Bài giảng trắc địa cơ sở chương 1 những kiến thức cơ sở về trắc địa

Chương 1 Những kiến thức cơ sở về trắc địa 1.1. Định nghĩa Trắc địa là khoa học về Trái đất mà nội dung cơ  bản của nó là thơng qua các phép đo đạc nhằm xác  định vị trí tương đối của các đối tượng trên bề mặt  đất và biểu diễn chúng trên các loại bản đồ, bản  vẽ Ra đời từ ngày đầu rất xa xưa, thuật ngữ “trắc  địa” có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp “geodaisia”  có nghĩa là “sự phân chia đất đai”.  Cùng với sự phát triển khơng ngừng của nền sản  xuất xã hội, ngày càng đề cập nhiều vấn đề  rộng và sâu Hiện nay, trắc địa đã trở thành một khoa học  hồn chỉnh, ngày càng được mở rộng về nội  dung và hồn thiện về lý luận Một cách tổng qt, trắc địa được chia làm 2 loại: Trắc địa địa hình và Trắc địa cao cấp  Trắc địa địa hình (Plane surveying)     ­ Tiến hành trên khu vực nhỏ     ­ Bề mặt Trái đất được coi là mặt phẳng     ­ Các yếu tố hình học: đường, hướng được coi  là thẳng     ­ Các đường dây dọi tại các điểm bất kỳ được  coi là song song với nhau     ­ Góc giữa 2 hướng bất kỳ được coi là góc  phẳng  Trắc địa cao cấp (Geodetic surveying)  Tiến hành trên khu vực rộng.  Các yếu tố hình học đo được trên bề mặt Trái đất  phải được hiệu chỉnh độ cong của Trái đất.  Nội dung chính của trắc địa cao cấp:   ­ Nghiên cứu hình dạng và kích thước Trái đất,   ­ Nghiên cứu sự biến động vỏ trái đất,    ­ Xây dựng mạng lưới khống chế mặt bằng và  độ cao có độ chính xác cao trên tồn bộ lãnh thổ  quốc gia Mặt  khác,  trắc  địa  cũng  được  chia  làm  nhiều  chun  ngành khác nhau tuỳ thuộc vào đối tượng phục vụ:  Trắc địa cơng trình (Engineering surveying),      Trắc địa mỏ (Mine surveying),   Đo đạc địa chính (Cadastral surveying) v.v… Với khả năng thu tập, hiển thị và lưu trũ các dữ liệu,  thơng tin trên bề mặt Trái đất và trong lịng đất, trắc  địa tham gia phục vụ trên nhiều lĩnh vực, nhiều  ngành trong nền kinh tế quốc dân   ­ Giao thơng  ­ Thủy lợi  ­ Xây dựng cơng nghiệp, dân dụng  ­ Nơng­lâm nghiệp  ­ Thăm dị địa chất  ­ Khai thác mỏ,   ­ Bảo vệ mơi trường v.v    ­ Quốc phịng Trắc địa đóng vai trị quan trọng ngay từ giai đoạn  tìm kiếm thăm dị địa chất.  ­  Đồng  thời  với  nhiệm  vụ  xây  dựng  mạng  lưới  khống  chế  cơ  sở,  khống  chế  đo  vẽ  và  thành  lập  bản đồ địa hình ­ Trắc địa bố trí các cơng trình thăm dị địa chất từ  thiết kế ra thực địa.  ­ Đo nối để xác định vị trí các cơng trình thăm dị ­ Đo vẽ biểu thị vị trí các cơng trình thăm dị và kết  quả thăm dị trên các loại bản đồ, bản vẽ Những kiến thức về thơng tin địa hình và khả năng  hiển  thị  dữ  liệu  cho  phép  trắc  địa  tham  gia  tổng  hợp và xử lý các kết quả thăm dị địa chất  ­ Xây dựng các loại tài liệu mơ tả các yếu tố thế  nằm của khống sản ­  Làm  cơ  sở  cho  việc  xây  dựng  các  luận  chứng  kinh tế ­ kỹ thuật ­ Thiết kế và điều khiển khai thác khoáng sản hợp  lý Trong  quá  trình  xây  dựng,  nhiệm  vụ  chủ  yếu  của  trắc  địa  là  bố  trí  các  yếu  tố  hình  học  của  các  cơng  trình từ thiết kế ra thực địa.  Theo dõi q trình thi cơng các cơng trình (trên mặt  đất và trong lịng đất) theo đúng u cầu thiết kế.  Một số cơng trình mỏ đặc trưng, phải thi cơng với  độ chính xác cao như đào giếng, đào lị đối hướng,  lắp  đặt  hệ  thống  tháp  giếng  và  trục  nâng  v.v   đòi  hỏi phải sử dụng các phương pháp trắc địa đặc biệt  đáp ứng các u cầu kỹ thuật X Xích đạo Y 42 Vậy ứng với mỗi múi ta có một hệ toạ độ vng  góc, h         ợp bởi đường xích đạo và kinh tuyến giữa  củ        a múi đó  Hệ toạ độ này gọi là hệ toạ độ phẳng Gauss­ Kruger 43  Dùng tâm Trái đất làm tâm chiếu, tịnh tiến và  xoayTrái đất, lần lượt chiếu các múi lên mặt trụ rồi  khai triển mặt trụ thành mặt phẳng   Đ         ặc điểm của hình chiếu mỗi múi:           Xích đạo trở thành trục hồnh oy   Kinh tuyến giữa thành trục tung ox, vng       góc với oy  Những vùng càng xa kinh tuyến giữa, biến      dạng càng lớn Để giảm biến dạng múi được chia nhỏ hơn 44 Trong hệ toạ độ này chiều dương của hồnh độ Oy  hướng sang phía đơng; chiều dương của tung ox           hướ ng lên phía bắc. Nửa phía trái kinh tuyến trục          ấu âm. Để tiện việc tính tốn người ta thay hệ  mang d trục trên bằng một hệ trục qui ước. Tung độ ox’ của  hệ qui ước là tung độ ox của hệ toạ độ Gauss dời  sang phía tây 500 km (vì chiều rộng nửa múi 3o = 333  km)                                                               Toạ độ  điểm M viết như sau:                                      x = 2209  km  y = 18.446 km  45 X’                   X M Y O’ O 500 km 46 1.7 Tỷ lệ bản đồ Tỷ lệ là tỷ số giữa hình chiếu bằng của một  đo         ạn thẳng trên bản đồ với chiều dài  của nó  ngồi th         ực địa   Tỷ lệ được ký hiệu dưới dạng phân số: 1/M có  tử số bằng 1, mẫu số tỷ lệ bản đồ M được  chọn là một số chẵn  47 Khi biết tỷ lệ của bản đồ có thể xác định được  chiều dài đoạn thẳng trên thực địa       Ví d ụ: trên bản đồ tỷ lệ 1:2000 được một đoạn                   ều dài d=25 mm                     có chi  Đoạn thẳng đó  ở ngồi thực tế có chiều dài  là:                                                                                       D= 25 x 2000 = 50 m 48 Tỷ lệ bản đồ  được phân làm ba loại:  Tỷ lệ lớn: 1:500 ­1:5000           Tỷ lệ trung bình : 1:10.000 ­1:50.000          Tỷ lệ nhỏ: 1:100.000 ­1:1000.000 Sự phân loại này mang tính chất tương đối.  Các  loại bình đồ, bản đồ phục vụ cơng tác thiết kế, thi  cơng thường có tỷ lệ lớn 49 1.8 Chia mảnh và đánh số bản đồ Để việc đo vẽ, sử dụng và quản lý bản đồ           đượ c thuận tiện, cần phải chia mảnh và đánh          số chúng theo mặt quy tắc thống nhất Kết quả là mỗi mảnh bản đồ đều có kích  thước, tên gọi nhất định 50 Theo kinh tuyến mặt đất được chia thành 60 cột, đánh  số thứ tự từ 1 đến 60, bắt đầu từ độ kinh 180o sang           phía Tây. V ới cách chia này, số thứ tự cột chênh lệch  vớ        i số thứ tự múi là 30 Theo vĩ tuyến chia cột thành hàng, cách nhau 4o. Bắt  đầu từ xích đạo, đánh số thứ tự hàng theo vần chữ cái  A,B,C,  về hai cực Bắc và Nam. Diện tích mặt đất  của mỗi ơ hình thang cầu theo cách chia trên được vẽ  lên giấy với tỷ lệ 1:1.000.000.  51  Số hiệu mỗi mảnh bản đồ được gọi theo tên hàng  và cột.                                                                               Ví dụ mảnh bản đồ  Hà Nội tỷ lệ 1:1.000.000 mang  số          hiệu F.48          Dùng mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1.000.000 làm cơ sở để  chia mảnh và đánh số các bản đồ có tỷ lệ 1:500.000,  1:200.000, 1:100.000   Dùng mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100.000 để chia mảnh  và đánh số các bản đồ tỷ lệ 1:50.000, 1:25.000,  1:10.000, 52 1.9 Các phương pháp biểu diễn địa hình 1. Phương pháp tơ màu: thường dùng cho bản đồ  tỷ lệ  nhỏ. Địa hình mặt đất biểu diễn bằng các màu với độ  đ         ậm nhạt khác nhau: vùng núi dùng màu nâu, vùng biển          dùng màu xanh, 2. Phương pháp đường đồng mức: đường nối liền các  điểm có cùng độ cao trên mặt đất gọi là đường đồng  mức. Theo quy ước các đường đồng mức phải có độ  cao chẵn. Hiệu độ cao giữa hai đường đồng kề nhau  gọi là khoảng cao đều, ký hiệu là h 53   h h                  54 185 180 175 170 165 160 55 Đường đồng mức có những đặc điểm sau:  Những điểm nằm trên một đường đồng mức thì có  cùng độ cao           Đường đồng mức phải liên tục, khép kín, khơng  cắ        t nhau  Hướng vng góc với đường đồng mức có độ dốc  lớn nhất  Đường đồng mức gần nhau­địa hình dốc  Đường đồng mức xa nhau­địa hình thoải 56 ... Hiện nay,? ?trắc? ?địa? ?đã trở thành một khoa học  hồn chỉnh, ngày càng được mở rộng? ?về? ?nội  dung và hồn thiện? ?về? ?lý luận Một cách tổng qt,? ?trắc? ?địa? ?được chia làm 2 loại: Trắc? ?địa? ?địa? ?hình và? ?Trắc? ?địa? ?cao cấp...  Tỷ lệ lớn:? ?1: 500 ? ?1: 5000           Tỷ lệ trung bình :? ?1: 10.000 ? ?1: 50.000          Tỷ lệ nhỏ:? ?1: 100.000 ? ?1: 1000.000 Sự phân loại này mang tính chất tương đối.  Các  loại bình đồ, bản đồ phục vụ cơng tác thiết kế, thi ... Vịng vĩ tuyến lớn nhất có tâm trùng với tâm quả đất gọi là  N A G G? ?1 O W G1 E A1 S                 Góc  G1OA1 =    kinh độ? ?địa? ?lý của điểm A.             Góc   AOA1 =    vĩ độ? ?địa? ?lý của điểm A  36 Xác định toạ độ? ?địa? ?lý của  điểm A trên bề mặt trái