và 3 hiệu chỉnh số liệu (Upload station)

Các trạm này theo dõi liên tục tất cả các vệ tinh quan sát được Các số liệu quan sát được ở các trạm này được chuyển về trạm điều khiển trung tâm MCS, tại đây các tính toán số liệu chung được thực hiện và cuối cùng các thông tin đạo hàng cập nhật được chuyển lên các vệ tinh, để sau đó từ các vệ tinh chuyển đến các máy thu của người sử dụng

Như vậy, vai trò của đoạn điều khiển rất quan trọng vì nó không chỉ theo dõi các vệ tinh mà nó còn liên tục cập nhật để chính xác hóa các thông tin đạo hàng trong đó có lịch vệ tinh quảng bá, đảm bảo độ chính xác cho công tác định vị bằng

hệ thống GPS (Nguyễn Gia Trọng, Dương Vân Phong, 2013) [10]

- Phần người sử dụng và thiết bị máy thu vệ tinh: là khu vực có phủ sóng mà

người sử dụng cần có ăng ten và máy thu tín hiệu từ vệ tinh và có được thông tin về

vị trí, thời gian và vận tốc di chuyển Để thu được vị trí ở phần người sử dụng cần

có ăng ten và máy thu GPS

Phần người sử dụng bao gồm các máy thu GPS và các phần mềm xử lý tính toán số liệu, máy hoạt động để thu tín hiệu vệ tinh GPS phục vụ cho các mục đích khác nhau như dẫn đường trên biển, trên không, trên đất liền và phục vụ cho công tác đo đạc ở nhiều nơi trên thế giới Trong việc khai thác sử dụng công nghệ GPS người ta có thể kết nối các thiết bị thu tín hiệu GPS với một số thiết bị khác để thực hiện kỹ thuật đo động thời gian thực (Real time Kinematic -RTK) Đo vi phân DGPS, đo vi phân diện rộng WADGPS (Wide-area-Differential GPS) Trong đó WADGPS còn sử dụng vệ tinh viễn thông thương mại như là phương tiện trung gian để truyền số cải chính đo vi phân cho các trạm đo

Máy thu GPS là phần cứng quan trọng trong đoạn sử dụng, nhờ các tiến bộ

kỹ thuật trong lĩnh vực điện tử viễn thông và kỹ thuật thông tin, tín hiệu số, các máy thu GPS ngày càng hoàn thiện Các máy thu hiện nay có thể làm việc được với đầy

đủ bằng các bước sóng L1 và L2 hoặc chỉ thu tín hiệu tần số L1 Có thể định vị tuyệt đối khảng cách giả C/A code và khoảng cách P(Y) code hoặc theo pha sóng tải, một số hãng còn cho ra đời các máy thu được đồng thời tín hiệu vệ tinh GPS và

cả tín hiệu vệ tinh Glonass (Nguyễn Gia Trọng, Dương Vân Phong, 2013) [10]

Người ta sản xuất ra nhiều máy thu GPS với những mục đích sử dụng khác nhau Có loại phục vụ mục đích đạo hàng, có loại phục vụ cho mục đích trắc địa, cũng có loại phục vụ cho mục đích du lịch Trên thế giới có nhiều hãng sản xuất máy thu như hãng TrimBLC-e Navigation, Sokkia, Leica

1.2.1.3 Nguyên lý định vị

- Định vị điểm đơn: Đo khoảng cách CodePseudorange từ điểm đo (angten GPS) đến 4 vệ tinh sau đó dùng tọa độ vệ tinh và phép giao hội cạnh hình học xác định tọa độ điểm cần đo Máy thu GPS thông thường dùng để định vị điểm đơn là máy GPS cầm tay Các máy thu này xử lý trị đo CodePseudorange và cho kết quả ở ngay thực địa Ứng dụng này chủ yếu trong dẫn đường cá nhân và thu thập số liệu

bản đồ Đây là bài toán giao hội nghịch không gian khi biết tọa độ của các vệ tinh

và khoảng cách tương ứng đến máy thu (Đỗ Ngọc Đường, Đặng Nam Chinh, 2012) [2]

- Định vị tương đối: là trường hợp sử dụng 2 máy thu GPS đặt ở 2 điểm quan sát khác nhau để xác định ra hiệu tọa độ vuông góc không gian hay hiệu tọa độ trắc địa mặt cầu giữa chúng trong hệ tọa độ WGP-84 Nguyên tắc đo GPS tương đối được thực hiện trên cơ sở sử dụng đại lượng đo là pha sóng tải Để đạt được độ chính xác cao và rất cao kết quả xác định hiệu tọa độ giữa hai điểm xét, người ta đã tạo ra và sử dụng các sai phân khác nhau cho pha sóng tải nhằm làm giảm ảnh hưởng đến các nguồn sai số khác nhau như: sai số của đồng hồ vệ tinh cũng như máy thu, sai số tọa độ vệ tinh, sai số nguyên đa trị

- Định vị vi phân: Phương pháp này là dùng 1 máy thu đặt cố định tại điểm

đã biết tọa độ và máy thu này có khả năng phát ra tín hiệu vô tuyến, đồng thời có máy di động khác đặt ở vị trí cần xác định tọa độ Cả máy cố định và máy di động cần đồng thời tiến hành thu tín hiệu và từ các vệ tinh như nhau Nếu thông tin vệ tinh bị nhiễu thì kết quả xác định tọa độ của cả máy cố định và máy di động cũng đều bị sai lệch, độ sai lệch này được xác định trên cơ sở so sánh tọa độ tính ra theo tín hiệu thu được từ vệ tinh và tọa độ đã biết trước của máy cố định và có thể xem như nhau cho cả máy cố định và máy di động Nó được máy cố định phát đi qua sóng vô tuyến để máy di động thu nhận mà hiệu chỉnh cho kết quả xác định tọa độ của mình (Đỗ Ngọc Đường, Đặng Nam Chinh, 2012) [2]

1.2.1.4 Các nguồn sai số

- Sai số đồng hồ vệ tinh

Sai số đồng hồ vệ tinh trực tiếp gây ra sai số trong xác định thời gian Trong

đo khoảng cách bằng sóng ánh sáng hay sóng điện từ, sai số thời gian có thể ảnh hưởng đáng kể đến độ chính xác khoảng cách đo Đồng hồ đo thời gian trên các vệ tinh là các đồng hồ nguyên tử rất chính xác, tuy vậy do sự không ổn định của bộ tạo dao động nguyên tử nên các đồng hồ này vẫn có sai số xét trong hệ thống giờ GPS Sai số đồng hồ vệ tinh được mô hình hóa bởi đa thức đồng hồ theo công thức:

S  a  a (t  t )  a (t  t )2 rel

Trong đó: t là thời điểm xét, t0 là thời điểm lịch vệ tinh

Trong nguyên lý định vị tương đối, người ta sử dụng phương trình sai phân bậc nhất của các trị đo pha từ hai trạm quan sát đến cùng một vệ tinh để loại bỏ sai

số đồng hồ vệ tinh

- Sai số do quỹ đạo vệ tinh

Đây là nguồn sai số gây ảnh hưởng rất lớn đến độ chính xác định vị điểm Các vệ tinh GPS chuyển động trên quỹ đạo có độ cao cách mặt đất khoảng hơn 20000km với vận tốc khoảng 2.8km/s Đối với hệ thống GPS, thông thường khi sử dụng lịch vệ tinh quảng bá thì tọa độ vệ tinh được cung cấp với độ sai lệch khoảng 2.5m, sai số này ảnh hưởng gần như trọn vẹn đến kết quả định vị tuyệt đối Tuy nhiên nguồn sai số này có thể được giảm thiểu trong phương pháp định vị tương đối

và định vị vi phân Quỹ đạo vệ tinh chính xác có thể được cung cấp thông qua mạng Internet từ các trung tâm dịch vụ như dịch vụ GPS quốc tế (IGS)

- Sai số do tầng điện ly

Tầng điện ly chứa các điện tử tự do phân bố trong khí quyển ở độ cao từ 50km đến 1000km Khi tín hiệu sóng điện từ đi qua nó sẽ làm cho tín hiệu code đến máy chậm hơn và làm tín hiệu pha đến máy nhanh hơn Mức độ chậm trễ của tín hiệu code tỷ lệ nghịch với bình phương của tần số sóng tải và tỷ lệ thuận với tổng lượng điện tử TEC trên đường truyền tín hiệu Giá trị TEC được tính theo tổng lượng điện tử theo phương thẳng đứng VTEC Giá trị VTEC phụ thuộc vào vị trí địa lý và thay đổi theo thời gian

Có thể thấy rằng, với tần số tín hiệu GPS là 1575,42MHZ và 1227,60MHZ thì ảnh hưởng do tầng điện ly đến khoảng cách giả có thể lên đến trên 30m Đây là nguồn sai số đáng kể, cần nghiên cứu để loại bỏ hoặc giảm thiểu Ta có bảng kết quả ảnh hưởng của tầng điện ly đến khoảng cách giả như sau:

Bảng 1.1: Ảnh hưởng của tầng điện ly đến khoảng cách giả

Theo bảng trên, có thể thấy với sóng có tần số càng lớn thì ảnh hưởng tới tầng điện ly càng giảm Với sóng tín hiệu của hệ thống GPS, ảnh hưởng của tầng điện ly tới khoảng cách giả trong khoảng 5÷10m, lớn nhất có thể lên tới 50m Hiện nay, có rất nhiều phương pháp để giảm thiểu sai số do tầng điện ly như sử dụng máy thu nhiều tần số, sử dụng số liệu từ thông tin đạo hàng hoặc tệp dữ liệu TEC toàn cầu (IONEX)

- Sai số do tầng đối lưu

Tầng đối lưu là tầng khí quyển tính từ mặt đất đến độ cao khoảng 50km Trong đó bao gồm 2 phần là phần khô (từ mặt đất đến độ cao 10km) và phần ướt (từ

độ cao 10km tới độ cao 40km so với mặt đất) Ảnh hưởng của tầng đối lưu đến tín hiệu điện từ không phụ thuộc vào tần số sóng tải, nó được chia làm ảnh hưởng của phần khô và phần ướt, trong đó ảnh hưởng của phần khô khoảng 90% và phần ướt chỉ là 10%

Độ trễ của tầng đối lưu xảy ra với cả trị đo code và trị đo pha, bằng cách sử dụng máy thu nhiều tần số ta vẫn không thể loại trừ được nó Tuy nhiên, ta có thể xây dựng các mô hình khí quyển phụ thuộc vào các yếu tố nhiệt độ, áp suất, độ ẩm tương đối để tính các số hiệu chỉnh vào tầng đối lưu Hiện nay, có rất nhiều mô hình khí quyển được sử dụng để tính số hiệu chỉnh cho tầng đối lưu mà ta có thể kể tới như mô hình Hopfields, mô hình Saastamonien…

- Sai số do đồng hồ máy thu

Các máy thu GPS thường sử dụng tinh thể thạch anh để chế tạo bộ dao động của đồng hồ máy thu Do đó độ ổn định của đồng hồ máy thu thấp hơn so với đồng

hồ vệ tinh Sai số do đồng hồ máy thu sẽ gây ra sai số trong các trị đo GPS Để khắc phục ảnh hưởng của sai số đồng hồ máy thu đến kết quả định vị tuyệt đối bằng khoảng cách giả, người ta coi sai số đồng hồ máy thu là ẩn số thứ tư trong bài toán định vị do đó về cơ bản đã loại bỏ được nguồn sai số này Trong kỹ thuật định vị tương đối, với việc sử dụng sai phân bậc hai ta cũng có thể loại bỏ được nguồn sai

số này trong kết quả định vị

- Hiện tượng đa đường truyền

Hiện tượng đa đường truyền xảy ra khi máy thu nhận được tín hiệu sóng thứ cấp

bị phản xạ lại từ môi trường trong quá trình thu tín hiệu từ vệ tinh tới máy thu Nếu tín

hiệu phản xạ đủ mạnh, máy thu ghi nhận cả tín hiệu truyền thẳng từ vệ tinh đến máy thu và cả tín hiệu phản xạ sau khi va đập vào các vật phản xạ trên đường đi Các tín hiệu đa đường truyền và tín hiệu truyền thẳng có thời gian phát đi cùng nhau từ vệ tinh, nhưng thời điểm đến máy thu khác nhau do đó làm nhiễu kết quả quan trắc Hiện tượng

đa đường truyền gây biến dạng tín hiệu điều biến C/A-code, P-code và ảnh hưởng đến các trị đo pha sóng tải được sử dụng trong định vị tương đối

Theo ước tính, hiện tượng đa đường truyền có thể gây ra sai số với trị đo khoảng cách code cỡ vài m, trường hợp lớn nhất có thể lên tới 100m Hiện tượng đa đường truyền và ảnh hưởng của nó tới kết quả định vị thường khó loại bỏ bằng thuật toán xử lý Cách tốt nhất để loại bỏ hoặc giảm thiểu ảnh hưởng của đa đường truyền là nghiên cứu chế tạo ăng ten máy thu có khả năng giảm thiểu tín hiệu đa đường truyền như loại ăng ten gồm nhiều vòng xoáy tròn (Choke-ring) Ngoài ra, để giảm thiểu hiện tượng đa đường truyền, ta cần chọn vị trí bố trí trạm thu tín hiệu không bị che chắn bởi các vật dễ phản xạ như vật liệu kim loại, bê tông (Đỗ Ngọc Đường, Đặng Nam Chinh, 2012) [2]

1.2.2 Lịch sử phát triển công nghệ GPS và ứng dụng công nghệ GPS xây dựng lưới khống chế trắc địa mặt bằng

Hệ thống định vị toàn cầu là hệ thống dùng để định vị và đạo hàng, hệ thống này ra đời nhằm đáp ứng ý tưởng sử dụng vệ tinh nhân tạo của trái đất vào mục đích định vị và dẫn đường trên mặt đất, ít phụ thuộc vào thời tiết và thời điểm trong ngày Nó đã được các nhà khoa học Liên xô và Mỹ đề cập đến từ những năm của thập niên 50 - 60, khi Liên Xô phóng thành công vệ tinh nhân tạo đầu tiên của trái đất (vệ tinh Sputnhic-1) vào năm 1957, từ đó các nhà khoa học quân sự của hai nước và các nhà khoa học trên thế giới đã tiếp tục nghiên cứu và đã đạt được những thành công trong việc sử dụng các vệ tinh của mình Để xác định vị trí điểm trên mặt đất hoặc trên đại dương phục vụ cho việc dẫn đường tầu, thuyền, máy bay và các phương tiện quân sự khác Bước đầu các hệ thống định vị vệ tinh khu vực được xây dựng nhằm đáp ứng nhu cầu định vị chính xác cao cho cả một vùng rộng lớn

mà ít phụ thuộc vào các điều kiện không gian và thời gian Người ta đã xây dựng các hệ thống định vị vệ tinh khu vực trong đó vệ tinh thường được sử dụng là vệ tinh địa tĩnh Một số hệ thống định vị vệ tinh được xây dựng thuộc loại này như:

- Hệ thống TSICADA của Liên xô

Sau đó từ những năm 60 cơ quan hàng không và vũ trụ (NASA) cùng với quân đội Hoa Kỳ đã tiến hành chương trình nghiên cứu, phát triển hệ thống dẫn đường và định vị chính xác bằng vệ tinh nhân tạo Hệ thống định vị dẫn đường bằng

vệ tinh nhân tạo đầu tiên là hệ thống TRANSIT

+ Hệ thống TRANSIT gồm 6 vệ tinh, được sử dụng trong thương mại vào năm 1967, một thời gian ngắn sau đó TRANSIT bắt đầu ứng dụng trong trắc địa Việc thiết lập mạng lưới điểm định vị khống chế toàn cầu là những ứng dụng sớm nhất và quý nhất của hệ thống TRANSIT

+ Tuy nhiên định vị bằng hệ thống TRANSIT cần thời gian quan trắc rất lâu mà chính xác chỉ đặt cỡ 1 mét Do vậy trong trắc địa hệ thống này chỉ phù hợp với công tác xây dựng mạng lưới khống chế cạnh dài, nó không thỏa mãn được ứng dụng đo đạc phổ biến như đo đạc đường chuyền hoặc bố trí các công trình dân dụng

- Ra đời sau đó là Hệ thống định vị toàn cầu NAVTSTAR-GPS, hệ thống này gồm 24 vệ tinh Độ chính xác của hệ thống NAVTSTAR-GPS được nâng cao hơn so với hệ TRANSIT, nhược điểm về thời gian quan trắc đã được khắc phục Chính vì những ưu điểm đó Văn phòng về chính sách viễn thông của Hoa Kỳ đã kiến nghị triển khai đầy đủ hệ định vị toàn cầu GPS sẽ làm tăng giảm đáng kể số hệ thống dẫn đường của Hoa Kỳ, dẫn tới việc giảm chi phí đáng kể số hệ thống dẫn đường của quân đội Hoa Kỳ Điều này đã thúc đẩy chủ trương triển khai hệ thống GPS Mặc dù GPS thiết kế ban đầu nhằm sử dụng cho mục đích quân sự, nhưng ngày nay đã được ứng dụng rộng rãi trong các hoạt động kinh tế, xã hội và rất hữu ích trong lĩnh vực trắc địa bản đồ

1.2.3 Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS trên thế giới

Ngoài hệ thống GPS được phát triển như đã trình bày ở trên, trên thế giới còn

phát triển các hệ thống định vị khác

Hệ thống Châu Âu "Galileo"

Dự án hệ thống dẫn đường vệ tinh Galileo của EU nhằm đưa châu Âu thoát khỏi của hệ thống định vị toàn cầu phụ thuộc Mỹ Galileo chính thức hoạt động vào năm 2011-2012 muộn 3-4 năm so với kế hoạch ban đầu Hệ thống gồm 30 vệ tinh chuyển động trong 3 mặt phẳng quỹ đạo (27 vệ tinh chính và 3 vệ tinh dự phòng) với kinh phí lên đến 20 tỷ euro So với GPS Hoa Kỳ thì hệ thống Galileo được nâng

cao và đáng tin cậy hơn

Hệ thống Nga "Glonass"

Glonass được phát triển bởi việc triển khai riêng biệt của hệ thống dẫn đường

vệ tinh của Nga Vệ tinh đầu tiên của Glonass được Nga đưa lên quỹ đạo ngày 12 tháng 10 năm 1982, vào ngày 29 tháng 4 năm 1993 hệ thống chính thức được đưa vào sử dụng Hệ thống Glonass bao gồm 30 vệ tinh chuyển động trong 3 mặt phẳng

quỹ đạo

Hệ thống Trung Quốc "Compass"

Hệ thống Compass là một hệ thống định vị toàn cầu bao gồm 35 vệ tinh vẫn còn đang được tạo dựng Nó đã hoạt động với phạm vi toàn Trung Quốc trong tháng

12 năm 2011 Theo kế hoạch hệ thống sẽ cung cấp dịch vụ cho khách hàng trong khu vực châu Á-Thái Bình Dương vào năm 2012 và các hệ thống toàn cầu sẽ được hoàn thành vào năm 2020, sau khi sở hữu 35 vệ tinh Hệ thống Compass tương thích với hệ thống định vị GPS của Mỹ, hệ thống Galileo của châu Âu và hệ thống Glonass của Nga Nó cho phép người sử dụng định vị chính xác trong phạm

vi 10 m, đo tốc độ từ 200 cm/giây trở lên và cung cấp thông tin về thời gian với sai

số chỉ là 2 phần trăm triệu giây

1.2.4 Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS trong thành lập lưới ở Việt Nam

Tại Việt Nam việc ứng dụng công nghệ GPS đã xây dựng hoàn thiện mạng lưới địa chính cơ sở có độ chính xác tương đương hạng III Nhà nước và mật độ điểm của

lưới tương đương hạng IV phủ trùm khắp các vùng, miền của đất nước Phục vụ công tác tăng dày, phát triển mạng lưới cấp thấp hơn như lưới cơ sở hạng IV của các dự án xây dựng, các mạng lưới địa chính phục vụ công tác thành lập bản đồ

Công nghệ GPS đã được đưa vào áp dụng ở Việt Nam vào năm 1991 để hoàn chỉnh hệ thống tọa độ quốc gia Từ năm 1991 đến năm 1994 đã hoàn thành việc xây dựng mạng lưới tọa độ nhà nước bằng công nghệ GPS khu vực Sông Bé, Minh Hải

và Tây Nguyên Các điểm GPS ở khu vực trên tạo thành lưới tam giác dày đặc.Kết hợp máy GPS 2 tần số và 1 tần số xây dựng mạng lưới tọa độ trên quần đảo Trường

Sa, đo nối mạng lưới này và phần lớn các đảo chính với mạng lưới trên đất liền

Từ những năm 1994 - 1999: khi xem xét hoàn chỉnh hệ quy chiếu và hệ tọa

độ quốc gia, Tổng cục địa chính đã nhận thấy một số yêu tố mới về công nghệ cần nghiên cứu thêm để lựa chọn phù hợp hơn cho giai đoạn phát triển tiếp theo Xác định ra các định hướng:

- Công nghệ GPS đã được xác định là công nghệ định vị của tương lai và sẽ được áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực kinh tế và quốc phòng, vì vậy hệ quy chiếu cần xác định phù hợp với việc áp dụng công nghệ GPS

- Có thể sử dụng ngay công nghệ GPS khoảng cách dài để xây dựng lưới tọa

độ cơ sở cạnh dài có độ chính xác cao hơn hạng I, một mặt để kiểm tra lại độ chính xác các trị đo truyền thống và mặt khác nâng cao độ chính xác hệ thống điểm cơ sở tọa độ

Giai đoạn từ năm 2000 đến nay: Công nghệ GPS đã được xác định là công nghệ định vị chính trong thành lập lưới địa chính cơ sở là lưới địa chính

Gần đây kỹ thuật công nghệ GPS trở nên phổ cập hơn Công nghệ GPS đã được các địa phương áp dụng thành lập lưới khống chế địa chính và lưới đo vẽ

1.2.5 Những vấn đề đặt ra trong nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS trong thành lập lưới địa chính tại huyện Bảo Lạc

2 Quy phạm thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:200, 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000, 1:10000 ban hành theo quyết định số 08/2008/QĐ-BTNMT theo tiêu chuẩn ngành, ngày 10 tháng 11 năm 2008 Bộ Tài nguyên và Môi trường;

3 Ký hiệu bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000 ban hành theo quyết định số 719/1999/QĐ-ĐC theo tiêu chuẩn ngành ngày 30/12/1999 của Tổng cục Địa chính (nay là Bộ Tài nguyên và Môi trường) năm 1999;

4 Thông tư hướng dẫn sử dụng hệ quy chiếu và hệ toạ độ Quốc gia VN -

2000 số 973/2001/TT-TCĐC ngày 20 tháng 6 năm 2001 của Tổng cục Địa chính (nay là Bộ Tài nguyên và Môi trường);

5 Quyết định số 16/2005/QĐ-BTNMT ngày 16/12/2005 của Bộ Tài nguyên

và Môi trường ban hành quy định về quản lý, sử dụng và bảo vệ công trình xây dựng đo đạc;

6 Thông tư số 05/2009/TT-BTNMT ngày 01 tháng 6 năm 2009 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về việc hướng dẫn kiểm tra, thẩm định và nghiệm thu công trình sản phẩm địa chính;

7 Dự án xây dựng hồ sơ địa chính và cơ sở dữ liệu quản lý đất đai giai đoạn

2008 - 2010, định hướng đến năm 2015 của tỉnh Cao Bằng;

8 Thông tư số 09/2007/TT-BTNMT ngày 02/08/2007 của Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định về lập hồ sơ địa chính;

9 Thông tư số 21/2011/TT-BTNMT ngày 20/06/2011 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về việc sửa đổi, bổ sung một số nội dung của quy phạm thành lập bản

đồ địa chính tỷ lệ 1:200 ÷ 1:1000 ban hành kèm theo quyết định số BTNMT ngày 10/11/2008 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường;

08/2008/QĐ-10 Hướng dẫn số 55/HD-TNMT ngày 13/6/2006 của Sở Tài nguyên và Môi trường về một số nội dung công tác lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500; 1:10000;

11 Hướng dẫn số 640/HD-STNMT của Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Cao Bằng ngày 21 tháng 6 năm 2011 về việc thành lập bản đồ địa chính và công tác kiểm tra, thẩm định, nghiệm thu công trình, sản phẩm địa chính Giao nộp sản phẩm

lưới địa chính và hồ sơ địa chính;

12 Hướng dẫn số 878/HD-STNMT của Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Cao Bằng ngày 17 tháng 8 năm 2011 về bổ sung, sửa đổi một số nội dung trong công tác đo đạc thành lập bản đồ địa chính và giao nộp sản phẩm đo đạc bản đồ địa chính;

Nguyên tắc thiết kế mạng lưới địa chính

Lưới địa chính được thiết kế phục vụ đo vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500, 1:1000, 1:10000 trong phạm vi 17 xã, trị trấn của huyện Bảo Lạc

Tổng diện tích đo vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500 là 74 ha, tỷ lệ 1:1000 là 15275,92 ha; biên tập đồng bộ bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 đất dân cư đã đo vẽ với bản đồ mới đo vẽ là 1298,66 ha; chỉnh lý bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 đất dân cư nông thôn 4765 thửa (1298,66 ha); tiếp biên lồng ghép, đo vẽ chỉnh lý bản đồ đất lâm nghiệp, đất đồi núi chưa sử dụng tỷ lệ 1:10000, chỉnh sửa hồ sơ địa chính liên quan diện tích 15073 ha, tổng số 1713 thửa; biên tập lại bản đồ địa chính tỷ lệ 1:10000 cấp xã: 17 xã, thị trấn diện tích 75364,70 ha

Số lượng điểm địa chính cần xây dựng bổ sung được tính dựa trên cơ sở: để

đo vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500, tỷ lệ 1:1000 bằng phương pháp đo vẽ trực tiếp trung bình từ 100 ha đến 150 ha có một điểm khống chế tọa độ có độ chính xác tương đương điểm địa chính trở lên; để đo vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ 1:10000 trung bình 500 có một điểm khống chế tọa độ có độ chính xác tương đương điểm địa chính trở lên

Số lượng điểm địa chính cần xây dựng là 145 điểm đảm bảo khống chế khu

vực đo vẽ thành lập bản đồ địa chính

Một số đặc điểm huyện Bảo Lạc

Huyện Bảo Lạc thuộc vùng núi phía Tây của tỉnh Cao Bằng, đây là khu vực vùng núi cao của tỉnh, địa hình chủ yếu là núi đất nối nhau thành các dãy núi, dưới chân núi là các lũng, suối cạn, khe dộc nhỏ kéo dài, chênh cao địa hình khoảng 550m Do đặc trưng của đặc điểm địa hình đồi núi dày đặc, do vậy lưới địa chính xây dựng bằng công nghệ GPS cần được khảo sát cẩn thận bởi đây là khu vực có dị thường độ cao biến động ảnh hưởng đến chất lượng kết quả đo

Công nghệ GPS có khả năng áp dụng không chỉ để áp dụng thành lập lưới khống chế cơ sở mà còn có khả năng áp dụng sâu vào các công đoạn thành lập bản

đồ địa chính như thành lập lưới đo vẽ và đo vẽ chi tiết Trong giới hạn của nghiên cứu tôi chỉ tập trung nghiên cứu về thành lập lưới khống chế trắc địa (Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Cao Bằng, 2012 [12]

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

Công nghệ GPS thành lập lưới địa chính huyện Bảo Lạc và lưới khống chế

đo vẽ phục vụ thành lập bản đồ địa chính tại xã Bảo Toàn, huyện Bảo Lạc

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu

2.1.2.1 Địa điểm nghiên cứu

Đề tài được thực hiện tại huyện Bảo Lạc, tỉnh Cao Bằng

2.1.2.2 Thời gian nghiên cứu

Đề tài được tiến hành từ tháng 4/2016 đến 10/2017

2.2 Nội dung nghiên cứu

2.2.1 Đánh giá tư liệu phục vụ xây dựng lưới địa chính huyện Bảo Lạc, tỉnh Cao Bằng

- Điều kiện tự nhiên: vị trí, địa hình, địa vật, khí hậu, khí tượng, thủy văn

- Điều kiện kinh tế, xã hội

- Tình hình tư liệu trắc địa bản đồ

- Kết quả lưới địa chính huyện Bảo Lạc

2.2.2 Ứng dụng công nghệ GPS xây dựng lưới khống chế đo vẽ bằng phương pháp

đo GPS tĩnh phục vụ thành lập bản đồ địa chính xã Bảo Toàn, huyện Bảo Lạc

- Tình hình tư liệu trắc địa bản đồ

- Các bước tiến hành

- Thực nghiệm tính toán bình sai lưới khống chế đo vẽ

- So sánh thành lập lưới bằng công nghệ GPS và công nghệ truyền thống

2.2.3 Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả xây dựng lưới địa chính bằng công nghệ GPS phục vụ thành bản đồ địa chính

- Khảo sát chọn điểm cần đánh giá ngay trong quá trình xây dựng phương án kinh tế - kỹ thuật

- Xử lý kết quả đo cạnh sơ bộ tại địa điểm thực hiện đo ngay sau khi kết thúc ngày làm việc để loại bỏ ngay những kết quả đo chưa đạt yêu cầu

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp điều tra thu thập số liệu

- Tìm hiểu, thu thập hệ thống hóa và kế thừa các tài liệu đã nghiên cứu hoặc

có liên quan đến mục tiêu của đề tài

+ Báo cáo thuyết minh bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2014 huyện Bảo Lạc, tỉnh Cao Bằng tại phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Bảo Lạc

+ Báo cáo kết quả kiểm kê đất đai năm 2014 huyện Bảo Lạc, tỉnh Cao Bằng tại phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Bảo Lạc

+ Số liệu đo, tài liệu liên quan lưới địa chính huyện Bảo Lạc tại phòng Đo đạc bản đồ và Viễn thám - Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Cao Bằng

+ Số liệu đo, tài liệu liên quan lưới khống chế đo vẽ xã Bảo Toàn, huyện Bảo Lạc, tỉnh Cao Bằng tại Trung tâm kỹ thuật Tài nguyên, Môi trường tỉnh Cao Bằng

+ Dự án Xây dựng Hồ sơ địa chính và cơ sở dữ liệu địa chính khu đo huyện Bảo Lạc, tỉnh Cao Bằng tại phòng Đo đạc bản đồ và Viễn thám - Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Cao Bằng

- Thu thập phiếu điều tra hỏi ý kiến các chuyên viên phòng Đo đạc Bản đồ và Viễn thám - Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Cao Bằng, cán bộ đo đạc thuộc Trung tâm kỹ thuật Tài nguyên, Môi trường tỉnh Cao Bằng về ứng dụng công nghệ GPS thành lập lưới địa chính, nhằm đánh giá khả năng ứng dụng của công nghệ này trên địa bàn tỉnh Cao Bằng

2.3.2 Phương pháp thành lập lưới bằng công nghệ GPS đo tĩnh

Phương pháp đo GPS tĩnh:

Là đo tương đối xác định hiệu tọa độ không gian của 2 điểm đo đồng thời đặt trên 2 đầu của khoảng cách cần đo Độ chính xác của phương pháp là rất cao do loại trừ được nhiều nguồn sai số nên được sử dụng trong công tác đo đạc xây dựng lưới khống chế trắc địa và công tác đo đạc bản đồ các tỷ lệ Do vậy phương pháp đo tĩnh cần tối thiểu 02 máy thu vệ tinh trong một thời điểm đo Phương pháp này được áp dụng để đo lưới địa chính Đặt 2 hoặc nhiều máy thu cố định tại những điểm cần đo tọa độ trong khoảng thời gian thông thường từ 1 giờ trở lên Thời gian đo kéo dài để đạt được sự thay đổi của đồ hình vệ tinh, cung cấp trị đo dư (lớn hơn 4 vệ tinh), và

giảm bớt nhiều nguồn sai số khác nhằm mục đích đạt độ chính xác cao nhất (Đỗ

Ngọc Đường, Đặng Nam Chinh, 2012) [2]

* Quy trình các bước đo

- Lập lịch đo: Trước khi đo lưới khống chế đo vẽ bằng công nghệ GPS phải tiến hành lập lịch đo cho cả khu đo để đảm bảo thời gian đo ngắm đồng thời tối thiểu trên mỗi điểm trạm đo Chọn thời gian đo thích hợp, thỏa mãn yêu cầu về số lượng vệ tinh tối thiểu và PDOP nằm trong khoảng cho phép

Lịch đo được lập bằng phần mềm GPSurvey 2.8 theo modul PLAN/QUICK PLAN Các tham số cần khai báo vào phần mềm lập lịch đo gồm ngày lập lịch đo;

vị trí địa lý khu đo; số vệ tinh tối thiểu cần quan sát là 4; PDOP lớn nhất cho phép quan sát là 4; khoảng thời gian tối thiểu của ca đo là 60 phút; góc ngưỡng đo là 150 (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2014) [1]

- Thiết kế ca đo: Trước khi tổ chức đo lưới GPS phải thực hiện thiết kế các ca

đo Việc thiết kế ca đo theo số lượng máy thu sử dụng (r) được tiến hành lần lượt theo từng ca Mỗi ca sẽ liên kết được r điểm, trong đó cần bảo đảm ít nhất hai điểm gối (điểm liên kết) Cần thiết kế sao cho các cạnh của các ca đo khác nhau không cắt chéo nhau Thiết kế các ca đo liên tiếp nhau và từ ngoài vào trong Càng vào trong số điểm gối càng nhiều Để giảm số ca đo, chỉ cần gối điểm, không nhất thiết phải gối cạnh (gối hai điểm liền kề) (Đỗ Ngọc Đường, Đặng Nam Chinh, 2012) [2]

Ngoài ra trong phương pháp đo GPS tĩnh cần lưu lý đến việc bố trí các đoạn thời gian đo (ca đo) là khoảng thời gian đồng thời các máy cùng thu tín hiệu vệ tinh Đối với lưới GPS, độ dài thời gian đoạn đo phụ thuộc vào chiều dài cạnh (Baseline) Khoảng thời gian đo hợp lý cho trường hợp quan trắc 4 vệ tinh trở lên với điều kiện khí tượng bình thường theo bảng 2.1 (Đỗ Ngọc Đường, Đặng Nam Chinh, 2012) [2]

Bảng 2.1: Thời gian đo hợp lý với điều kiện khi hậu bình thường

STT Chiều dài cạnh (km) Độ dài ca đo (phút)

- Tổ chức đo: Đo đạc ngoại nghiệp lưới GPS gồm các công việc cụ thể sau:

+ Thao tác trên các trạm đo: Đặt máy lên điểm đo, cân bằng máy Cần đảm bảo sai số định tâm máy thu không quá 1mm Để khắc phục sai số lệch tâm pha anten, khi đặt anten trên giá máy ở các điểm trong lưới nên luôn luôn hướng múi tên trên mặt anten

về hướng bắc với sai số khoảng 5 o Sai số này mang tính hệ thống do đó khi tính hiệu số tọa độ giữa các điểm nó sẽ được loại bỏ (Đỗ Ngọc Đường, Đặng Nam Chinh, 2012) [2]

Đo chiều cao anten 2 lần bằng thước thép với độ chính xác lên đến 1mm rồi lấy trung bình Sau đó bật máy thu Trong đo tĩnh, hầu hết đều sử dụng chế độ đo tự động,

do đó sự can thiệp của người đo hầu như không cần thiết Thường xuyên theo dõi tín hiệu đèn chỉ thị tình trạng của hoạt động của máy thu

Ghi chép các số liệu vào sổ đo như tên điểm, người đo, số hiệu máy, chiều cao anten, thời gian bắt đầu đo, thời gian kết thúc đo (Đỗ Ngọc Đường, Đặng Nam Chinh, 2012) [2]

Trong một số trường hợp cần đạt độ chính xác cao, tại các điểm đo người ta phải quan trắc các yếu tố khí tượng và ghi chép lại như nhiệt độ, độ ẩm và áp suất không khí (Đỗ Ngọc Đường, Đặng Nam Chinh, 2012) [2]

Trong thành lập lưới đo vẽ khi thành lập bản đồ địa chính trước đây thường dùng phương pháp đường chuyền kinh vĩ bằng máy toàn đạc để xây dựng lưới khống chế đo vẽ Ưu điểm của phương pháp là mạng lưới đường chuyền có khả năng luồn lách qua các khu vực địa hình Tuy nhiên kỹ thuật của phương pháp này hạn chế là thời gian xây dựng lưới kéo dài, chiều dài tuyến ngắn, có điểm nút do vậy để đạt độ chính xác cao thì nhiều khi phải đo đi đo lại

Phương pháp thành lập lưới khống chế đo vẽ bằng công nghệ GPS thành lập bản đồ địa chính so với phương pháp truyền thống là xây dựng lưới khống chế đo

vẽ bằng phương pháp đường chuyền kinh vĩ thì độ chính xác cao hơn, phương pháp đường chuyền đòi hỏi người có kinh nghiệm, thiết kế lưới phức tạp khó khăn hơn, thực hiện thông hướng khó khăn đặc biệt ở vùng đồi núi, thời gian thi công kéo dài Việc đo bằng công nghệ GPS sẽ giải quyết được thời gian đo lưới nhanh hơn, độ chính xác cao hơn Trên cơ sở đó đề tài nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật này vào thực tế

Máy đo:

Sử dụng bộ máy thu tín hiệu vệ tinh hãng South gồm 03 máy 9600, 03 máy S65, 03 máy S82

Sử dụng bộ máy GPS hãng HI-TARGET V30X xây dựng lưới khống chế đo

vẽ phục vụ thành lập bản đồ địa chính xã Bảo Toàn, huyện Bảo Lạc

2.3.3 Phương pháp xử lý và phân tích số liệu

Xử lý bằng phần mềm South Gps Processor 4.4 và DPSurvey 2.8

- Xử lý Baseline trên mudul Process

- Sau khi xử lý cạnh xong, nhập tọa độ các điểm gốc chọn Input - Station Coordinates

+ Xuất dữ liệu ra dạng txt:

Chọn modul Adjust - Network Adjustment Chọn modul Report - Result Report Output(*.txt)

- Sử dụng phần mềm DPSurvey 2.8 biên tập kết quả bình sai GPS

2.3.4 Phương pháp tổng hợp, phân tích, viết báo cáo

- Tham khảo ý kiến của các chuyên viên phòng Đo đạc Bản đồ và Viễn thám

- Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Cao Bằng, cán bộ đo đạc thuộc Trung tâm kỹ thuật Tài nguyên, Môi trường tỉnh Cao Bằng

- Tổng hợp thành các giải pháp

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 Đánh giá tư liệu phục vụ xây dựng lưới địa chính huyện Bảo Lạc, tỉnh

Vị trí địa lý: trong khoảng 22o 45’ đến 23o 06’ vĩ độ Bắc và 105o 32’ đến

105o 53’ kinh độ Đông

+ Phía Bắc và phía Đông Bắc giáp với Trung Quốc (Đường biên giới khoảng 47,5 km)

+ Phía Đông giáp huyện Thông Nông

+ Phía Đông Nam giáp huyện Nguyên Bình

+ Phía Nam giáp tỉnh Bắc Kạn

+ Phía Tây giáp huyện Bảo Lâm (Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Cao Bằng, 2012) [9]

- Địa hình: Khu đo thuộc vùng núi cao có độ cao trung bình khoảng 1000 m

so với mực nước biển, địa hình chủ yếu núi đất, nối với nhau thành các dẫy núi, dưới chân các dãy núi là những lũng, suối cạn, khe dộc nhỏ kéo dài, chênh cao địa hình khoảng 550 m

- Giao thông: Tuyến đường Quốc lộ 34 nối với Quốc lộ 3 từ thành phố Cao Bằng qua huyện Nguyên Bình tới huyện Bảo Lạc Qua các xã Đình Phùng, Huy Giáp, Hưng Đạo, Kim Cúc, Hồng Trị, thị trấn Bảo Lạc, xã Thượng Hà và xã Bảo Toàn đi huyện Bảo Lâm Mặt đường nhỏ rải nhựa, do không thường xuyên sửa chữa nên mùa mưa hay sẩy ra sạt lở gây ách tắc giao thông Tuyến đường TL-217 nối với

Quốc lộ 34 từ trung tâm thị trấn Bảo Lạc đi qua xã Thượng Hà và xã Cốc Pàng đi

xã Đức Hạnh huyện Bảo Lâm Mặt đường rải đá nhưng hẹp mùa mưa đi lại khó khăn Từ trung tâm huyện đi vào UBND các xã đều có các hệ thống đường đất nhỏ, đường đá, ô tô đi lại được, riêng xã Sơn Lập chưa có đường ô tô đi vào trung tâm

xã Ngoài ra còn hệ thống đường dân sinh đá lởm chởm đi lại khó khăn

- Hệ thống sông, suối: Phía Bắc huyện có Sông Gâm bắt nguồn từ Trung Quốc chảy theo hướng Tây qua các xã Khánh Xuân, Cô Ba, thị trấn Bảo Lạc, xã Thượng Hà và xã Bảo Toàn sang huyện Bảo Lâm Phía Nam huyện có Sông Neo và Sông Năng Sông Neo bắt nguồn từ huyện Nguyên Bình chảy theo hướng Bắc Tây Bắc qua các xã Đình Phùng, Huy Giáp, Hưng Thịnh, Hưng Đạo, Kim Cúc, Hồng Trị đến thị trấn Bảo Lạc nối với Sông Gâm, Sông Năng bắt nguồn từ xã Sơn Lập chảy theo hướng Đông Bắc qua xã Sơn Lộ sang tỉnh Bắc Kạn Ngoài ra còn có hệ thống suối nhỏ, rải rác một số là suối cạn về mùa mưa ảnh hưởng đến việc đi lại

- Thực bì che phủ: Do địa hình rừng núi bao trùm toàn khu đo nên thực phủ đa dạng Trong khu đo chủ yếu là rừng tự nhiên phòng hộ, mức độ tập trung không lớn Một số vùng có gỗ quí tuy nhiên trữ lượng không cao, còn lại chủ yếu là rừng tái sinh trong những năm gần đây Độ che phủ khoảng 40% - 50%, ảnh hưởng tới tầm thông hướng, khi thi công đo đạc xây dựng lưới địa chính và đo vẽ bản đồ địa chính

- Yếu tố địa chính: Phạm vi cần đo vẽ bản đồ của Dự án yếu tố địa chính đa dạng, phức tạp Khu vực trung tâm các xã địa hình tương đối bằng phẳng diện tích đất canh tác tập trung, còn lại chủ yếu nằm xen kẽ, rải rác theo các thung lũng, sườn núi, ven đường, suối, khe dộc

- Hình dáng thửa đất: Tự nhiên theo dáng địa hình bậc thang, nhiều thửa đất trồng màu ranh giới thửa đất không rõ rệt, ranh giới chỉ được đánh dấu là các mỏm

đá, hòn đá Tính chất thửa đất phức tạp, đặc biệt khu vực trồng màu có đá lộ đầu nằm rải rác trong thửa đất, diện tích đá lộ đầu chiếm tỷ lệ nhỏ

- Khí hậu: Khí hậu khu đo mang đặc thù khí hậu miền núi, được chia làm 4 mùa, xong rõ rệt nhất là 2 mùa (mùa hè và mùa đông) Mùa hè bắt đầu từ đầu tháng

5 đến tháng 7, mùa này thời tiết nắng nóng nhiều, nhiệt độ từ 30 oC đến 36 oC, hay

có mưa lớn Mùa Đông bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 2 năm sau, mùa này nhiệt độ

có lúc thấp dưới 8 oC và thường có gió mùa Đông Bắc kèm theo mưa nhỏ, trời

nguyên và Môi trường tỉnh Cao Bằng, 2012) [12]

3.1.2 Điều kiện kinh tế, xã hội

- Kinh tế: Thị trấn Bảo Lạc có dịch vụ buôn bán nhỏ do vậy đời sống có khá hơn, còn lại các xã đất đai xấu, ngành nghề chưa phát triển, cây lương thực chủ yếu

là lúa, ngô, khoai Nền kinh tế chủ yếu là dựa vào nông nghiệp, mặt bằng kinh tế của huyện thấp, điện lưới Quốc gia đã phủ trùm được thị trấn Bảo Lạc và 7 xã: Cốc Pàng, Cô Ba, Hồng An, Huy Giáp, Đình Phùng, Hồng Trị, Kim Cúc, 7 xã: Hồng Trị, Khánh Xuân, Thượng Hà, Bảo Toàn, Phan Thanh, Xuân Trường, Hưng Đạo có điện lưới Quốc gia nhưng chủ yếu chỉ đến trung tâm các xã, riêng xã Hưng Thịnh

và xã Sơn Lập chưa có điện

- An ninh, trật tự xã hội: Là huyện miền núi tình hình trật tự an ninh tương đối tốt, tệ nạn xã hội còn nhưng không nhiều

- Y tế, giáo dục: Trường học, trạm y tế ở các xã đều có, song cơ sở vật chất

và thiết bị còn sơ sài, riêng xã Sơn Lập: Uỷ ban nhân dân xã, trường học, trạm y tế xây dựng nhà tạm Bệnh dịch thường xuyên không có, nhưng về mùa mưa cần đề phòng bệnh sốt rét, sốt xuất huyết, bệnh lở mồm long móng, bệnh cúm gia cầm (Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Cao Bằng, 2012) [12]

3.1.3 Tình hình tư liệu trắc địa bản đồ

3.1.3.1 Điểm trắc địa cấp cao của Nhà nước

Trong khu đo và vùng lân cận có các điểm sau:

* Điểm địa chính cơ sở: Trong khu đo có 11 điểm do TCĐC xây dựng năm

1999, mốc có tường vây Hệ toạ độ VN-2000, độ cao đo bằng GPS tương đương với hạng IV

Tình trạng các điểm trên tại thực địa chất lượng tốt, nhưng không có cặp điểm nào thông hướng với nhau, điểm 044424 tầm che khuất nhiều không sử dụng được

3.1.3.2 Điểm địa chính cấp I, II

Xây dựng năm 2003 theo Dự án đo đạc thành lập bản đồ địa chính, cấp giấy CNQSD đất khu dân cư nông thôn huyện Bảo Lạc

Tổng số xây dựng 175 điểm, thành quả bình sai chính xác theo hệ toạ độ VN-2000 Trong đó:

- Cấp I: 54 điểm thành lập bằng công nghệ đo GPS

- Cấp II: 121 điểm thành lập bằng phương pháp lưới đường chuyền Theo kết quả khảo sát thực địa kết quả như sau:

- Địa chính cấp I: Tìm thấy 22 điểm, mất và hư hại không sử dụng được 32 điểm

- Địa chính cấp II: Tìm thấy 56 điểm mất và hư hại không sử dụng được 65 điểm Các điểm tìm thấy sử dụng được vẫn đảm bảo thông hướng theo đồ hình khi xây dựng lưới

Các điểm bị mất và hư hại không sử dụng được do:

- Một số điểm nằm trên trục đường Quốc lộ 34 và trên các trục đường khác

và các công trình dân sinh gây biến động

- Một số điểm mất do sạt lở đất, xây dựng nhà ở, làm ruộng

3.1.3.3 Bản đồ địa hình

- Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50000 do TCĐC (nay là Bộ Tài nguyên và Môi trường) xuất bản năm 1996 lưới chiếu GAUSS, hệ toạ độ HN-72 hiện chỉnh thực địa năm 1994-1995, trên cơ sở bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50000 lưới chiếu UTM được Cục Đo đạc và Bản đồ nhà nước in lại năm 1978

- Bản đồ địa hình số tỷ lệ 1:50000 lưới chiếu UTM, hệ toạ độ VN-2000 do TCĐC (nay là Bộ Tài nguyên và Môi trường) đo vẽ ngoại nghiệp năm 1999

- Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25000 được phóng từ bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50000 của TCĐC (nay là Bộ Tài nguyên và Môi trường) in năm 1997

Các loại bản đồ địa hình trên phủ trùm toàn huyện, lưư trữ tại Trung tâm Thông tin dữ liệu đo đạc và bản đồ - Bộ Tài nguyên và Môi trường (Sở Tài nguyên

và Môi trường tỉnh Cao Bằng, 2012) [12]

3.1.3.4 Tư liệu bản đồ địa giới hành chính, bản đồ địa chính và bản đồ giải thửa, bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2010

a Bản đồ địa giới hành chính (thực hiện theo chỉ thị 364-CT và theo Nghị định của Chính phủ)

Nghị định của Chính phủ số 183/2007/NĐ-CP ngày 13 tháng 12 năm 2007

về việc điều chỉnh địa giới hành chính xã, thị trấn thuộc huyện Bảo Lạc Tất cả các

xã, thị trấn trong huyện hiện tại đều có bản đồ địa giới hành chính được thể hiện trên nền bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50000 lưới chiếu Gauss Bản đồ này hiện được lưu

ở cả 3 cấp chính quyền địa phương Nhìn chung đường địa giới hành chính trên bản

đồ phù hợp với thực địa và ổn định, mốc địa giới một số bị hư hỏng, số còn tồn tại khoảng 85% (Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Cao Bằng, 2012) [12]

b Bản đồ địa chính và bản đồ giải thửa

* Bản đồ giải thửa:

Hệ thống bản đồ giải thửa tỷ lệ 1:1000 thực hiện theo chỉ thị 299/TTg đo vẽ từ năm 1995 đến năm 1997 hệ toạ độ độc lập, công nghệ đo vẽ thủ công, chuyển vẽ trên giấy trôky đã cũ, thời gian đo vẽ đã lâu, không được chỉnh lý biến động thường xuyên Hệ thống bản đồ này được đo vẽ toàn bộ đất tập trung trồng lúa nước cho tất

cả các xã, còn những lũng ở sâu, khe suối và các loại đất khác chưa được đo vẽ, riêng

xã Hồng An đất sản xuất là nương rẫy và thị trấn Bảo Lạc không được đo vẽ

* Bản đồ địa chính thị trấn Bảo Lạc được đo vẽ từ năm 2001 hệ toạ độ độc lập, diện tích đo vẽ 127,62 ha

* Bản đồ địa chính khu vực đất dân cư nông thôn 15 xã thuộc phương án thành lập bản đồ địa chính khu đất dân cư nông thôn, cấp giấy CNQSD đất Tỷ lệ 1/1000, diện tích đo vẽ 1349,06 ha, hệ toạ độ VN-2000 (riêng xã Sơn Lập được tách

ra từ xã Sơn Lộ do đó khu vực đất dân cư nông thôn không đo vẽ) Bản đồ được đo

vẽ từ năm 2003 đến năm 2004 và được thành lập theo phương pháp bản đồ số, tỷ lệ biến động trung bình khoảng 30%, bản đồ địa chính được đánh số tiếp theo số tờ

bản đồ giải thửa đến hết theo đơn vị cấp xã

c Bản đồ địa chính cơ sở tỷ lệ 1:10000

Khu đo được thành lập bản đồ địa chính cơ sở hệ toạ độ VN - 2000 thuộc dự

án 4 tỉnh Việt Bắc (Hà Giang, Lào Cai, Bắc Kạn, Cao Bằng) do Tổng công ty Tài