Tài liệu đồ án đánh giá độ chính xác đo gps động (ppk) trong công tác thành lập bản đồ địa hình

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG CHƯƠNG I BẢN ĐỒ VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP BẢN ĐỒ 1.1.Khái niệm chung 1.1.1.Khái niệm về Bản Đồ Bản đồ là hình ảnh thu nhỏ của thực tế địa lý được ký hiệu hóa thể hiện các yếu tố đặc điểm một cách có chọn lọc. Bản đồ là hình ảnh thu nhỏ và được khái quát hóa một phần bề mặt quả đất lên mặt phẳng nằm ngang theo phép chiếu hình bản đồ với những nguyên tắc biên tập khoa học. Bản đồ địa hình là loại bản đồ thể hiện một khu vực trên bề mặt trái đất trên đó bản đồ thể hiện những thành phần của thiên nhiên và kết quả hoạt động của con người mà mắt ta có thể cảm nhận được. Trên bản đồ phụ thuộc vào tỷ lệ, các đối tượng có trên bề mặt đất được chọn lọc biểu diễn, các đối tượng này chứa đựng lượng thông tin và nó phụ thuộc vào không gian, thời gian và mục đích sử dụng: -Tính không gian xác định khu vực được tiến hành đo vẽ thành lập bản đồ. -Tính thời gian ghi nhận trên bản đồ hiện trạng của bề mặt trái đất ở thời điểm tiến hành đo vẽ. -Mục đích sử dụng chi phối nội dung và độ chính xác thành lập bản đồ. * Mục đích sử dụng của BĐĐH Bản đồ địa hình có vai trò rất quan trọng trong khoa học và trong thực tiễn bao gồm :trong xây dựng công nghiệp, dân dụng, năng lượng, giao thông và trong các công trình khác.Bản đồ có nhiều tỷ lệ, ứng với mỗi loại tỷ lệ lại có những mục đích sử dụng khác nhau. 1 SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG -Bản đồ tỷ lệ lớn : thường được sử dụng để thiết kế mặt bằng xây dựng các công trình xây dựng, các thành phố, các điểm dân cư, để lập thiết kế kỹ thuật các xí nghiệp công nghiệp và các trạm phát điện, dùng để tiến hành thăm dò và tìm kiếm, thăm dò và tính toán trữ lượng các khoáng sản, dùng trong công tác quy hoạch và cải tạo đồng ruộng. -Bản đồ tỷ lệ trung bình : dùng trong công tác quy hoạch ruộng đất và làm cơ sở để đo vẽ thổ nhưỡng, thực vật, thiết kế các công trình thủy nông, dùng để chọn tuyến đường giao thông, để khảo sát các phương án xây dựng thành phố. -Bản đồ tỷ lệ nhỏ : dùng trong quy hoạch và tổ chức các vùng kinh tế, để chọn các tuyến đường sắt, đường ôtô và kênh đào giao thông… 1.1.2.Cơ sở toán học của BĐĐH Cơ sở toán học của BĐĐH nhằm đảm bảo độ chính xác của bản đồ, đáp ứng yêu cầu sử dụng, đồng thời có thể ghép nhiều mảnh bản đồ lại với nhau mà vẫn giữ được tính nhất quán. 1, Cơ sở trắc địa Cơ sở trắc địa của bản đồ được đặc trưng bởi Elipxoid trái đất và hệ thống mạng lưới khống chế trắc địa. * Hiện nay các bản đồ địa hình Việt Nam được thành lập trong hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN 2000 với các thông số như sau : - Elipxoid quy chiếu quốc gia là Elipxoid WGS-84. - Vị trí Elipxoid quy chiếu quốc gia là Elipxoid-84 toàn cầu được xác định phù hợp với lãnh thổ Việt Nam trên cơ sở sử dụng các điểm GPS cạnh dài có độ cao thủy chuẩn phân bố trên toàn lãnh thổ. - Điểm gốc tọa độ quốc gia : Điểm N00 đặt tại khuôn viên viện nghiên cứu địa chính.Điểm gốc độ cao được lấy tại Hòn Dấu Hải Phòng. * Hệ thống mạng lưới trắc địa : 2 SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG Hệ thống mạng lưới khống chế trắc địa : Là hệ thống các điểm được chọn và đánh dấu mốc vững chắc trên mặt đất, chúng liên kết với nhau tạo thành các mạng lưới.Mạng lưới khống chế trắc địa được xây dựng theo nguyên tắc từ tổng thể đến cục bộ, từ độ chính xác cao đến độ chính xác thấp. Mạng lưới khống chế trắc địa nhà nước của Việt Nam cả về mặt phẳng và độ cao được xây dựng theo 4 hạng tuần tự là hạng I, hạng II, hạng III, và hạng IV.Lưới hạng I trùm phủ quốc gia, lưới hạng II được chêm vào lưới hạng I, sau đó được chêm dày thêm bằng lưới hạng III và hạng IV. Tùy vào yêu cầu của công việc mà lập thêm các lưới khống chế cấp thấp hơn như : lưới giải tích, lưới đường chuyền hoặc lưới khống chế đo vẽ. Nhưng các lưới này phải đo nối với lưới khống chế nhà nước. Các quy định khác về cơ sở toán học phải tuân thủ theo các quy định của quy phạm hiện hành. 2.Phép chiếu bản đồ Bề mặt hình cầu của trái đất chỉ có thể được biểu thị đồng dạng trên quả địa cầu, để nghiên cứu bề mặt trái đất một cách chi tiết chúng ta bắt buộc phải sử dụng bản đồ, vấn đề cần thiết là phải biểu thị bề mặt hình cầu của trái đất lên mặt phẳng.Việc chuyển từ mặt Elipxoid lên mặt phẳng là nhờ phép chiếu bản đồ. Phép chiếu bản đồ thể hiện quan hệ tọa độ các điểm trên mặt đất và tọa độ các điểm trên mặt phẳng bằng phương pháp toán học. Tùy thuộc vào tính chất biểu diễn hoặc mặt phẳng phụ trợ ta có các phép chiếu khác nhau như: phép chiếu đồng góc, đồng diện tích, phép chiếu tự do, phép chiếu giữ độ dài theo một hướng nhất định, chiếu hình nón, chiếu hình trụ giả, hình nón giả và chiếu phương vị : a.Phép chiếu Gauss-kruger và hệ tọa độ phẳng Gauss-kruger 3 SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG X K N K ' O Q C xích Q' o Y dao 500 km Hình 1.1. Phép chiếu Gauss-kruger * Phép chiếu Gauss-kruger : Là phép chiếu hình trụ ngang đồng góc dùng để tính tọa độ của mạng lưới trắc địa cũng như tính toán lưới tọa độ bản đồ dùng cho bản đồ địa hình tỷ lệ lớn. Phép chiếu chia bề mặt trái đất thành 60 múi mỗi múi 6 0 và đánh số thứ tự từ tây sang đông tính từ kinh tuyến gốc đi qua đài thiên văn Grennwich.Mỗi múi được chia thành hai phần đối xứng nhau qua kinh tuyến trục Diện tích của múi chiếu lớn hơn trên mặt cầu.Hệ số biến dạng trên kinh tuyến giữa bằng 1 và tăng từ kinh tuyến giữa về hai kinh tuyến biên giảm từ xích đạo về hai cực. * Hệ tọa độ vuông góc phẳng Gauss-kruger ; Hệ tọa độ này được xây dựng trên mặt phẳng múi 6 0 của phép chiếu Gauss-kruger .Trong đó nhận hình chiếu của kinh tuyến gốc làm trục X còn nhận Xích Đạo làm trục Y. 4 SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG Như vậy ; nếu tính từ điểm gốc về phía bắc X mang dấu dương, về phía nam mang dấu âm, còn Y về phía đông mang dấu dương về phía tây mang dấu âm Để tính toán tránh trị số Y âm người ta quy ước điểm gốc có tọa độ X 0 =0 và Y0 =500km. X O Y 500 km Hình 1.2. Hệ tọa độ vuông góc phẳng Gauss-kruger Để tính trị số kinh độ của kinh tuyến giữa múi thứ n nào đó ta sử dụng công thức sau : n 6 0 n  30 (1.1) b.Phép chiếu UTM và hệ tạo độ phẳng UTM 5 SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG N N o - + o - + s a) S b) Hình 1.3. Phép chiếu UTM *Phép chiếu UTM : Là phép chiếu hình trụ ngang đồng góc thỏa mãn điều kiện kinh tuyến giữa là đường thẳng và trục đối xứng độ biến dạng về chiều dài và diện tích lớn nhất ở vùng giao nhau giữa xích đạo với kinh tuyến giữa và tại hai kinh tuyến biên. Tỷ lệ độ dài m0 =0, m0 trên kinh tuyến trục là m0 =0, 9996 với múi 6 0 và 9999 với múi 30 . Trong phép chiếu UTM có hai đường chuẩn có giá trị m0 =1 .Hai đường này đối xứng nhau qua kinh tuyến trục và cắt xích đạo tại những điểm cách kinh tuyến giữa một khoảng  .Do đó trị số biến dạng trong phép chiếu UTM nhỏ hơn trong phép chiếu Gauss-kruger . *Hệ tọa độ vuông góc phẳng UTM (N, E): Trong phép chiếu UTM hình chiếu của kinh tuyến giữa và xích đạo là hai đường thẳng vuông góc với nhau và được chọn làm hệ trục tọa độ.Đặc điểm của hệ tọa độ này được mô tả trong (hình I-4), trong đó M là điểm cần xác định tọa độ O là giao điểm của hình chiếu kinh tuyến giữa O’Z và xích 6 SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG đạo O’E. N Z F NM E' M L O' O 500km EM E xích dao Hình 1.4. Hệ tọa độ vuông góc UTM. Trong cùng một hệ quy chiếu tọa độ phẳng của lưới chiếu UTM được tính thông qua tọa độ phẳng của lưới chiếu Gauss-kruger theo công thức sau : (1.2) X UTM  K 0 . X G (1.3) YUTM K 0 .(YG  500.000)  500.000 (1.4) UTM G Trong đó : K 0 =0.9996 cho múi 6 0 K 0 =0.9999 cho múi 30 ( X UTM , YUTM ) là tọa độ phẳng của lưới chiếu UTM. 7 SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG ( X G , YG ) là tọa độ phẳng của lưới chiếu Gauss-kruger. UTM và 0 là góc lệch kinh tuyến tương ứng của lưới chiếu UTM và lưới chiếu Gauss-kruger. 3.Tỷ lệ bản đồ Tỷ lệ bản đồ là mức độ thu nhỏ của bề mặt trái đất khi biểu thị trên bản đồ. Trị số của tỷ lệ chung nhất thiết phải được chỉ rõ trên bản đồ có ba phương pháp thể hiện tỷ lệ. - Tỷ lệ số : thể hiện bằng một phân số mà tử là 1 còn mẫu số thay cho mức độ thu nhỏ của mặt đất.Tỷ lệ này được viết dưới dạng 1:10 000 hoặc 1/10 000. - Tỷ lệ chữ : nêu rõ một đơn vị trên bản đồ tương ứng với độ dài là bao nhiêu đó ngoài thực địa. - Thước tỷ lệ : là hình vẽ có thể dùng nó để đo trên bản đồ.Thước tỷ lệ là thẳng hay xiên cho phép đo độ chính xác cao hơn. Về hệ thống tỷ lệ bản đồ ở nước ta bao gồm các tỷ lệ sau : 1/1.000 000 , 1/100 000, 1/50 000, 1/25 000, 1/10 000……, 1/2000 và lớn hơn. 4.Khung và lưới Khung bản đồ bao gồm khung trong và khung ngoài, khung trong giới hạn diện tích đo vẽ khung ngoài dùng để trang trí. Lưới trên bản đồ có 2 loại lưới tọa độ địa lý hoặc lưới tọa độ vuông góc.trên bản đồ địa hình thường sử dụng lưới tọa độ vuông góc. 5.Hệ thống ký hiệu quy ước Là toàn bộ những ghi chú quy ước dùng trên bản đồ một tỷ lệ nhất định của ý nghĩa nội dung và đặc tính sử dụng, hệ thống ký hiệu quy ước phải tuân theo quy phạm của nhà nước. 8 SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG Ký hiệu bản đồ là những hình vẽ được quy ước chung để biểu diễn cho những địa vật về mặt chất lượng cũng như số lượng. Trên bản đồ địa hình, khu vực được biểu diễn bằng một hệ thống ký hiệu quy ước cùng với chữ ghi các địa danh và các giải thích ngắn gọn.Ký hiệu cho biết hình dạng, vị trí không gian và những đặc tính của địa vật. Chúng rất dễ nhận thấy và dễ nhớ. Các địa vật cùng loại thường được biểu diễn bằng những ký hiệu có những nét giống nhau.Màu sắc, kích thước và đặc điểm trình bày ký hiệu cũng có một ý nghĩa nhất định. Trong bản đồ học, người ta phân ký hiệu ra làm ba loại là ký hiệu theo tỷ lệ, ký hiệu phi tỷ lệ và ký hiệu nửa tỷ lệ. -Ký hiệu theo tỷ lệ là những ký hiệu được sử dụng để biểu diễn những đối tượng có kích thước lớn. - Ký hiệu phi tỷ lệ là những ký hiệu được sử dụng để biểu diễn những địa vật có kích thước quá bé, không thể biểu diễn các đường nét của chúng theo tỷ lệ bản đồ. Đó là những biểu tượng hình học nhỏ hay những hình vẽ đơn giản của những đối tượng mà chúng tượng trưng. Một điểm nào đó trên hình vẽ sẽ được gắn tọa độ để chỉ đúng vị trí thực địa của địa vật ấy ngoài thực địa - Ký hiệu nửa tỷ lệ dùng để biểu thị những đối tượng chạy dài như sông, suối, đường, ranh giới. Ký hiệu nửa tỷ lệ là loại ký hiệu chỉ giữ được tỷ lệ theo chiều dài đối tượng. Chiều rộng của nó thường được biểu diễn tăng lên so với thực tế. Ngoài các nét vẽ-ký hiệu, trên bản đồ địa hình còn có thể thấy các chữ ghi địa danh , tên điểm dân cư, các chữ số độ cao, số dân, các chỉ số của rừng các chữ ghi này được trình bày bằng các màu sắc khác nhau, cỡ chữ to nhỏ khác nhau. Toàn bộ chữ ghi trên bản đồ giúp việc chuyền đạt thông tin về nội dung bản đồ nên cũng được coi là một ký hiệu. Để có những trữ 9 SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG lượng thông tin lớn, chữ ghi trên bản đồ được trình bày theo khuôn mẫu nhất định về cỡ chữ, kiểu chữ, độ nghiêng và màu sắc của chữ. Nguyên tắc ghi chú trên bản đồ phải tuân theo nguyên tắc đầu chữ quay lên, ngoài ra ghi chú đường phố sẽ ghi theo hướng đường phố. 6.Phân mảnh đánh số Phụ thuộc vào bản đồ và lãnh thổ cần thành lập mỗi mảnh bản đồ của bản đồ nhiều mảnh được ký hiệu theo hệ thống nhất định dưới dạng tên ghi chú bổ sung cho tên chung của mảnh. Từ mảnh bản đồ 1:1 000 000 chia thành 144 bản đồ 1:100 000 có kích thước  =20’ và  =30’ được đánh số hiệu bằng chữ Ả Rập từ 1, 2, 3…, 144. Chia bản đồ 1:100 000 thành 4 mảnh 1:50 000 có kích thước  =10’ và  =15’ và được ký hiệu là A, B, C và D Từ mảnh 1:50 000 chia thành 4 mảnh 1:25 000 có kích thước  =5’ và  =7’30” và được ký hiệu là a, b, c và d Từ mảnh 1:25 000 được chia thành 4 mảnh 1:10 000 có kích thước  =2’30” và  =3’45” và được ký hiệu là 1, 2, 3 và 4 Từ mảnh 1:10 000 chia thành 384 mảnh 1:5000 có kích thước là  =1’15” và  =1’15” và được đánh số hiệu bằng chữ số Ả Rập từ 1, 2, …, 384 1.1.3.Những tính chất cơ bản của BĐ ĐH - Tính trực quan của bản đồ : bản đồ cho ta khả năng bao quát và tiếp thu nhanh chóng những yếu tố chủ yếu và quan trọng nhất của nội dung bản đồ. Nó phản ánh chi tiết các đối tượng được biểu thị. Bằng bản đồ người sử dụng có thể tìm ra quy luật của sự phân bố các đối tượng và hiện tượng trên bề mặt trái đất. 10 SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG - Tính đo được : đây là một tính chất quan trọng của bản đồ . Tính chất này có liên quan chặt chẽ với cơ sở toán học của bản đồ. Căn cứ và tỷ lệ và phép chiếu của bản đồ, căn cứ vào các thang bậc của các ký hiệu quy ước người sử dụng bản đồ có khả năng xác định được rất nhiều các trị số khác nhau như : tọa độ, biên độ, khoảng cách , diện tích, thể tích, phương hướng và nhiều trị số khác. - Tính thông tin :đó là khả năng lưu trữ và truyền đạt cho người sử dụng những tin tức các nhau về các đối tượng và các hiện tượng 1.1.4.Nội dung của BĐĐH 1. Cơ sở toán học Địa vật định hướng là những đối tượng cho phép ta xác định vị trí nhanh chóng và chính xác trên bản đồ thường được biểu thị bằng các đối tượng phi tỷ lệ trên thực tế là những địa vật dễ nhận biết hoặc nhô cao so với mặt đất. Các điểm thuộc lưới khống chế cơ sở được biểu thị với mức độ chi tiết và độ chính xác phụ thuộc vào tỷ lệ cũng như mức độ sử dụng của bản đồ. Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/10 000 và lớn hơn các điểm khống chế trắc địa có chôn mốc cố định phải được biểu thị lên bản đồ. Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/25 000 đến 1/100 000 biểu thị các điểm của mạng lưới trắc địa nhà nước hạng I, II, III và IV, các điểm đường chuyền và các điểm thủy chuẩn. 2. Các điểm dân cư và các đối tượng kinh tế, văn hóa xã hội Các điểm dân cư là một trong những yếu tố quan trọng nhất của bản đồ địa hình. Tỷ lệ bản đồ địa hình càng lớn thì mức độ càng chi tiết, các điểm dân cư được đặc trưng bởi kiểu cư chú, số người và ý nghĩa hành chính 11 SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG – chính trị của nó. Khi thể hiện các điểm dân cư trên bản đồ phải giữ được đặc trưng về quy hoạch, cấu trúc. Trên các bản đồ tỷ lệ lớn thì sự biểu thị các điểm dân cư càng tỉ mỉ, phạm vi dân cư phải biểu thị khép kín bằng các ký hiệu tương ứng, nhà trong vùng dân cư phải biểu thị tính chất (chịu lửa, kém chịu lửa), quy mô (lớn, nhỏ, số tầng). Các công trình công cộng phải biểu thị tính chất kinh tế, xã hội, văn hóa của chúng như nhà máy, trụ sở ủy ban, bưu điện… 3. Thủy hệ và các công trình liên quan Các yếu tố thủy hệ được biểu thị tỉ mỉ, trên bản đồ địa hình biểu thị các đường bờ biển, bờ hồ, song, ngòi, mương, kênh, rạch,…Các đường bờ nước được thể hiện trên bản đồ theo đúng đặc điểm của từng kiểu bờ. Đồng thời còn phải thể hiện các thiết bị phụ thuộc thủy hệ như các bến cảng, trạm thủy điện, đập… Sự biểu thị các yếu tố thủy hệ còn được bổ sung bằng các đặc trưng chất lượng như độ mặn của nước, độ sâu và rộng của sông, tốc độ dòng chảy… 4. Mạng lưới đường giao thông Trên các bản đồ địa hình mạng lưới đường được thể hiện tỉ mỉ về khả năng giao thông và trạng thái của đường. Mạng lưới đường được thể hiện chi tiết và khái lược tùy thuộc vào tỷ lệ của bản đồ, cần phải phản ánh đúng mật độ của lưới đường, hướng và vị trí của các con đường, chất lượng của chúng. Khi lựa chọn phải xét đến ý nghĩa của đường. Phải biểu thị những con đường đảm bảo mối liên hệ giữa các điểm dân cư với nhau, các ga xe lửa, các bến tàu, sân bay… 12 SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG Trên các bản đồ tỷ lệ lớn phải biểu thị tất cả các con đường như : đường sắt, đường ôtô, đường nhựa, đường đất lớn – nhỏ, đường mòn, chú ý biểu thị vị trí hạ hoặc nâng cấp đường, cầu cống, cột cây số… 13 SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG 5. Lớp phủ thực vật – thổ nhưỡng Trên các bản đồ địa hình biểu thị các loại rừng, vườn cây, đồn điền, ruộng, đồng cỏ, tài nguyên, cát, đất mặn, đầm lầy…Ranh giới các khu thực phủ và các loại đất được biểu thị bằng các đường nét đứt hoặc dãy các dấu chấm, ở diện tích bên trong đường viền thì vẽ các ký hiệu quy ước đặc trưng cho từng loại thực vật hoặc đất. Ranh giới của các loại thực vật và đất cần được thể hiện chính xác về phương diện đồ họa, thể hiện rõ ràng những chỗ ngoặt có ý nghĩa định hướng. 6. Ranh giới Bản đồ địa hình khi thể hiện ranh giới, địa giới hành chính thì ngoài biên giới quốc gia còn thể hiện đầy đủ địa giới hành chính của các cấp. Các đường ranh giới phân chia hành chính cần phải thể hiện rõ ràng chính xác theo địa giới hành chính, theo các tài liệu của Nhà Nước. Các mốc địa giới khi đo vẽ phải xác định chính xác và vẽ đúng vị trí. Đường ranh giới hành chính cấp cao được thay thế cho đường ranh giới hành chính cấp thấp và được khép kín. Ranh giới thực vật và các địa vật khác được phân ra làm hai loại, loại chính xác và loại không chính xác thể hiện bằng ký hiệu tương ứng. Các đường ranh giới phân chia hành chính – chính trị đòi hỏi phải thể hiện rõ ràng, chính xác và theo đúng quy định trong quy phạm. 7. Dáng đất Dáng đất trên bản đồ địa hình được biểu thị bằng các đường bình độ và các điểm độ cao. Ngoài đường bình độ và độ cao ra còn sử dụng rất nhiều các ký hiệu khác bổ trợ để mô tả rõ hơn đặc điểm của các phần tử và dạng tiểu địa hình như đèo hố, gò, vách sụt, vách đá, bãi đá, ngọn đá. Như vậy bằng việc sử dụng các ký hiệu mô tả được các kiểu địa hình khác nhau như : Địa hình đồi núi, địa hình bằng phẳng, địa hình cát, địa hình đầm lầy… 14 SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG Quy định chung trên một tờ bản đồ chỉ có một khoảng cao đều, trong trường hợp địa hình có đột biến như núi và đồng bằng kề nhau, chen nhau thì cho phép trên một mảnh bản đồ có hai loại khoảng cao đều. 1.1.5. Độ chính xác của nội dung bản đồ địa hình - Sai số trung phương của điểm khống chế mặt phẳng ảnh so với điểm khống chế nhà nước gần nhất không vượt quá 0,2 mm theo tỷ lệ bản đồ ở vùng quang đãng, và 0,3 mm trên bản đồ ở vùng ẩn khuất. - Sai số giới hạn của điểm khống chế độ cao đo vẽ sau bình sai so với độ cao của mốc độ cao gần nhất không vượt quá 1/5 khoảng cao đều cơ bản ở vùng đồng bằng và 1/3 khoảng cao đều ở vùng rừng núi. - Sai số trung bình vị trí mặt phẳng các địa vật cố định, chủ yếu so với điểm khống chế đo vẽ gần nhất 0,5 mm trên bản đồ, đối với địa vật thứ yếu không quá 0,7 mm. - Trong thành phố và khu công nghiệp sai số tương hỗ giữa các địa vật cố định, quan trọng không được lớn hơn 0,4 mm. - Sai số trung bình đo vẽ dáng đất so với điểm khống chế độ cao gần nhất, tính theo khoảng cao đều cơ bản không vượt quá 1/4 khoảng cao đều đối với vùng bằng phẳng và 1/3 khoảng cao đều so với vùng rừng núi. 1.2 Các phương pháp thành lập bản đồ địa hình Từ tính chất đa dạng của các thể loại bản đồ mà việc phân loại các phương pháp thành lập bản đồ phải mang tính tổng quát cao. Dưới đây là mô hình các phương pháp thành lập bản đồ thông dụng nhất. 15 SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG Các Phương pháp thành lập bản đồ Đo vẽ trực tiếp ngoài thực địa Phương pháp bàn đạc Phương pháp toàn đạc Phương pháp phối hợp trên nền ảnh nắn quang cơ Đo vẽ bằng ảnh chụp Phương pháp đo GPS động Phương pháp phối hợp ảnh nắn và kỹ thuật số hóa Biên tập từ bản đồ tỷ lệ lớn Phương pháp đo ảnh đơn Phương pháp đo ảnh tương tự Phương pháp đo ảnh lập thể Phương pháp đo ảnh giải tích Phương pháp đo ảnh số Hình 1.5. Các phương pháp thành lập bản đồ địa hình. 16 SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG 1.2.1. Phương pháp đo vẽ trực tiếp 1. Phương pháp bàn đạc Đo vẽ bản đồ bằng phương pháp bàn đạc là sử dụng bàn đạc vừa tiến hành đo và vẽ bản đồ trực tiếp ngoài thực địa, khi đo xong ngoài thực địa thì bản vẽ cũng hoàn thành cơ bản, công tác trong phòng chỉ còn tiến hành tu sửa chỉnh lí và can vẽ. Do đo vẽ ngay ngoài thực địa nên bản vẽ mô tả được đầy đủ dáng địa hình, địa vật của khu vực. Nhưng phương pháp bàn đạc cho năng suất lao động thấp, chính vì vậy phương pháp này hiện không còn được sử dụng trong sản xuất. 2. Phương pháp toàn đạc Hình 1.6. MáyTC -305 và máy Nikon-DTM330 Thiết bị dùng để đo vẽ là các loại máy kinh vĩ quang cơ hoặc là máy toàn đạc điện tử. Công tác đo vẽ chi tiết được tiến hành từ các trạm đo, các trị số đo được ghi vào sổ đo hoặc được lưu trong bộ nhớ của máy như máy Set 2a,2b,2c,Nikon,TC,TCR hay Topcon… và vẽ sơ họa hình học của các điểm chi tiết. Việc tính toán và biên tập bản đồ thông qua các phần mềm xử lý số liệu, đo vẽ chuyên dụng. Đây là phương pháp truyền thống và được sử dụng rộng rãi nhất đảm bảo độ chính xác rất cao cho từng điểm đo, rất tiện lợi cho việc thành lập bản đồ lớn và cực lớn. Bên cạnh những ưu điểm đó thì phương pháp còn tồn 17 SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG tại những nhược điểm nhất định như : thời gian làm việc ngoài trời kéo dài, chịu ảnh hưởng lớn của thời tiết, hạn chế tầm thông hướng, năng suất lao động không cao, và đặc biệt là hạn chế khả năng ứng dụng các thành tựu của khoa học kỹ thuật. 3. Phương pháp đo GPS động. Với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật phương pháp đo GSP động đã được áp dụng vào công tác thành lập bản đồ địa hình trực tiếp bằng phương pháp ngoài trời. Phương pháp này cho phép xác định vị trí tương đối của hàng loạt điểm với các điểm đã biết, trong đó tại mỗi điểm đo chỉ cần thu tín hiệu trong 1 phút. Theo phương pháp này thì phải cần ít nhất là hai máy thu ( một máy đặt cố định gọi là trạm Base còn một máy di động lần lượt đến các điểm đo cần xác định) và một cạnh đã biết tọa độ(tại đó đặt trạm Base). Việc xử lý số liệu được thực hiện hoàn toàn trong phòng với sự hỗ trợ của máy tính và các phần mềm chuyên dụng như GPSurvey, TGO… 1.2.2. Phương pháp đo vẽ bằng ảnh chụp. Được áp dụng ở những khu vực rộng lớn. Trong phương pháp này phân ra làm hai phương pháp nhỏ là đo ảnh đơn và đo ảnh lập thể. -Phương pháp đo ảnh đơn áp dụng ở vùng bằng phẳng là chủ yếu, nó được áp dụng để đo vẽ địa hình khi mà độ chính xác đo độ cao của phương pháp lập thể khó thỏa mãn. -Đo ảnh lập thể có khả năng khái quát địa hình tốt nhất so với các phương pháp khác. Ngày nay nhờ các thiết bị hiện đại như đo vẽ ảnh toàn năng giải tích và trạm đo ảnh số mà phương pháp lập thể thỏa mãn tất cả các loại bản đồ có tỷ lệ 1:1000 trở xuống. Do đo vẽ trên mô hình nên phương pháp lập thể hầu như hạn chế đến mức tối đa ảnh hưởng của thời tiết và địa hình. Có thể nói phương pháp này luôn được áp dụng các thành tựu khoa 18 SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG học mới vào sản xuất để giải phóng con người khỏi lao động vất vả, tăng năng suất lao động giảm giá thành phẩm. 19 SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRẮC ĐỊA PHỔ THÔNG Chương II GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ GPS 2.1. KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ GPS 2.1.1. LỊCH SỬ PHÁP TRIỂN CỦA HỆ THỐNG GPS Từ những năm 1960 cùng với sự tiến bộ của kỹ thuật điện tử, chế tạo tên lửa và lý thuyết định vị vệ tinh, người ta đã xây dựng được các hệ thống định vị vệ tinh đầu tiên. Trước khi có hệ thống định vị toàn cầu Mỹ đã dùng hệ thống định vị vệ tinh khu vực (thuộc lãnh thổ Mỹ) như hệ thống STARFIX OMINITRACS, Ở châu Âu có hệ thống định vị vệ tinh Euteltracs gồm các vệ tinh địa tĩnh. Trước năm 1960, Bộ quốc phòng Mỹ và cơ quan hàng không NASA đã triển khai hệ thống đạo hàng mang tên TRANSIT. Hệ thống này đã sớm đạt được các ưu điểm của một hệ thống đạo hàng hoàn chỉnh và chính thức trở thành dịch vụ dẫn đường từ năm 1976, Hệ thống TRANSIT hoạt động trên nguyên lý Dopler. Các vệ tinh của hệ thống này phân bố trên 6 quỹ đạo có mặt phẳng quỹ đạo vuông góc với mặt phẳng xích đạo có độ cao 1100km. Ở độ cao này sự chuyển động của các vệ tinh khá nhanh và chịu ảnh hưởng khá lớn của lực hút trái đất. Các vệ tinh TRANSIT phát hai tín hiệu ở hai tần số là150MHz và 400MHz. Ở những tần số này các tín hiệu truyền từ vệ tinh dễ bị tầng điện ly làm chậm và dễ bị nhiễu. Để phục vụ cho nhiều công tác khác nhau cần phải xây dựng một hệ thống định vị toàn cầu với các yêu cầu mới như : Có thể định vị 24/24 giờ trong một ngày ở mọi nơi trên Trái Đất và trên không gian, thời gian định vị nhanh và có độ chính xác cao. Đứng trước yêu cầu cấp thiết đó, Bộ quốc phòng Mỹ đã giao cho Không Quân kết hợp cùng Hải Quân nghiên cứu thiết lập một hệ thống định vị hiện đại, có khả năng khắc phục những nhược điểm về thời gian và độ chính xác của hệ thống TRANSIT. Đến năm 1973 sáu vệ tinh NAVASATS 20 SV: LƯƠNG VĂN CHUNG ThS: HOÀNG THỊ THỦY