Luận văn thạc sĩ ứng dụng hệ thống định vị toàn cầu xây dựng lưới địa chính cụm 04 xã ven biển, huyện quảng xương, tỉnh thanh hóa

Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp Tiến hành thu thập các số liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu đo;các điểm tọa độ, độ cao Nhà nước trong khu đo; tư liệu bản đồ địa h

H C VI N NÔNG NGHI P VI T NAM ỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

ĐỖ NGỌC VIỆT

NG D NG H TH NG Đ NH V TOÀN C U ỨNG DỤNG HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU ỤNG HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU ỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU ỊNH VỊ TOÀN CẦU ỊNH VỊ TOÀN CẦU ẦU XÂY D NG L ỰNG LƯỚI ĐỊA CHÍNH CỤM 04 XÃ VEN ƯỚI ĐỊA CHÍNH CỤM 04 XÃ VEN I Đ A CHÍNH C M 04 XÃ VEN ỊNH VỊ TOÀN CẦU ỤNG HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU

BI N, ỂN,

HUY N QU NG X ỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ẢNG XƯƠNG, TỈNH THANH HÓA ƯƠNG, TỈNH THANH HÓA NG, T NH THANH HÓA ỈNH THANH HÓA

Chuyên ngành: Qu n lý Đ t đaiản lý Đất đai ất đai

Người hướng dẫn khoa họ ướng dẫn khoa họi h ng d n khoa hẫn khoa họ ọc : PGS TS Nguy n Kh c Th iễn Khắc Thời ắc Thời ời hướng dẫn khoa họ

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiêncứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo

vệ lấy bất kỳ học vị nào

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám

ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Tác giả luận văn

Đỗ Ngọc Việt

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhậnđược sự giúp đỡ tận tình, sự đóng góp quý báu của nhiều cá nhân, tập thể

Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết

ơn sâu sắc PGS.TS Nguyễn Khắc Thời đã dành nhiều công sức, thời gian, tận tìnhhướng dẫn, chỉ bảo tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài

Tôi xin trân trọng cảm ơn sự góp ý chân thành của các Thầy, Cô giáo KhoaQuản lý đất đai, Ban Quản lý đào tạo - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tạo điềukiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn.Tôi xin trân trọng cảm ơn tập thể Lãnh đạo Sở, cán bộ, công chức Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thanh Hóa; các cộng sự và Ban Giám đốc Công ty Cổ phần Tư vấn khảo sát Trắc địa Thanh Hà đã giúp đỡ, hỗ trợ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.

Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè đã động viên, giúp đỡ,tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài này

Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Tác giả luận văn

Đỗ Ngọc Việt

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục chữ viết tắt v

Danh mục bảng vi

Danh mục hình vii

Trích yếu luận văn viii

Thesis abstract x

Phần 1 Mở đầu 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.3 Phạm vi nghiên cứu 2

1.4 Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2

Phần 2 Tổng quan tài liệu 3

2.1 Khái quát về hệ thống định vị toàn cầu GPS 3

2.1.1 Khái niệm về GPS 3

2.1.2 Các thành phần của GPS 3

2.1.3 Các đại lượng đo 6

2.1.4 Nguyên lý định vị GPS 8

2.1.5 Các nguồn sai số trong định vị GPS 12

2.1.6 Ưu điểm của phương pháp định vị GPS 14

2.1.7 Tọa độ và hệ quy chiếu 14

2.2 Thiết kế lưới địa chính bằng công nghệ GPS 15

2.2.1 Khái niệm, nguyên tắc thiết kế lưới 15

2.2.2 Cơ sở toán học của lưới địa chính 15

2.2.3 Mật độ điểm khống chế 18

2.2.4 Lưới địa chính 19

2.2.5 Cơ sở pháp lý của việc xây dựng lưới 19

2.3 Ứng dụng công nghệ GPS trong trắc địa trên thế giới và Việt Nam 20

2.3.1 Trên thế giới 20

2.3.2 Tại Việt Nam 21

2.4 Đánh giá, nhận xét chung 23

Phần 3 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 24

3.1 Địa điểm nghiên cứu 24

3.2 Thời gian nghiên cứu 24

3.3 Đối tượng nghiên cứu 24

3.4 Nội dung nghiên cứu 24

3.5 Phương pháp nghiên cứu 24

3.5.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 24

3.5.2 Phương pháp thiết kế lưới 25

3.5.3 Phương pháp thi công lưới địa chính 25

3.5.4 Phương pháp xử lý số liệu đo 25

3.5.5 Phương pháp kiểm tra lưới 25

3.5.6 Phương pháp phân tích, so sánh 25

Phần 4 Kết quả và thảo luận 26

4.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của cụm 04 xã ven biển, huyện Quảng Xương, tỉnh Thanh Hóa26 4.1.1 Đặc điểm tự nhiên 26

4.1.2 Đặc điểm kinh tế và xã hội 28

4.2 Xây dựng lưới địa chính cụm 04 xã ven biển, huyện Quảng Xương, tỉnh Thanh Hóa 29 4.2.1 Quy trình xây dựng lưới địa chính 29

4.2.2 Thiết kế lưới địa chính 30

4.2.3 Chọn điểm, chôn mốc địa chính 33

4.2.4 Tổ chức đo GPS 37

4.2.5 Đo đạc thực địa 40

4.3 Bình sai lưới 42

4.3.1 Nhập số liệu 43

4.3.2 Xử lý cạnh 46

4.3.3 Bình sai lưới 47

4.3.4 Sơ đồ lưới GPS và đánh giá độ chính xác kết quả đo lưới GPS 50

4.4 Kiểm tra lưới địa chính 52

4.4.1 Công tác chọn điểm, đúc mốc, chôn mốc, xây dựng tường vây, lập ghi chú điểm 53 4.4.2 Công tác đo ngắm 53

4.4.3 Tính toán, bình sai 55

4.4.4 Tính đồng bộ, hợp lý 55

Phần 5 Kết luận và kiến nghị 56

5.1 Kết luận 56

5.2 Kiến nghị 57

Tài liệu tham khảo 58

Phụ lục 60

HDOP Horizon Dilution of Precision

Độ mất chính xác theo phương ngang

Mx, My, Mh Sai số theo phương x, y, h

PDOP Position Dilution of Precision

Độ mất chính xác vị trí vệ tinh theo 3D

Reference Độ chênh lệch tham khảo

Variance

VDOP Vertiacal Dilution of Precision

Độ mất chính xác theo phương dọc

X, Y, h Tọa độ X, Y, độ cao thủy chuẩn tạm thời

DANH MỤC BẢNG

Bảng 4.1 Số điểm thiết kế trên địa bàn khu đo 34

Bảng 4.2 Toạ độ các điểm gốc 34

Bảng 4.3 Thiết kế ca đo 39

Bảng 4.4 Chỉ tiêu kỹ thuật của máy đo GPS 41

Bảng 4.5 Số lượng điểm GPS đã đo 50

Bảng 4.6 Kết quả đánh giá độ chính xác sau bình sai 50

Bảng 4.7 So sánh kết quả đánh giá độ chính xác đạt được với quy định hiện hành 51

Bảng 4.8 Kết quả so sánh chỉ tiêu kỹ thuật của lưới địa chính cụm 04 xã với chỉ tiêu kỹ thuật của lưới địa chính được thành lập bằng công nghệ GNSS52 Bảng 4.9 So sánh kết quả xử lý với kết quả đo kiểm tra 54

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Mô hình hình ảnh trái đất và vệ tinh GPS 3

Hình 1.2 Cấu trúc tín hiệu GPS 4

Hình 1.3 Các trạm điều khiển GPS 5

Hình 1.4 Các thành phần chính của GPS 6

Hình 1.5 Xác định hiệu số giữa các thời điểm 6

Hình 1.6 Kỹ thuật giải đa trị tại các máy thu 8

Hình 1.7 Kỹ thuật định vị tuyệt đối 9

Hình 1.8 Kỹ thuật định vị tương đối 10

Hình 4.1 Vị trí khu vực nghiên cứu 26

Hình 4.2 Quy cách mốc địa chính 35

Hình 4.3 Sơ đồ chọn điểm, chôn mốc 35

Hình 4.4 Lập lịch đo 37

Hình 4.5 Biểu thời gian và sai số tương ứng 38

Hình 4.6 Máy GPS 1 tần Trimble 4600LS 40

Hình 4.7 Chương trình Compass 43

Hình 4.8 Định dạng dữ liệu 44

Hình 4.9 Nhập dữ liệu 44

Hình 4.10 Kiểm tra, chỉnh sửa độ cao ăng ten 45

Hình 4.11 Kiểm tra sơ đồ lưới 46

Hình 4.12 Đặt thông số xử lý cạnh 46

Hình 4.13 Xử lý cạnh (Baselines) 47

Hình 4.14 Bình sai cạnh 3D 48

Hình 4.15 Kết quả bình sai lưới 49

Hình 4.16 Biên tập kết quả bình sai 49

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN

Tên tác giả: Đỗ Ngọc Việt

Tên luận văn: “Ứng dụng Hệ thống định vị toàn cầu xây dựng lưới địa chính cụm

04 xã ven biển, huyện Quảng Xương, tỉnh Thanh Hóa”.

Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt

Nam 1 Mục đích nghiên cứu:

Thiết kế và thi công xây dựng mạng lưới khống chế địa chính 4 xã ven biển làm

cơ sở phát triển lưới đo vẽ chi tiết phục vụ công tác thành lập bản đồ địa chính tỷ lệlớn Tính toán bình sai và đánh giá độ chính xác của các kết quả đo toàn lưới

2 Phương pháp nghiên cứu

a Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp

Tiến hành thu thập các số liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu đo;các điểm tọa độ, độ cao Nhà nước trong khu đo; tư liệu bản đồ địa hình, bản đồ hiệntrạng sử dụng đất phục vụ cho công tác thiết kế lưới địa chính trên khu vực đo thuộc 4

xã ven biển

b Phương pháp thiết kế lưới

Căn cứ các loại tư liệu bản đồ và các điểm khống chế cấp cao hơn đã có trên khuvực đo, tiến hành khảo sát thực địa và thiết kế phương án tổ chức lưới khống chế địachính phủ trùm trên diện tích 4 xã ven biển Trên cơ sở thiết kế sẽ lựa chọn phương ántối ưu để thi công đo ngoài thực địa

c Phương pháp thi công lưới địa chính

Phương pháp thi công xây dựng lưới địa chính phải đảm bảo tuân thủ theo quyđịnh hiện hành của Bộ Tài nguyên và Môi trường, gồm các nội dung công việc: Thiết

kế lưới, chọn điểm, đổ, chôn mốc; đo đạc các yếu tố trong lưới bằng phương pháp đoGPS tĩnh

d Phương pháp xử lý số liệu đo

Sau khi đo GPS tiến hành trút số liệu bằng modul Data Transfer, số liệu sau khitrút có định dạng *.DAT

Việc xử lý số liệu đo được thực hiện bằng phần mềm Compass của hãng HuaceX20 phát triển; Biên tập 7 bảng GPS sử dụng phần mềm DPSurvey 2.8

đ Phương pháp kiểm tra lưới

Phương pháp này rất quan trọng, việc kiểm tra lưới được thực hiện theo quyđịnh tại Thông tư số 05/2009/TT-BTNMT ngày 01 tháng 06 năm 2009 của Bộ Tàinguyên và Môi trường, gồm các hạng mục công việc: kiểm tra kích thước mốc, quycách mốc, công tác nghiệm thu kết quả đo,

e Phương pháp phân tích, so sánh

Trên cơ sở kết quả công tác ứng dụng công nghệ GPS để xây dựng lưới địachính cho cụm 04 xã: Quảng Hải, Quảng Lưu, Quảng Lộc và Quảng Thái, huyệnQuảng Xương, tỉnh Thanh Hóa; tiến hành tổng hợp, phân tích, so sánh, đánh giá độchính xác lưới GPS đã xây dựng với các quy định thành lập bản đồ địa chính được quyđịnh tại Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT ngày 19 tháng 5 năm 2014 của Bộ Tàinguyên và Môi trường

- Đã thiết kế và tổ chức đo lưới địa chính bằng 6 máy thu GPS 1 tần Trimble 4600LSvới 12 ca đo và gồm 21 điểm GPS cần xác định nối đến 3 điểm gốc; cạnh dài nhất là 2574,66 m(cạnh QX11 và QX18), ngắn nhất là 332,45 m (cạnh QX13 và QX15)

- Kết quả đo đạc được xử lý tính toán bằng phần mềm Compass của hãng HuaceX20 Kết quả được biên tập thành 7 bảng chuẩn theo quy định của Bộ Tài nguyên và Môi trườngbằng phần mềm DPSurvey 2.8 Kết quả đánh giá độ chính xác sau bình sai cho thấy:

+ Sai số vị trí điểm vị trí điểm yếu nhất đạt ± 0,6 cm; + Sai số khép tương đối tam giác: 1/151.116;

+ Sai số trung phương tương đối cạnh: 1/75626;

+ Sai số trung phương tuyệt đối cạnh dưới 400m: ± 0,010 m;

+Sai số trung phương phương vị: 3,52”;

THESIS ABSTRACT

Author: Do Ngoc Viet

Thesis title: " Application of Global Positioning System administration building clusters grid 04 coastal communes, Quang Xuong district, Thanh Hoa province"

Training Facility Name: Vietnam National University of Agriculture (VNUA)

1 Purpose:

Design and construction control network 4 communal coastal landadministration as a basis for developing detailed grid mapping service of cadastralmapping large proportion The real cost adjustment and assess the accuracy of themeasurement results throughout the grid

2 Research Methods:

a Methods of collecting secondary data

Collecting data on natural conditions, economic - of the measuring social; thepoint coordinates and elevation of the State in the measure; materials topographicmaps, maps of land use in service for design work on the regional cadastral gridmeasured in 4 coastal communes

b Methods design mesh

Based on the type of map material and the higher-level control points have onthe area measured, conducting field surveys and organizational design plan cadastralcontrol network covering 4 communes on coastal areas Based on the design willchoose the optimal scheme for measuring the field of construction

c Mesh construction method cadastral

Construction methods cadastral grid to ensure compliance with currentregulations of the Ministry of Natural Resources and Environment, including thecontent of work: Design grid, select the point, pour, mold buried; measuring theelements in the grid with static GPS measurements

d Methods of measurement data processing

After venting GPS measurements conducted by module Data Transfer data andfigures after venting * DAT format

The measured data processing is performed by software firm Compass Huace X20 development; Editorial 7 table used GPS coordinates from DPSurvey 2.8 software.

đ Methods testing grid

This method is very important, the test is performed grids under the provisions

of Circular No 05/2009/TT - year BTNMT 01 May 06, 2009 of the Ministry ofNatural Resources and Environment, including work items: review Check size mold,mold specifications, and acceptance of the results,

e Methods of analysis, comparison

Based on the results of applied work to develop GPS technology for cluster 04mesh cadastral communes of Quang Hai, Quang Luu Quang Loc and Quang Thai,Quang Xuong district, Thanh Hoa province; conducted synthesis, analysis,comparison, evaluation precision GPS network was built with the regulationsestablished cadastral maps are prescribed in Circular No 25/2014/TT - year BTNMTMay 19 2014 of the Ministry of Natural Resources and Environment

3 Results and conclusions

- Designed and cadastral organizations measured by net 6 1 frequency 4600LSTrimble GPS receiver with 12 cases including 21 points and GPS measurements to determine the 3-point connection to the original 2574,66 m longest edge (QX11 and QX18 edge), the shortest is332,45 m (QX13 and QX15 edge)

- The results of measurements are processed by software calculates its CompassHuace X20 Results are edited to a standard 7 tables prescribed by the Ministry of Natural Resourcesand Environment DPSurvey 2.8 software Evaluation results after adjustment accuracy shows:

+ Error location weakest point reached ± 0,6 cm; + Close relative error triangle: 1/151 116;

+ The relative error middle edge: 1/75626;

+ Absolute error the next medium under 400m: ± 0.010 m;

Mid-way + azimuth error: 3.52 ";

+ Ratio: reach between 1.6 - - 913.1

- The test results meet the requirements of accuracy according to the current

regulations of the Ministry of Natural Resources and Environment

- Construction cadastral grid by global positioning technology to reach highaccuracy, bring high economic efficiency should be able to apply global positioning technology inthe construction of cadastral grid Quang Xuong district, province Thanh Hoa is feasible than thetraditional method

PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Điều 53, Hiến pháp Nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam năm 2013quy định: “Đất đai, tài nguyên nước, tài nguyên khoáng sản, nguồn lợi ở vùngbiển, vùng trời, tài nguyên thiên nhiên khác và các tài sản do Nhà nước đầu tư,quản lý là tài sản công thuộc sở hữu toàn dân do Nhà nước đại diện chủ sở hữu vàthống nhất quản lý”; Trong số 15 nội dung quản lý nhà nước về đất đai được quyđịnh tại Điều 22 Luật đất đai 2013, nhiệm vụ: “Khảo sát, đo đạc, lập bản đồ địachính, bản đồ hiện trạng sử dụng đất và bản đồ quy hoạch sử dụng đất; điều tra,đánh giá tài nguyên đất; điều tra xây dựng giá đất” được đặt ở vị trí thứ 3

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 đã đượcthương mại hóa, từ năm 1980 hệ thống định vị toàn cầu GPS đã được sử dụng vào mục đích dân

sự Ngày nay, trong nhiều lĩnh vực của đời sống kinh tế, xã hội đã và đang áp dụng công nghệGPS

Trong ngành trắc địa, công nghệ GPS đã mở ra thời kỳ mới, thay thế côngnghệ truyền thống trong việc thành lập và xây dựng dựng mạng lưới tọa độ cáccấp Đối với ngành trắc địa bản đồ thì đây là cuộc cách mạng thực sự cả về kỹthuật, chất lượng cũng như hiệu quả kinh tế trên phạm vi toàn thế giới nói chung

và Việt Nam nói riêng

Hệ thống định vị toàn cầu GPS đã được công nhận và sử dụng rộng rãi, tincậy, hiệu quả trong trắc địa bản đồ bởi tính ưu việt như: có thể xác định tọa độ củacác điểm từ điểm gốc khác mà không cần thông hướng; tính tự động hóa trong đođạc và xử lý kết quả đo; độ chính xác đo đạc ít phụ thuộc vào điều kiện thời tiết(có thể đo trong mọi điều kiện thời tiết); việc xác định tọa độ các điểm nhanhchóng, chính xác cao, ở bất kỳ vị trí nào trên trái đất; có thể thực hiện trong mọiđiều kiện địa hình mà không cần tầm nhìn thông hướng giữa các điểm đo; tiết kiệmthời gian, chi phí thấp; đáp ứng yêu cầu thay thế một số dạng công việc màphương pháp trắc địa truyền thống không thực hiện được như: đo hải đảo; đo địahình đáy biển; đo mặt cắt các sông lớn, đặc biệt là đo khoảng cách dài

Vùng ven biển huyện Quảng Xương, tỉnh Thanh Hóa có rất nhiều lợi thế đểphát triển kinh tế thông qua việc nâng cao công tác quản lý đất đai trên địa bàn.Tuy nhiên, hệ thống bản đồ giải thửa, bản đồ địa chính trước đây vừa thiếu, lại đođạc đã lâu, công nghệ cũ, không đồng bộ và không được chỉnh lý biến động nênthiếu độ chính xác dẫn đến công tác quản lý đất đai trên địa bàn gặp rất nhiều khókhăn Do đó, nhu cầu bức thiết trong quản lý đất đai của các xã vùng ven biển làphải thành lập được BĐĐC có độ chính xác cao, muốn có được điều đó cần phảixây dựng lưới địa chính.

Để mở rộng khả năng sử dụng công nghệ GPS, góp phần đưa công nghệ vàosản xuất, nâng cao hiệu quả kinh tế trong đo đạc, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:

“Ứng dụng Hệ thống định vị toàn cầu xây dựng lưới địa chính cụm 04 xã ven biển, huyện Quảng Xương, tỉnh Thanh Hóa”.

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Tìm hiểu điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội cụm 04 xã ven biển huyện QuảngXương, tỉnh Thanh Hóa, gồm: xã Quảng Hải, xã Quảng Lưu, xã Quảng Lộc và xãQuảng Thái

Thiết kế, thi công, đo đạc các đại lượng đo trong lưới khống chế bằng thiết bịmáy GPS 1 tần số 4600LS của hãng Trimble theo quy định hiện hành; bình sai,đánh giá độ chính xác và kiểm tra lưới GPS đã thi công

là tiền đề để xây dựng lưới không chế đo vẽ toàn huyện Quảng Xương

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU GPS

2.1.1 Khái niệm về GPS

Tên tiếng Anh đầy đủ của GPS là Navigation Satellite Timing and RangingGlobal Positioning System Đây là một hệ thống radio hàng hải dựa vào các vệtinh để cung cấp thông tin vị trí 3 chiều và thời gian chính xác Hệ thống luôn sẵnsàng trên phạm vi toàn cầu và hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết

Hình 1.1 Mô hình hình ảnh trái đất và vệ tinh GPS

Nguồn: Introduction to GPS (2007)

2.1.2 Các thành phần của GPS

GPS gồm 3 đoạn: đoạn không gian, đoạn điều khiển và đoạn người sử dụng

2.1.2.1 Đoạn không gian (Space Segment )

Hệ thống ban đầu có 24 vệ tinh, trong đó có 3 vệ tinh dự trữ Hiện nay đã có

31 vệ tinh bay xung quanh Trái đất trên 6 quỹ đạo gần tròn cách đều nhau, với độcao khoảng 20.200 km, góc nghiêng 550 so với mặt phẳng xích đạo của trái đất.Chu kỳ quay của vệ tinh là 718 phút

- Chức năng chính của các vệ tinh là:

+ Nhận và lưu trữ dữ liệu được gửi lên từ các trạm điều khiển

+ Duy trì thời gian chính xác bởi đồng hồ nguyên tử gắn trên vệ tinh

+ Truyền thông tin và dữ liệu cho người sử dụng theo hai tần số là L1 và L2.

- Mỗi vệ tinh được trang bị máy phát tần số chuẩn nguyên tử chính xác cao

cỡ 10 -12 Máy phát này tạo ra các tín hiệu tần số cơ sở 10,23 MHz và từ đây tạo racác sóng tải tần số L1=1575,42 MHz và L2=1227,60 MHz Để giảm ảnh hưởng củatầng điện ly người ta sử dụng hai tần số

- Để phục vụ cho các mục đích và đối tượng khác nhau, các tín hiệu 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 được sử dụng rộng rãi

C/A Code có tính chất code tựa ngẫu nhiên Tín hiệu mang code này có tần số thấp(1.023 MHz) C/A Code chỉ điều biến sóng tải L1

+ P-Code (Precision Code): là code chính xác được sử dụng cho các mục

đích quân sự của Mỹ và chỉ dùng cho các mục đích khác khi được phía Mỹ cho

phép P-Code điều biến cả hai sóng tải L1, L2 và là code tựa ngẫu nhiên

+ Y-Code: là Code bí mật được phủ lên P-Code nhằm chống bắt chước, gọi là kỹthuật AS (Anti Spoosing), chỉ có vệ tinh thuộc các khối từ sau năm 1989 mới có khả năng này

Hình 1.2 Cấu trúc tín hiệu GPS

Nguồn: Introduction to GPS (2007)

2.1.2.2 Đoạn điều khiển (Control Segment)

Có 5 trạm điều khiển trên mặt đất: Hawaii (Thái Bình Dương), ColoradoSprings (Căn cứ không quân Mỹ), Ascension Island (Đại Tây Dương), DiegoGarcia (Ấn Độ Dương) và Kwajalein (Thái Bình Dương), trong đó có 1 trạm trungtâm đặt tại Colorado Springs

Nhiệm vụ của đoạn điều khiển là điều khiển toàn bộ hoạt động và chức năngcủa các vệ tinh trên cơ sở theo dõi chuyển động quỹ đạo của các vệ tinh và hoạtđộng của đồng hồ trên đó Tất cả các số liệu đo khoảng cách, sự thay đổi khoảngcách, các số liệu đo khí tượng ở mỗi trạm đều được truyền về trạm trung tâm.Trạm trung tâm xử lý các số liệu được truyền từ các trạm theo dõi và số liệu đocủa chính nó để cho ra các ephemerit chính xác hoá của vệ tinh và số hiệu chỉnhcho các đồng hồ vệ tinh Các số liệu này được truyền trở lại cho các trạm theo dõi

và từ đó truyền tiếp lên cho các vệ tinh cùng các lệnh điều khiển khác

Hình 1.3 Các trạm điều khiển GPS

Nguồn: Introduction to GPS (2007)

2.1.2.3 Đoạn sử dụng (User Segment)

Gồm các máy thu đặt trên mặt đất, bao gồm phần cứng và phần mềm

- Phần cứng là các máy đo có nhiệm vụ thu tín hiệu vệ tinh để khai thác, sử dụng cho các mục đích, yêu cầu khác nhau của khách hàng

- Phần mềm có nhiệm vụ xử lý các thông tin để cung cấp tọa độ của máy thu

Hình 1.4 Các thành phần chính của GPS

Nguồn: Introduction to GPS (2007)

2.1.3 Các đại lượng đo

Việc định vị bằng GPS thực hiện trên cơ sở sử dụng hai dạng đại lượng đo cơbản, đó là đo khoảng cách giả theo các code tựa ngẫu nhiên (C/A-code và P-code)

và đo pha của sóng tải L1, L2 và tổ hợp L1/L2

2.1.3.1 Đo khoảng cách giả theo C/A-code và P-code

Code tựa ngẫu nhiên được phát đi từ vệ tinh cùng với sóng tải Máy thu GPScũng tạo ra code tựa ngẫu nhiên đúng như vậy Bằng cách so sánh code thu từ vệtinh và code của chính máy thu tạo ra có thể xác định được khoảng thời gian lantruyền của tín hiệu code, từ đó xác định được khoảng cách từ vệ tinh đến máy thu(đến tâm anten của máy thu) Do có sự không đồng bộ giữa đồng hồ của vệ tinh vàmáy thu, do ảnh hưởng của môi trường lan truyền tín hiệu nên khoảng cách tínhtheo khoảng thời gian đo được không phải là khoảng cách thực giữa vệ tinh vàmáy thu, đó là khoảng cách giả

Hình 1.5 Xác định hiệu số giữa các thời điểm

Nguồn: GPS Satellite Surveying (1995)

Nếu ký hiệu tọa độ của vệ tinh là x s , y s , z s; tọa độ của điểm xét (máy thu) là

x,y,z; thời gian lan truyền tín hiệu từ vệ tinh đến điểm xét là t, sai số không đồng

bộ giữa đồng hồ trên vệ tinh và trong máy thu là ∆t, khoảng cách giả đo được là R,

Trong đó, c là tốc độ lan truyền tín hiệu.

Trong trường hợp sử dụng C/A-code, theo dự tính của các nhà thiết kế hệthống GPS, kỹ thuật đo khoảng thời gian lan truyền tín hiệu chỉ có thể đảm bảo độ

chính xác đo khoảng cách tương ứng khoảng 30 m Nếu tính đến ảnh hưởng của

điều kiện lan truyền tín hiệu, sai số đo khoảng cách theo C/A code sẽ ở mức 100 m

là mức có thể chấp nhận được để cho khách hàng dân sự được khai thác Song kỹ

thuật xử lý tín hiệu code này đã được phát triển đến mức có thể đảm bảo độ chính

xác đo khoảng cách khoảng 3 m, tức là hầu như không thua kém so với trường hợp

sử dụng P-code vốn không dành cho khách hàng đại trà Chính vì lý do này mà

trước đây Chính phủ Mỹ đã đưa ra giải pháp SA để hạn chế khả năng thực tế của

C/A code Nhưng ngày nay do kỹ thuật đo GPS có thể khắc phục được nhiễu SA,

Chính phủ Mỹ đã tuyên bố bỏ nhiễu SA trong trị đo GPS từ tháng 5 năm 2000

2.1.3.2 Đo pha sóng tải

Các sóng tải L1, L2 được sử dụng cho việc định vị với độ chính xác cao Vớimục đích này người ta tiến hành đo hiệu số giữa pha của sóng tải do máy thu nhận

được từ vệ tinh và pha của tín hiệu do chính máy thu tạo ra Hiệu số pha do máy

thu đo được ta ký hiệu là Φ (0<Φ<2π)

- R là khoảng cách giữa vệ tinh và máy thu;

- λ là bước sóng của sóng tải;

- N là số nguyên lần bước sóng λ chứa trong R, N còn được gọi là số nguyên đa

trị, thường không biết trước mà cần phải xác định trong thời gian đo;

- ∆t là sai số đồng bộ giữa đồng hồ của vệ tinh và máy thu.

Trong trường hợp đo pha theo sóng tải L1 có thể xác định khoảng cách giữa

vệ tinh và máy thu với độ chính xác cỡ cm, thậm chí nhỏ hơn Sóng tải L2 cho độchính xác thấp hơn, nhưng tác dụng của nó là cùng với L1 tạo ra khả năng làmgiảm đáng kể tầng điện ly và việc xác định số nguyên đa trị được đơn giản hơn

Hình 1.6 Kỹ thuật giải đa trị tại các máy thu

Nguồn: GPS Satellite Surveying (1995)

2.1.4 Nguyên lý định vị GPS

2.1.4.1 Định vị tuyệt đối (point positioning)

Là trường hợp sử dụng máy thu GPS để xác định ngay tọa độ của điểm quansát trong hệ tọa độ WGS-84 Đó có thể là các thành phần tọa độ vuông góc khônggian (X,Y,Z) hoặc các thành phần tọa độ trắc địa mặt cầu (B,L,H) Hệ thống tọa độWGS-84 là hệ thống tọa độ cơ sở của GPS, tọa độ của vệ tinh và điểm quan sátđều lấy theo hệ thống tọa độ này

Việc đo GPS tuyệt đối được thực hiện trên cơ sở sử dụng đại lượng đo làkhoảng cách giả từ vệ tinh đến máy thu theo nguyên tắc giao hội cạnh không gian

từ các điểm đã biết tọa độ là các vệ tinh

Nếu biết chính xác khoảng thời gian lan truyền tín hiệu code tựa ngẫu nhiên

từ vệ tinh đến máy thu, ta sẽ tính được khoảng cách chính xác giữa vệ tinh và máythu Khi đó 3 khoảng cách được xác định đồng thời từ 3 vệ tinh đến máy thu sẽcho ta vị trí không gian đơn trị của máy thu Song trên thực tế cả đồng hồ trên vệtinh và đồng hồ trong máy thu đều có sai số, nên khoảng cách đo được không phải

là khoảng cách chính xác Kết quả là chúng không thể cắt nhau tại một điểm, nghĩa

là không thể xác định được vị trí của máy thu Để khắc phục tình

trạng này cần sử dụng thêm một đại lượng đo nữa, đó là khoảng cách từ vệ tinh thứ

Với khoảng cách giả đo đồng thời từ 4 vệ tinh đến máy thu chúng ta sẽ lập

được hệ phương trình dạng (1.3) với 4 ẩn số (X, Y, Z, ∆t) Giải hệ phương trình

trên chúng ta tìm được tọa độ tuyệt đối của máy thu và số hiệu chỉnh đồng hồ củamáy thu

Trên thực tế với hệ thống vệ tinh hoạt động đầy đủ như hiện nay, số lượng vệtinh mà các máy thu quan sát được thường từ 6 - 8 vệ tinh, khi đó số lượng phươngtrình sẽ lớn 4 và nghiệm của phương trình sẽ tìm theo nguyên lý số bình phươngnhỏ nhất

Hình 1.7 Kỹ thuật định vị tuyệt đối

Nguồn: GPS Satellite Surveying (1995)

2.1.4.2 Định vị tương đối (Relative Positioning)

Đo GPS tương đối là trường hợp sử dụng hai máy thu GPS đặt ở hai điểmquan sát khác nhau để xác định ra hiệu tọa độ vuông góc không gian (∆X, ∆Y, ∆Z)hay hiệu tọa độ trắc địa mặt cầu (∆B, ∆L, ∆H) giữa chúng trong hệ tọa độ WGS-84.Nguyên tắc đo GPS tương đối được thực hiện trên cơ sở sử dụng đại lượng

đo là pha của sóng tải Để đạt được độ chính xác cao và rất cao cho kết quả xácđịnh hiệu tọa độ giữa hai điểm xét, người ta đã tạo ra và sử dụng các sai phân khácnhau cho pha sóng tải nhằm làm giảm ảnh hưởng đến các nguồn sai số khác

(1.3)

nhau như: Sai số của đồng hồ vệ tinh cũng như của máy thu, sai số tọa độ vệ tinh,

sai số số nguyên đa trị,

Ta ký hiệu Φrj(ti) là hiệu pha của sóng tải từ vệ tinh j đo được tại trạm r vào

thời điểm ti, khi đó nếu hai trạm đo 1 và 2 ta quan sát đồng thời vệ tinh j vào thời

điểm ti, ta sẽ có sai phân bậc một được biểu diễn như sau:

i2 i1 i

Trong sai phân này hầu như không còn ảnh hưởng của sai số đồng hồ vệ

tinh

Nếu hai trạm cùng tiến hành quan sát đồng thời hai vệ tinh j và k vào thời

điểm ti, ta có phân sai bậc hai:

Qua công thức này ta thấy không còn ảnh hưởng của sai số đồng hồ vệ tinh

và máy thu

Nếu xét hai trạm cùng tiến hành quan sát đồng thời hai vệ tinh j và k vào thời

điểm ti và ti+1, ta sẽ có phân sai bậc ba:

Sai phân này cho phép loại trừ sai số số nguyên đa trị

Hiện nay, hệ thống GPS có khoảng 32 vệ tinh hoạt động Do vậy, tại mỗi thời

điểm ta có thể quan sát được số vệ tinh nhiều hơn 4 Bằng cách tổng hợp theo từng

cặp vệ tinh sẽ có rất nhiều trị đo, mặt khác thời gian thu tín hiệu trong đo tương đối

thường khá dài vì vậy số lượng trị đo để xác định ra hiệu tọa độ giữa hai điểm là

rất lớn, khi đó bài toán sẽ giải theo phương pháp số bình phương nhỏ nhất

Hình 1.8 Kỹ thuật định vị tương đối

Nguồn: GPS Satellite Surveying (1995)

Định vị tương đối có các phương pháp đo cơ bản sau đây:

a Phương pháp đo tĩnh

Phương pháp đo tĩnh được sử dụng để xác định hiệu tọa độ (hay vị trí tươnghỗ) giữa hai điểm xét với độ chính xác cao, nhằm đáp ứng yêu cầu của công táctrắc địa Trong trường hợp này cần có ít nhất hai máy thu, một máy đặt ở điểm đãbiết tọa độ còn máy kia đặt tại điểm cần xác định Cả hai máy thu đồng thời thu tínhiệu từ một số vệ tinh chung trong một khoảng thời gian nhất định, thường từ mộtđến hai ba giờ đồng hồ Số vệ tinh tối thiểu cho hai trạm quan sát là 5 Khoảng thờigian quan sát kéo dài là để cho đồ hình phân bố vệ tinh thay đổi từ đó ta có thể xácđịnh được số nguyên đa trị của sóng tải và đồng thời là để có nhiều trị đo nhằm đạt

độ chính xác cao và ổn định kết quả quan sát

Đây là phương pháp đạt được độ chính xác cao nhất trong việc định vị tươngđối bằng GPS, có thể cỡ centimet, thậm chí là milimet ở khoảng cách giữa haiđiểm xét tới hàng chục và hàng trăm kilomet Nhược điểm của phương pháp làthời gian đo phải kéo dài hàng giờ, do vậy năng suất đo không cao

b Phương pháp đo động

Phương pháp đo động cho phép xác định vị trí tương đối của hàng loạt điểm

so với điểm đã biết Phương pháp này cần có ít nhất hai máy thu để xác định sốnguyên đa trị của tín hiệu vệ tinh, cần phải có một cạnh đáy đã biết được gối lênđiểm đã có tọa độ Sau khi đã xác định số nguyên đa trị được giữ nguyên để tínhkhoảng cách từ vệ tinh đến máy thu cho các điểm đi tiếp sau trong suốt cả chu kỳ

đo Nhờ vậy, thời gian thu tín hiệu tại điểm đo không phải là một giờ đồng hồ nhưtrong phương pháp đo tĩnh nữa mà chỉ còn một phút trong phương pháp này

2.1.4.3 Định vị vi phân (Differential GPS)

Phương pháp này dùng một máy thu đặt cố định tại điểm đã biết tọa độ vàmáy thu này có khả năng phát ra tín hiệu vô tuyến, đồng thời có máy di động khácđặt ở vị trí cần xác định tọa độ Cả máy cố định và máy di động cần đồng thời tiếnhành thu tín hiệu từ các vệ tinh như nhau Nếu thông tin từ vệ tinh bị nhiễu thì kếtquả xác định tọa độ của cả máy cố định và máy di động cũng đều bị sai lệch, độ sailệch 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 là như nhau cho cảmáy cố định và máy di động Nó được máy cố định phát đi qua sóng vô tuyến đểmáy di động thu nhận mà hiệu chỉnh cho kết quả xác định tọa độ của mình

2.1.5 Các nguồn sai số trong định vị GPS

2.1.5.1 Sai số của đồng hồ

Sai số đồng hồ gồm: đồng hồ trên vệ tinh, đồng hồ trong máy thu và sựkhông đồng bộ giữa chúng gây ra sai số của đồng hồ trong kết quả đo GPS Đặcbiệt là trong định vị tuyệt đối sai số này có giá trị tương đối lớn

Các vệ tinh được trang bị đồng hồ nguyên tử có độ chính xác cao, tính đồng

bộ về thời gian giữa các đồng hồ vệ tinh được giữ trong khoảng 20 nano giây Còncác máy thu GPS được trang bị đồng hồ thạch anh chất lượng cao (10-4s) đặt bêntrong

Chúng ta biết rằng vận tốc truyền tín hiệu khoảng 3x108m/s, nếu sai số đồng

hồ thạch anh là 10-4s thì sai số khoảng cách tương ứng là 30 m, nếu đồng hồnguyên tử sai 10-7s thì khoảng cách sai 3 m

Với ảnh hưởng như trên, người ta đã sử dụng nguyên tắc định vị tương đối đểloại trừ ảnh hưởng của sai số đồng hồ

2.1.5.2 Sai số quỹ đạo vệ tinh

Vệ tinh chuyển động trên quỹ đạo xung quanh trái đất chịu nhiều sự tác độngnhư ảnh hưởng của sự thay đổi trọng trường trái đất, ảnh hưởng của sức hút mặtTrăng, mặt Trời, các ảnh hưởng trên sẽ tác động tới quỹ đạo của vệ tinh, khi đó

vệ tinh sẽ không chuyển động hoàn toàn tuân theo đúng 3 định luật Kepler Sai sốquỹ đạo vệ tinh ảnh hưởng gần như trọn vẹn đến kết quả định vị tuyệt đối, songđược khắc phục về cơ bản trong định vị tương đối hoặc vi phân

Để biết được vị trí của vệ tinh trên quỹ đạo thì người sử dụng có thể căn cứvào lịch vệ tinh Tùy thuộc vào mức độ chính xác của thông tin, lịch vệ tinh đượcchia làm 3 loại là:

- Lịch vệ tinh dự báo (Almanac): Phục vụ cho lập lịch và xác định quang cảnhnhìn thấy của vệ tinh tại thời điểm quan sát, lịch vệ tinh này có sai số khoảng vài km

- Lịch vệ tinh quảng bá (Broadcast ephemeris): Được tạo lập dựa trên 5 trạmquan sát thuộc đoạn điều khiển của hệ thống GPS, hiện nay khi chế độ nhiễu SA đã được bỏ thìlịch vệ tinh quảng bá có sai số khoảng từ 2 - 5 m

- Lịch vệ tinh chính xác: Được lập dựa trên cơ sở các số liệu quan trắc trongmạng lưới giám sát và được tính toán nhờ một số tổ chức khoa học, loại lịch này cho sai số nhỏhơn 0,5 m

2.1.5.3 Sai số ảnh hưởng của điều kiện khí tượng

Tín hiệu vệ tinh đến máy thu đi qua một quãng đường lớn hơn 20.000 km,trong đó có tầng điện ly từ độ cao 50 km tới độ cao 500 km và tầng đối lưu từ độcao 50 km đến mặt đất Khi tín hiệu đi qua các tầng này có thể bị thay đổi (tán xạ)phụ thuộc vào mật độ điện tử tự do trong tầng điện ly và tình trạng hơi nước, nhiệt

độ và các bụi khí quyển trong tầng đối lưu

Người ta ước tính rằng, do ảnh hưởng của tầng điện ly, khi định vị tuyệt đối

có thể bị sai số khoảng 12 m, còn ảnh hưởng của tầng đối lưu có thể gây sai sốkhoảng 3m

Các vệ tinh GPS phát tín hiệu ở tần số cao (sóng cực ngắn) do đó ảnh hưởngcủa tầng điện ly đã được giảm nhiều, tuy vậy cần lưu ý tới đặc tính của sóng cựcngắn là truyền thẳng và dễ bị che chắn

Ảnh hưởng của tầng điện ly tỷ lệ với bình phương tần số, vì thế khi sử dụngmáy thu 2 tần sẽ khắc phục được ảnh hưởng này

Tuy vậy, ở khoảng cách ngắn (<10 km) tín hiệu tới 2 máy coi như đi trongcùng môi trường, sai số sẽ được loại trừ trong các công thức tính hiệu tọa độ, dovậy ta nên sử dụng máy một tần, trong khi đó nếu sử dụng máy hai tần có thể bịnhiễu, làm kết quả kém chính xác

Để khắc phục ảnh hưởng của tầng đối lưu, người ta quy định chỉ sử dụng tínhiệu vệ tinh có góc cao trên 15o (hoặc trên 10o)

2.1.5.4 Sai số do nhiễu tín hiệu

Ăng ten của máy thu không chỉ thu tín hiệu đi thẳng từ vệ tinh tới mà cònnhận cả các tín hiệu phản xạ từ mặt đất và môi trường xung quanh Sai số này gọi

là sai số do nhiễu tín hiệu Tín hiệu vệ tinh tới máy thu có thể bị nhiễu do một sốnguyên nhân sau:

- Tín hiệu bị phản xạ từ các vật (kim loại, bê tông) gần máy thu

- Tín hiệu bị nhiễu do ảnh hưởng của các tín hiệu sóng điện từ khác

- Máy thu GPS đặt gần các đường dây tải điện cao áp

- Tín hiệu bị gián đoạn do các vật che chắn tín hiệu

Để khắc phục sai số nhiễu tín hiệu, khi thiết kế điểm đo cần bố trí xa cáctrạm phát sóng, các đường dây cao thế, không bố trí máy thu dưới các rặng cây

2.1.5.5 Sai số do người đo

Người đo có thể phạm các sai lầm như: đo chiều cao anten, dọi điểm địnhtâm không tốt, đôi khi ghi nhầm chế độ đo cao anten Để tránh các sai số này thìngười đo GPS cần thận trọng trong định tâm và đo chiều cao anten

Cần chú ý là sai số do đo chiều cao anten không những ảnh hưởng tới độ caocủa điểm đo mà còn ảnh hưởng tới vị trí mặt bằng Do đó, trong khi thu tín hiệukhông nên đứng vây quanh máy thu, không che ô cho máy thu

2.1.6 Ưu điểm của phương pháp định vị GPS

2.1.6.1 Ưu điểm

- Các vệ tinh có thể quan trắc trên cùng một vùng lãnh thổ rộng lớn như quốc giahay châu lục, trong khi phương pháp định vị truyền thống chỉ khống chế

ở một khu vực nhỏ hẹp

- Không đòi hỏi thông hướng trên mặt đất giữa các trạm đo

- Có thể định vị ở thời gian thực và ở thời điểm bất kỳ: trên mặt đất, trên biển và trong không gian cho đối tượng đứng yên hay di động

- Có thể đo 24h/ngày trong mọi điều kiện thời tiết; rút ngắn thời gian thi công, đem lại hiệu quả kinh tế cao

- Độ chính xác lưới cao, đồng đều và không phụ thuộc vào đồ hình của lưới nên thuận lợi cho công tác thiết kế lưới

- Công tác xử lý nội nghiệp hoàn toàn tự động theo các chương trình có sẵn nên kết quả có độ tin cậy cao

2.1.6.2 Nhược điểm

- Máy móc thiết bị đắt tiền, cán bộ thi công phải có trình độ và kinh nghiệm

- Công tác chọn điểm theo nguyên tắc khá nghiêm ngặt Do đó hệ thống này sẽ bị hạn chế khi thi công ở khu vực rừng núi, thành phố, khu dân cư

2.1.7 Tọa độ và hệ quy chiếu

Hệ định vị GPS cho tọa độ vuông góc không gian 3 chiều X, Y, Z hoặc cácthành phần tọa độ trắc địa mặt cầu B, L, H hoặc các gia số tọa độ trên trong hệ tọa

độ toàn cầu WGS-84

2.2 THIẾT KẾ LƯỚI ĐỊA CHÍNH BẰNG CÔNG NGHỆ GPS

2.2.1 Khái niệm, nguyên tắc thiết kế lưới

2.2.1.1 Khái niệm về lưới GPS

Lưới GPS gồm các điểm được chôn ở các vị trí có nền đất vững chắc, ổnđịnh, quang đãng, nằm ngoài chỉ giới quy hoạch công trình; đảm bảo khả năng tồntại lâu dài trên thực địa; thuận lợi cho việc đo ngắm và phát triển lưới cấp thấp.Các điểm được liên kết với nhau bởi các cạnh đo, nhờ các cạnh đo chúng ta sẽ tínhtoán chính xác tọa độ, độ cao của các điểm trong một hệ thống tọa độ thống nhất

- Hệ thống lưới tọa độ cơ sở phải được xây dựng trên cơ sở các điểm tọa độ Nhà nước cấp cao hơn

- Lưới tọa độ cơ sở phải được nối vào ít nhất hai điểm cấp cao hơn gần khu đo nhất

- Sai số số liệu gốc của lưới cấp trên ảnh hưởng đến cấp dưới kế cận không được vượt quá 12%

- Lưới thiết kể phải đảm bảo đủ mật độ điểm, phủ trùm khu đo, phục vụ cho các tác đo vẽ bản đồ địa chính theo từng giai đoạn

- Thường xuyên cập nhật, tiến hành nâng cao độ chính xác bằng công nghệ và kỹ thuật đo tiên tiến

- Trong quá trình thiết kế cố gắng chọn phương án tối ưu, giá thành thấp, dễ thicông, đồng thời đảm bảo độ chính xác trong công tác đo vẽ theo từng cấp hạng

2.2.2 Cơ sở toán học của lưới địa chính

2.3.2.1 Lựa chọn mặt chiếu

Việc thể hiện bề mặt trái đất lên mặt phẳng cần phải có một cơ sở toán học nhằm thể hiện chính xác và ít bị biến dạng khi khai triển

Mặt Geoid trái đất có kích thước và hình dạng phức tạp không thể hiện nóbằng một mặt toán học được nên ta phải có một bề mặt chuẩn nào đó để so sánh

mà cơ sở đặt ra là phải có tính ổn định Trái đất chia làm hai phần: lục địa và đại

dương Trong đó phần lục địa chiếm 1/3 diện tích trái đất, là nơi con người sinh

sống; là phần có địa hình, địa vật và cấu tạo vật chất phức tạp cho nên không thể

làm cơ sở để so sánh Vì thế có nhiều ý tưởng chọn mặt đại dương là mặt cơ sở để

so sánh, vì bề mặt đại dương trơn láng, chiếm đại đa số diện tích Trái đất

Tuy nhiên, mặt nước biển không ổn định mà có biến động rất nhiều Nhằmkhắc phục tính không ổn định của mực nước biển người ta xây dựng các trạm

nghiệm triều để đo mực nước biển, rồi lấy giá trị trung bình từng ngày so sánh

người ta thấy giá trị sai lệch cao, sau đó lấy giá trị trung bình theo tháng nhưng vẫn

chưa đạt yêu cầu, người ta tiếp tục so sánh giá trị trung bình theo từng năm Người

ta nhận thấy nếu lấy theo chu kì 17,67 năm thì chỉ số sai lệch chỉ từ vài mm đến

vài cm, thoả mãn được yêu cầu đặt ra

Khác mặt Geoid, một bề mặt khác đơn giản thể hiện được dưới dạng phươngtrình toán học để thể hiện một cách gần đúng bề mặt trái đất dùng làm cơ sở so

trọng tâm trùng với trọng tâm trái đất Tuy nhiên đưa trọng tâm Ellipsoid trùng với

trọng tâm của trái đất là không thể vì vậy đưa vào hai bề mặt xấp xỉ càng tốt

Ellipsoid toàn cầu chỉ tốt trên phạm vi toàn cầu, vì vậy mỗi quốc gia đều tìmmột mặt Ellipsoid phù hợp với quốc gia đó gọi là Ellipsoid cục bộ Kích thước

Ellipsoid có nhiều giá trị khác nhau

- Có hai phương án để chọn Ellipsoid cục bộ:

+ Xây dựng Ellipsoid mới phù hợp với lãnh thổ của mỗi quốc gia, tuy độ phù hợp

cao nhưng chi phí quá cao

+ Sử dụng Ellipsoid có sẵn và định vị lại cho phù hợp với lãnh thổ của quốc gia

mình, độ phù hợp ở mức độ tương đối nhưng chi phí thấp

Để khai triển chính xác mặt Ellipsoid lên mặt phẳng thì cần một mặt trunggian để biểu diễn thành mặt phẳng Yêu cầu về mặt trung gian này càng gần vớimặt Ellipsoid càng tốt để giảm sai số biến dạng và mặt cong này được gọi là mặtchiếu Có 3 mặt chiếu (hình trụ, hình phẳng, hình nón) và mỗi mặt chiếu sử dụng 3phép chiếu (đứng, ngang, nghiêng) Không có phép chiếu nào tốt nhất, phép chiếuchỉ tốt với một khu vực cụ thể Mặt chiếu được sử dụng hiện nay là mặt trụ, phépchiếu được sử dụng là phép chiếu hình trụ ngang đồng góc đối xứng.

Ellipsoid quy chiếu quốc gia là Ellipsoid WGS-84 toàn cầu với kích thước:

Điểm gốc tọa độ Quốc gia: điểm N00 đặt tại Viện nghiên cứu Địa chính,đường Hoàng Quốc Việt, Hà Nội (nay là Viện khoa học Đo đạc và Bản đồ - BộTài nguyên và Môi trường)

Hệ thống tọa độ phẳng: hệ tọa độ phẳng UTM Quốc tế, được thiết lập trên cơ

sở lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc

2.2.2.3 Lưới chiếu bản đồ

- Sử dụng lưới chiếu hình nón đồng góc với 2 vĩ tuyến chuẩn 110 và 210 để thểhiện các bản đồ địa hình cơ bản, bản đồ nền, bản đồ hành chính quốc gia ở tỷ lệ 1:1.000.000 vànhỏ hơn cho toàn lãnh thổ Việt Nam

- Sử dụng lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc với múi chiếu 60 có hệ số điềuchỉnh tỷ lệ biến dạng chiều dài k0 = 0,9996 để thể hiện các bản đồ địa hình cơ bản, bản đồ nền,bản đồ hành chính quốc gia tỷ lệ từ 1:500.000 đến 1:25.000.

- Sử dụng lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc với múi chiếu 30 có hệ số điềuchỉnh tỷ lệ biến dạng chiều dài k0 = 0,9999 để thể hiện các bản đồ địa hình cơ bản, bản đồ nền,bản đồ hành chính tỷ lệ từ 1:10.000 đến 1:2.000

- Sử dụng lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc với múi chiếu 30 có hệ số điềuchỉnh tỷ lệ biến dạng chiều dài k0 = 0,9999 để thể hiện hệ thống bản đồ địa chính cơ sở và bản đồđịa chính các loại tỷ lệ; kinh tuyến trục được quy định cho từng tỉnh (tỉnh Thanh Hóa là

105000’00”)

2.2.3 Mật độ điểm khống chế

Theo quy định tại Khoản 8, Điều 5, Chương II, Thông tư số BTNMT ngày 19 tháng 5 năm 2014 của Bộ Tài nguyên và Môi trường, mật độđiểm khống chế tọa độ như sau :

25/2014/TT Để đo vẽ thành lập bản đồ địa chính bằng phương pháp đo vẽ trực tiếp thực địa,mật độ điểm khống chế tọa độ quy định như sau:

+ 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 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 khu vực đo vẽ có địa hình dạng tuyến thì bình quân 1,5 km chiềudài được bố trí 01 điểm 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 nhỏhơn 30 ha thì điểm tọa độ có độ chính xác tương đương điểm địa chính trở lên mật

độ không quá 2 điểm

- Để đo vẽ thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:2000, 1:5000, 1:10000 bằng phươngpháp ảnh hàng không kết hợp với đo vẽ trực tiếp thực địa thì trung bình 2500 ha có một điểmkhống chế tọa độ có độ chính xác tương đương điểm địa chính trở lên

2.2.4 Lưới địa chính

Lưới địa chính được quy định tại Điều 9, Chương II, Thông tư số25/2014/TT-BTNMT ngày 19 tháng 5 năm 2014 của Bộ Tài nguyên và Môitrường, như sau:

1 Lưới địa chính được xây dựng trên cơ sở lưới tọa độ và độ cao Quốc gia đểtăng dày mật độ điểm khống chế, làm cơ sở phát triển lưới khống chế đo vẽ và đo vẽ chi tiết

2 Lưới địa chính được thiết kế trên bản đồ địa hình tỷ lệ lớn hoặc bản đồ địachính Khi thiết kế lưới phải đảm bảo các điểm được phân bố đều trên khu đo, trong đó ưu tiêntăng dày cho khu vực bị che khuất nhiều, địa hình phức tạp; các điểm khống chế tọa độ từ địachính cấp II (trước đây) trở lên, điểm độ cao Quốc gia từ hạng IV trở lên đã có trong khu đo phảiđược đưa vào lưới mới thiết kế

3 Lưới địa chính phải được đo nối tọa độ với ít nhất 03 điểm khống chế tọa độ có

độ chính xác tương đương điểm tọa độ Quốc gia hạng III trở lên, trường hợp đặc biệt được phép

đo nối với 02 điểm nhưng phải quy định cụ thể trong thiết kế kỹ thuật - dự toán công trình

Trường hợp lập lưới địa chính bằng công nghệ GPS phải đo nối độ cao với ítnhất 02 điểm khống chế độ cao có độ chính xác tương đương điểm độ cao Quốcgia hạng IV trở lên

4 Khi lập lưới địa chính bằng công nghệ GPS phải xác định đồng thời tọa độ và

độ cao Trường hợp lập lưới địa chính bằng phương pháp khác thì không xác định độ cao điểmđịa chính

5 Điểm tọa độ địa chính phải được chọn ở các vị trí có nền đất vững chắc, ổnđịnh, quang đãng, nằm ngoài chỉ giới quy hoạch công trình; đảm bảo khả năng tồn tại lâu dài trênthực địa; thuận lợi cho việc đo ngắm và phát triển lưới cấp thấp

6 Khi lập lưới bằng công nghệ GPS thì các điểm phải đảm bảo có góc mở

lên bầu trời lớn hơn 1200; ở xa các trạm thu phát sóng tối thiểu 500 m ; xa các trạmbiến thế, đường dây điện cao thế, trạm điện cao áp tối thiểu 50 m

2.2.5 Cơ sở pháp lý của việc xây dựng lưới

2.2.5.1 Luật và các văn bản dưới luật

- Luật Đất đai số 45/2013/QH13 được Quốc hội Nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩaViệt Nam thông qua ngày 26 ngày 11 tháng 2013 và có hiệu lực thi hành từ

- Quyết định số 05/2007/QĐ-BTNMT ngày 27 tháng 02 năm 2007 của Bộ Tàinguyên và Môi trường về sử dụng hệ thống tham số tính chuyển giữa Hệ tọa độ quốc tế WGS-84

và hệ tọa độ quốc gia VN-2000

- Công văn số 1139/ĐĐBĐVNCNTĐ ngày 26 tháng 12 năm 2011 của Cục Đo đạc và Bản đồ Việt Nam về việc sử dụng công nghệ GPS/GNSS

- Phụ lục ban hành kèm theo Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT ngày 19 tháng 5năm 2014 của Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định về bản đồ địa chính

2.3 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS TRONG TRẮC ĐỊA TRÊN THẾ GIỚI

VÀ VIỆT NAM

2.3.1 Trên thế giới

Trong lĩnh vực thành lập lưới trắc địa, nhiều nước đã ứng dụng thành công công nghệ GPS để:

- Chêm dày lưới truyền thống đã xây dựng

- Bổ sung các số liệu GPS nhằm nâng cao độ chính xác của mạng lưới trắc địa hiện có

- Xây dựng hệ quy chiếu động để nghiên cứu khoa học (địa động, sóng thần…)

Dưới đây sẽ giới thiệu một số thành quả của việc ứng dụng công nghệ GPScủa một số nước, gồm:

2.3.1.1 Ở Liên bang Nga

Dựa trên việc áp dụng các phương pháp đo đạc sử dụng hệ thống định vị toàncầu GLONASS và GPS, lưới trắc địa quốc gia GGS ở Nga hiện nay, bao gồm cáccấu trúc trắc địa với độ chính xác khác nhau: Lưới thiên văn trắc địa cơ bản(FAGC) với khoảng cách giữa các điểm FAGC từ 600 km đến 800 km và sai số vịtrí tương đối của các điểm nhỏ hơn 2 cm về mặt bằng; lưới trắc địa độ chính xáccao (VGS) với khoảng cách giữa các điểm từ 150 km đến 300 km bao trùm toàn

bộ lãnh thổ nước Nga và lưới trắc địa vệ tinh hạng 1 với khoảng cách trung bình từ

25 km đến 30 km (Bùi Thị Hồng Thắm, 2014)

2.3.1.2 Ở Singapore

Từ năm 1992 Singapore đã có chương trình ứng dụng công nghệ GPS đểhiện đại hoá và tăng dày mạng lưới trắc địa của mình Chương trình này nhằmthành lập mạng lưới đo đạc tích hợp (ISN) gồm các điểm hạng C cấp I và Cấp II.Mạng lưới cấp I gồm 38 điểm và cấp II gồm khoảng 10.000 điểm (khoảng cáchgiữa các điểm khoảng 300 m) (Bùi Thị Hồng Thắm, 2014)

2.3.1.3 Ở Australia

Lưới GPS khu vực Australia (ARGN) được xây dựng bao gồm 15 trạmGNSS geodetic cung cấp khung quy chiếu cơ bản cho dữ liệu không gian cùng vớilưới cơ sở theo hệ tọa độ địa tâm Từ năm 2007 đến năm 2012, chính phủ Liênbang Australia đã thiết lập gần 100 trạm GNSS CORS dọc theo các tuyến chủ yếuđược phân bố trên toàn lãnh thổ thông qua chiến lược hợp tác nghiên cứu cơ sở hạtàng quốc gia Lưới GNSS CORS được triển khai với khoảng cách giữa các trạmliền kề khoảng 200 km Một số trạm được chọn đồng thời là các trạm quan trắcthủy triều Lưới nhằm phát triển và tăng cường hệ thống quy chiếu không gianquốc gia và hỗ trợ các lĩnh vực như nông nghiệp, khai thác mỏ,… Bên cạnh đó, 58trạm mới cấp Liên bang và 44 trạm cấp bang sẽ được thiết lập để bổ sung cho lướitrắc địa quốc gia Australia (Bùi Thị Hồng Thắm, 2014)

2.3.2 Tại Việt Nam

Ở Việt Nam việc ứng dụng công nghệ GPS phục vụ lĩnh vực trắc địa gồm: - Xây dựng lưới toạ độ Nhà nước bằng GPS

- Ứng dụng công nghệ GPS trong các lĩnh vực giao thông, thủy lợi, thủy

điện (quan trắc biến dạng công trình).

- Ứng dụng công nghệ GPS trong xây dựng lưới địa chính cơ sở, lưới khống chế

đo vẽ…

Các kết quả đã triển khai ở Việt Nam từ năm 1991 đến nay, như sau:

1 Từ tháng 12/1991 đến tháng 4/1993 đã hoàn thành việc xây dựng lưới toạ độNhà nước bằng GPS tại khu vực Minh Hải, Sông Bé và Tây Nguyên với tổng số 117 điểm và 91điểm phương vị, các điểm GPS ở các khu vực trên tạo thành lưới tam giác dày đặc Xây dựnglưới trắc địa biển vào năm 1992 gồm 36 điểm trong đó có 18 điểm nằm trên quần đảo Trường Sa

2 Kết hợp loại máy GPS 2 tần số và 1 tần số đã xây dựng mạng lưới tọa độ trênquần đảo Trường Sa, đo nối mạng lưới này và phần lớn đảo chính với mạng lưới đất liền Cácđiểm GPS này tạo thành mạng lưới toạ độ biển Việt Nam gồm 36 điểm

3 Mạng lưới cạnh dài phủ trùm phần đất liền của lãnh thổ Việt Nam đã hoànthành đầu năm 1994 gồm 23 điểm GPS Lưới này đã liên kết các lưới GPS, lưới tam giác vàđường chuyền Nhà nước

4 Công nghệ GPS với máy thu 2 tần số đã được ứng dụng trong việc xây dựng mạng lưới toạ độ cấp “0” với 71 điểm phủ trùm cả nước

5 Công nghệ GPS đã được ứng dụng để đo các mạng lưới toạ độ quốc gia hạng III (địa chính cơ sở) phủ trùm cả nước với 12.631 điểm

6 Công nghệ GPS đã được ứng dụng để đo các mạng lưới trắc địa nhỏ các mạng lưới khu vực

7 Thiết lập các hệ thống trạm DGPS phục vu đo biển và biên giới gồm:

- 03 trạm tại: Điện Biên, Cao Bằng, Hà Giang phục vụ đo biên giới Việt - Trung;

- 03 điểm tại: Đồ Sơn, Vũng Tàu, Quảng Nam phục vụ công tác đo biển

8 Hiện nay, Cục Đo đạc Bản đồ - Bộ Quốc phòng đang củng cố và xây dựng 06trạm (gồm 4 trạm tại: Phú Quốc, Đà Nẵng, Móng Cái, đảo Trường Sa lớn đã đi vào hoàn động;riêng trạm tại Cửa Lò và Cam Ranh đang xây dựng)

9 Triển khai công nghệ GPS trong xây dựng lưới địa chính trên phạm vi toàn quốc

Nguồn: Bùi Thị Hồng Thắm (2014)

2.4 ĐÁNH GIÁ, NHẬN XÉT CHUNG

Hệ thống định vị toàn cầu GPS do Mỹ nghiên cứu và thiết lập bắt đầu từ năm

70 của thế kỷ 20, trải qua gần 50 năm phát triển đã chứng minh được những đặctính ưu việt của công nghệ này và được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực của đờisống, đặc biệt công nghệ GPS mở ra một thời kỳ mới đối với ngành trắc địa trêntoàn thế giới, đã khắc phục được những hạn chế mà phương pháp đo đạc truyềnthống gặp phải như: không đòi hỏi thông hướng trên mặt đất giữa các trạm đo; cóthể định vị ở thời gian thực và ở thời điểm bất kỳ; có thể đo 24h/ngày trong mọiđiều kiện thời tiết; độ chính xác lưới cao, đồng đều và không phụ thuộc vào đồhình của lưới nên thuận lợi cho công tác thiết kế lưới

Tuy nhiên, việc ứng dụng đại trà công nghệ GPS trong lĩnh vực xây dựnglưới địa chính phục vụ công tác đo vẽ chi tiết còn gặp nhiều khó khăn do: máymóc thiết bị đắt tiền, cán bộ thi công phải có trình độ và kinh nghiệm; công tácchọn điểm theo nguyên tắc khá nghiêm ngặt

Ngoài ra, khu vực ven biển huyện Quảng Xương có địa hình chia cắt bởi hệthống sông, ao, hồ, các gò đồi và hệ thống thực phủ phức tạp Do đó việc ứng dụngthành công công nghệ GPS trong xây dựng lưới địa chính cụm 04 xã ven biểnhuyện Quảng Xương, tỉnh Thanh Hóa với độ chính xác cao sẽ là tiền đề để ứngdụng công nghệ trên trong việc xây dựng lưới khống chế đo vẽ toàn huyện QuảngXương góp phần nâng cao hiệu quả công tác quản lý, sử dụng đất tại cụm 04 xãtrên là điều cần thiết mà luận văn hướng tới

PHẦN 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU

Cụm 04 xã ven biển huyện Quảng Xương, tỉnh Thanh Hóa, gồm: xã Quảng Hải, xã Quảng Lưu, xã Quảng Lộc và xã Quảng Thái

3.2 THỜI GIAN NGHIÊN CỨU

Luận văn được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 6 năm 2015 đến tháng 5 năm 2016

3.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Sử dụng công nghệ GPS xây dựng lưới địa chính cụm 04 xã ven biển, huyện Quảng Xương, tỉnh Thanh Hóa

3.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

1 Tìm hiểu điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của cụm 04 xã ven biển huyệnQuảng Xương, tỉnh Thanh Hóa, gồm: xã Quảng Hải, xã Quảng Lưu, xã Quảng Lộc và xã QuảngThái

2 Xây dựng lưới địa chính, gồm: thiết kế lưới (chọn điểm, chôn mốc), thi công,

đo đo đạc lưới khống chế bằng thiết bị máy GPS 1 tần số 4600LS của hãng Trimble theo quyđịnh hiện hành

3 Bình sai lưới bằng chương trình Compass do hãng Huace X20 phát triển từ đóđưa ra kết quả bình sai trong hệ tọa độ VN2000 và đánh giá độ chính xác của lưới

4 Kiểm tra các yếu tố lưới, so sánh kết quả đo lưới và đánh giá độ chính xác đãđạt được với quy phạm hiện hành để kết luận về độ chính xác của lưới GPS đã xây dựng

3.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.5.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp

Tiến hành thu thập các số liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của khuđo; các điểm tọa độ và độ cao Nhà nước trong khu đo; tư liệu bản đồ địa hình, bản

đồ hiện trạng sử dụng đất phục vụ cho công tác thiết kế lưới địa chính trên khu vực

đo thuộc cụm 4 xã ven biển

3.5.2 Phương pháp thiết kế lưới

Căn cứ các loại tư liệu bản đồ và các điểm khống chế cấp cao hơn đã có trênkhu vực đo, tiến hành khảo sát thực địa và thiết kế phương án tổ chức lưới khốngchế địa chính phủ trùm trên diện tích 4 xã Trên cơ sở thiết kế sẽ lựa chọn phương

án tối ưu để thi công đo ngoài thực địa

3.5.3 Phương pháp thi công lưới địa chính

Phương pháp thi công xây dựng lưới địa chính phải đảm bảo tuân thủ theoquy định hiện hành của Bộ Tài nguyên và Môi trường, gồm các nội dung côngviệc: Thiết kế lưới, chọn điểm, đổ, chôn mốc; đo đạc các yếu tố trong lưới bằngphương pháp đo GPS tĩnh

3.5.4 Phương pháp xử lý số liệu đo

Sau khi đo GPS tiến hành trút số liệu bằng modul Data Transfer, số liệu saukhi trút có định dạng *.DAT

Việc xử lý số liệu đo được thực hiện bằng phần mềm Compass của hãngHuace X20 phát triển; Biên tập 7 bảng GPS từ tọa độ sử dụng phần mềmDPSurvey 2.8

3.5.5 Phương pháp kiểm tra lưới

Phương pháp này rất quan trọng, việc kiểm tra lưới được thực hiện theo quyđịnh tại Thông tư số 05/2009/TT-BTNMT ngày 01 tháng 06 năm 2009 của Bộ Tàinguyên và Môi trường, gồm các hạng mục công việc: kiểm tra kích thước mốc,quy cách mốc, công tác nghiệm thu kết quả đo

3.5.6 Phương pháp phân tích, so sánh

Trên cơ sở kết quả công tác ứng dụng công nghệ GPS để xây dựng lưới địachính cho cụm 04 xã: Quảng Hải, Quảng Lưu, Quảng Lộc và Quảng Thái, huyệnQuảng Xương, tỉnh Thanh Hóa; tiến hành tổng hợp, phân tích, so sánh, đánh giá

độ chính xác lưới GPS đã xây dựng với các quy định thành lập bản đồ địa chínhđược quy định tại Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT ngày 19 tháng 5 năm 2014của Bộ Tài nguyên và Môi trường

PHẦN 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI CỦA CỤM 04 XÃ VEN BIỂN, HUYỆN QUẢNG XƯƠNG, TỈNH THANH HÓA

- Từ 105o 47’42” đến 105o 51’00” kinh độ Đông Vị trí tiếp giáp như sau:

- Phía Bắc giáp xã Quảng Giao, Quảng Đại, huyện Quảng Xương

- Phía Tây Bắc giáp xã Quảng Nhân, Quảng Bình, huyện Quảng Xương

- Phía Tây Nam giáp xã Quảng Lĩnh, huyện Quảng Xương

- Phía Nam giáp xã Quảng Lợi, huyện Quảng Xương

Nguồn: UBND huyện Quảng Xương (2015)

Hình 4.1 Vị trí khu vực nghiên cứu

4.1.1.2 Địa hình, giao thông, thủy hệ

a Địa hình

Cụm 04 xã ven biển gồm: Quảng Hải, Quảng Lưu, Quảng Lộc và QuảngThái, huyện Quảng Xương có địa hình thấp dần từ Tây sang Đông và chia thànhhai dạng địa hình chính:

- Dạng địa hình đồng bằng: bên bờ trái hệ thống sông Rào, địa hình khá bằngphẳng; độ cao trùng bình từ 1,3 m đến 4,8 m so với mực nước biển với các thành tạo aluvi - biển.Trong khu vực cũng có nhiều điểm trũng tạo thành các hồ đầm nhỏ

- Dạng địa hình cồn cát ven biển: Độ cao trung bình so với mặt nước biển từ 0,9

m đến 6,9 m đối với các thành tạo biển - gió phân bố thành dải dọc bờ biển và song song với bờbiển

- Sông Rào theo chiều từ Bắc xuống Nam cắt ngang phần lãnh thổ cụm 04 xã và

có chức năng thoát nước cho toàn bộ diện tích phần phía Đông

- Sông Chìm theo chiều từ Tây Bắc xuống phía Nam nối với sông Lý và sông Hồng Bình là nguồn cung cấp nước sản xuất nông nghiệp chính cho toàn vùng

- Hệ thống kênh lớn gồm: kênh Lĩnh Khê, kênh Nhân Bình, kênh 30, kênh Bắc,kênh B37…có nhiệm vụ cung cấp nước tưới, tiêu phục vụ sản xuất nông nghiệp cho toàn vùng

Ngoài ra trong vùng còn có nhiều ao, hồ lớn, nhỏ có nhiệm vụ tích trữ nước phục vụ sản xuất và sinh hoạt cho dân cư trong vùng

4.1.1.3 Điều kiện tự nhiên của khu đo

a Khí tượng

Theo số liệu điều tra theo dõi khí tượng nhiều năm cho thấy, khí hậu củahuyện chịu ảnh hưởng chung của khí hậu nhiệt đới gió mùa với hai mùa rõ rệt;

mùa hè nóng ẩm và mưa nhiều, mùa đông khô lạnh, mưa ít Mùa nóng từ tháng 4tới tháng 10 và trùng vào mùa mưa, mùa lạnh từ tháng 11 tới tháng 3 năm sau vàtrùng vào mùa khô

Nhiệt độ không khí trung bình năm đạt 23 - 240C, về mùa hè đạt 25 - 290C,

Mỗi năm trung bình có 10,6 ngày có sương mù, sương mù xuất hiện vào cáctháng mùa đông, tháng 3 là tháng có nhiều ngày sương mù nhất trong năm (từ 3 - 9ngày) Do ảnh hưởng của sương mù nên tầm nhìn bị hạn chế, trong năm có 2,6ngày có tầm nhìn xa dưới 1 km; 31,5 ngày có tầm nhìn xa 1 - 10 km và 330,9 ngày

có tầm nhìn xa trên 10 km

Gió thổi theo 2 mùa rõ rệt: Gió đông bắc khô lạnh thổi về mùa đông, gióđông nam thổi về mùa hè kèm theo nóng ẩm và mưa nhiều Các tháng 4, 5 vàtháng 6 thỉnh thoảng có xuất hiện gió khô nóng nhưng ít ảnh hưởng đến sản xuất

b Thực phủ

Đặc điểm chung thực phủ của khu vực là cây bụi thấp (rừng phi lao chắnsóng ven biển, bụi dứa, bụi gai), một số cây nông nghiệp xen lẫn trong khu dân cư(dừa, ổi…) và cây nông nghiệp ngắn ngày (lúa, ngô, đậu, lạc, khoai…), ngoài racòn có một số cây công nghiệp xen lẫn trong khu dân cư

4.1.2 Đặc điểm kinh tế và xã hội

a Đặc điểm về dân cư

- Xã Quảng Hải: gồm 10 thôn với 2.120 hộ và 8.424 nhân khẩu

- Xã Quảng Lưu: gồm 16 thôn với 1.905 hộ và 7.615 nhân khẩu

- Xã Quảng Lộc: gồm 08 thôn với 1.678 hộ và 6.682 nhân khẩu

- Xã Quảng Thái: gồm 10 thôn với 2.250 hộ và 8.982 nhân khẩu