Bài giảng Kỹ thuật bản đồ địa chính: Chương 2 - ThS. Phạm Thế Hùng

06/07/2014 Chương CƠ SỞ TOÁN HỌC BẢN ĐỒ NỘI DUNG TRÌNH BÀY  Cách thức biểu diễn Trái đất? Geoid, Ellipsoid  Tỷ lệ đồ  Phép chiếu đồ  Các hệ tọa độ thường gặp  Phương hướng phương pháp xác định phương hướng  Khung bố cục đồ  Hệ thống phân mảnh danh pháp đồ địa hình Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 06/07/2014 MÔ HÌNH TOÁN HỌC BIỂU DIỄN TRÁI ĐẤT    Con người biết hình dạng cầu Trái Đất 2.000 năm Aristotle vào kỷ thứ IV trước CN đưa minh chứng chứng tỏ hình dạng cầu Trái Đất Eratosthenes người tính toán chu vi Trái Đất Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng MÔ HÌNH TOÁN HỌC BIỂU DIỄN TRÁI ĐẤT  Phương pháp tính chu vi Trái Đất Eratosthenes Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 06/07/2014 MÔ HÌNH TOÁN HỌC BIỂU DIỄN TRÁI ĐẤT  Trái đất nhìn từ không gian Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng MÔ HÌNH TOÁN HỌC BIỂU DIỄN TRÁI ĐẤT Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 06/07/2014 MÔ HÌNH TOÁN HỌC BIỂU DIỄN TRÁI ĐẤT  Mô hình Geoid:  Định nghóa: Geoid mặt nước biển trung bình yên tónh, kéo dài xuyên qua lục địa hải đảo tạo thành bề mặt cong khép kín  Tính chất: Tại điểm mặt Geoid, pháp tuyến luôn trùng với phương dây dọi qua điểm  Ứng dụng: Dùng để đo chênh cao Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng MÔ HÌNH TOÁN HỌC BIỂU DIỄN TRÁI ĐẤT  Mô hình Geoid:  Geoid bề mặt đặc trưng cho hình dạng Trái đất khó biểu diễn hình dạng toán học Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 06/07/2014 MÔ HÌNH TOÁN HỌC BIỂU DIỄN TRÁI ĐẤT Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng MÔ HÌNH TOÁN HỌC BIỂU DIỄN TRÁI ĐẤT  Mô hình Ellipsoid:  Phương pháp thành lập: xoay hình ellipse quanh bán trục nhỏ với kích thước xấp xỉ Geoid  Các thông số bản: bán trục lớn (a), bán trục nhỏ (b), độ dẹt (f ) f = (a – b)/a  Có hai loại ellipsoid: ellipsoid Trái đất (toàn cầu) ellipsoid tham chiếu (địa phương) Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 06/07/2014 MÔ HÌNH TOÁN HỌC BIỂU DIỄN TRÁI ĐẤT  Mô hình Ellipsoid:  Một số Ellipsoid phổ biến, sử dụng Việt Nam Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng MÔ HÌNH TOÁN HỌC BIỂU DIỄN TRÁI ĐẤT  Mối quan hệ Trái đất mô hình biểu diễn Hệ tọa độ địa phương ùBề mặt Trái đất Bề mặt ellipsoid địa phương Bề mặt ellipsoid quốc tế Hệ tọa độ quốc tế Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 06/07/2014 MÔ HÌNH TOÁN HỌC BIỂU DIỄN TRÁI ĐẤT  Mối quan hệ Trái đất mô hình biểu diễn Mực nước biển Lục địa Ellipsoid Phương dây dọi Geoid Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng MÔ HÌNH TOÁN HỌC BIỂU DIỄN TRÁI ĐẤT  Mối quan hệ Trái đất mô hình biểu diễn Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 06/07/2014 MÔ HÌNH TOÁN HỌC BIỂU DIỄN TRÁI ĐẤT  Xây dựng mô hình toán học biểu diễn Trái đất  Trong trắc địa – đồ: bề mặt Trái đất  geoid  Trong thực tiễn: thay ellipsoid  Điều kiện:  Tâm ellipsoid trùng với trọng tâm Trái đất, mặt phẳng xích đạo ellipsoid trùng với mặt phẳng xích đạo Trái đất  Khối lượng ellipsoid khối lượng Trái đất  Tổng bình phương chênh cao geoid ellipsoid nhỏ Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng MÔ HÌNH TOÁN HỌC BIỂU DIỄN TRÁI ĐẤT  Xây dựng mô hình toán học biểu diễn Trái đất Bề mặt trái đất H h Geoid N Ellipsoid Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 06/07/2014 TỶ LỆ BẢN ĐỒ  Khái niệm:  Là yếu tố toán học quan trọng thể phạm vi tờ đồ Xác định mức độ thu nhỏ đại lượng tuyến tính chuyển từ bề mặt ellipsoid sang mặt phẳng đồ  Là tỷ số khoảng cách đồ khoảng cách thực địa Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng TỶ LỆ BẢN ĐỒ  Cách thức thể hiện:  Tỷ lệ đồ ghi tờ đồ, tỷ lệ chính, có tỷ lệ riêng  Tỷ lệ thể ba dạng: tỷ lệ số, tỷ lệ chữ thước tỷ lệ Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 06/07/2014 TỶ LỆ BẢN ĐỒ Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng TỶ LỆ BẢN ĐỒ  Ý nghóa:  Giúp tính toán, chuyển đổi khoảng cách đồ thực địa  Là tiêu chí để phân loại đồ  Quy định mức độ tổng quát hóa đồ, lựa chọn phương pháp biểu đồ phương pháp sử dụng đồ Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 10 06/07/2014 PHÉP CHIẾU BẢN ĐỒ  Phép chiếu UTM (Universal Transverse Mercator):  Đặc điểm lưới kinh vó tuyến:  Kinh tuyến trục đường thẳng, kinh tuyến lại đường cong đối xứng qua kinh tuyến trục  Xích đạo đường thẳng vuông góc với kinh tuyến trục, vó tuyến lại đường cong lõm hai cực đối xưng qua xích đạo  Không thể hai cực (800N đến 840B) Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng PHÉP CHIẾU BẢN ĐỒ  Phép chiếu UTM (Universal Transverse Mercator):  Đặc điểm sai số biến dạng:  Tại đường kinh tuyến giữa, hệ số biến dạng chiều dài k = 0,9996 (hoặc k = 0,9999 múi 30)  Trên toàn đồ biến dạng góc  Tại đường cát tuyến (cách 180km hai phía so với kinh tuyến giữa) k = 1, phía, biến dạng tăng  Biến dạng vó tuyến đối xứng qua xích đạo Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 33 06/07/2014 PHÉP CHIẾU BẢN ĐỒ  Phép chiếu UTM (Universal Transverse Mercator):  Ứng dụng:  Được dùng để thiết kế đồ địa hình tỷ lệ lớn nhiều nước giới  Được quân đội Mỹ sử dụng Việt Nam trước năm 1975 (hệ INDIAN-54)  Được quy định thức hệ VN-2000 Việt Nam  Mỗi múi chiếu thành lập hệ tọa độ vuông góc Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng PHÉP CHIẾU BẢN ĐỒ  Phép chiếu UTM (Universal Transverse Mercator):  Hệ tọa độ theo UTM:  Dạng đầy đủ: P (48P x = 2.150.000m, y = 572.000m)  Dạng rút gọn: P (x = 2.150.000m, y = 572.000m) Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 34 06/07/2014 PHÉP CHIẾU BẢN ĐỒ  Các phép chiếu dùng cho đồ Việt Nam:  Bản đồ tỷ lệ nhỏ (tỷ lệ 1:1.000.000 nhỏ hơn): sử dụng phép chiếu hình nón đứng đồng góc với vó tuyến chuẩn 110 210  Bản đồ tỷ lệ lớn: sử dụng phép chiếu UTM, trước sử dụng phép chiếu Gauss – Kruger Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng MỘT SỐ HỆ QUY CHIẾU – HỆ TỌA ĐỘ ĐƯC SỬ DỤNG Ở VIỆT NAM  Hệ quy chiếu hệ tọa độ INDIAN-54:  Được sử dụng Thái Lan miền Nam Việt Nam trước năm 1975   Ellipsoid tham chiếu: Everest 1830, với tham số:  a = 6.377.276,345 m  e2 = 0,006637846630   = 1/300,8017 Phép chiếu đồ: UTM Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 35 06/07/2014 MỘT SỐ HỆ QUY CHIẾU – HỆ TỌA ĐỘ ĐƯC SỬ DỤNG Ở VIỆT NAM  Hệ quy chiếu hệ tọa độ HN-72:  Được thành lập từ năm 1959, áp dụng từ 1972 miền Bắc nước sau năm 1975   Ellipsoid tham chiếu: Krasovsky, với tham số:  a = 6.378.245 m  e2 = 0.006693421623   = 1/298,3 Phép chiếu đồ: Gauss – Kruger Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng MỘT SỐ HỆ QUY CHIẾU – HỆ TỌA ĐỘ ĐƯC SỬ DỤNG Ở VIỆT NAM  Hệ quy chiếu hệ tọa độ VN-2000:  Được thành lập từ năm 1994, áp dụng từ năm 2000 phạm vi nước   Ellipsoid tham chiếu: WGS-84, với tham số:  a = 6.378.137 m  e2 = 0,00669437999013   = 1/298,257223563 Phép chiếu đồ: UTM Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 36 06/07/2014 KHUNG VÀ BỐ CỤC BẢN ĐỒ  Khung đồ:  Là đường giới hạn phạm vi biểu đồ  Gồm đường: Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng KHUNG VÀ BỐ CỤC BẢN ĐỒ  Bố cục đồ:  Là xếp, bố trí yếu tố tờ đồ: tiêu đề, giải, nội dung, đồ phụ,…  Trong nhiều trường hợp, nội dung đồ vượt khung đồ để bảo toàn tỷ lệ đồ chọn mà không làm thay đổi bố cục đồ Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 37 06/07/2014 PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHƯƠNG HƯỚNG  Phương hướng:  Khái niệm phương hướng khái niệm không gian, có tính chất quy ước, không gian lấy điểm chuẩn từ xác lập mối quan hệ điểm lại với điểm  Cơ sở quy ước phương hướng dựa vào tượng thiên văn quan sát bầu trời Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHƯƠNG HƯỚNG  Các hướng chính: Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 38 06/07/2014 PHƯƠNG HƯỚNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHƯƠNG HƯỚNG  Các phương pháp xác định phương hướng  Trên đồ: dựa vào hệ thống đường kinh vó tuyến, xác định hướng Bắc sau xác định hướng lại  Ngoài thực địa:  Phương pháp thiên văn;  Sử dụng địa bàn;  Định hướng Mặt trời;  Dùng bóng cọc;  Dựa vào tượng tự nhiên Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng PHÂN MẢNH VÀ DANH PHÁP BẢN ĐỒ  Khái niệm:  Khi cần thể phạm vi lãnh thổ tỷ lệ lớn, sử dụng tờ đồ Người ta biểu diễn lãnh thổ nhiều tờ đồ khác  phân mảnh đồ  Các mảnh đồ đánh kí hiệu theo quy tắc riêng để dễ dàng ghép lại với  danh pháp đồ (số hiệu đồ)  Áp dụng cho đồ địa hình địa Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 39 06/07/2014 PHÂN MẢNH VÀ DANH PHÁP BẢN ĐỒ  Phân mảnh đồ địa hình bản:  Bản đồ 1:1.000.000 chọn làm sở  Chia Trái đất làm 60 múi, múi số tính từ kinh tuyến 1800 – 1740T đánh số tăng dần từ Đông sang Tây  Kí hiệu đai đánh chữ Latin A Z (bỏ qua O I) Đai A tính từ – 40 tăng dần từ xích đạo hai cực  Đặt thêm N (S) UTM quốc tế Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng PHÂN MẢNH VÀ DANH PHÁP BẢN ĐỒ  Phân mảnh đồ địa hình bản:  Phiên hiệu mảnh 1:1.000.000 VN-2000 có dạng X-yy(NX-yy), X kí hiệu đai, yy kí hiệu múi, ngoặc phiên hiệu quốc tế  VD: C-48(NC-48) Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 40 06/07/2014 PHÂN MẢNH VÀ DANH PHÁP BẢN ĐỒ  Phân mảnh đồ địa hình bản:  Bản đồ 1:500.000: tờ 1:1.000.000 chia làm mảnh, có kích thước 20x30 Phiên hiệu mảnh A D từ trái qua phải, xuống  UTM quốc tế, tính từ góc Tây Bắc, đánh theo chiều kim đồng hồ  Phiên hiệu: X-y(NX-y) (X phiên hiệu tờ 1:1.000.000 chứa mảnh đó, y kí hiệu mảnh 1:500.000, ngoặc phiên hiệu quốc tế)  VD: C-48-D(NC-48-C) Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng PHÂN MẢNH VÀ DANH PHÁP BẢN ĐỒ  Phân mảnh đồ địa hình bản:  Bản đồ 1:250.000: chia tờ 1:500.000 làm mảnh, có kích thước 10x1030’, đánh số 4, trái qua phải, xuống  UTM quốc tế, chia tờ 1:1.000.000 làm 16 mảnh, đánh số 16, trái qua phải, xuống  Phiên hiệu: giống mảnh 1:500.000  VD: C-48-D-1(NC-48-11) Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 41 06/07/2014 PHÂN MẢNH VÀ DANH PHÁP BẢN ĐỒ  Phân mảnh đồ địa hình bản: Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng PHÂN MẢNH VÀ DANH PHÁP BẢN ĐỒ  Phân mảnh đồ địa hình bản:  Bản đồ 1:100.000: chia tờ 1:1.000.000 làm 96 mảnh, có kích thước 30’x30’, đánh số 96, trái qua phải, xuống  UTM quốc tế, chia độc lập Phiên hiệu gồm số, hai số đầu 00 thứ tự múi độ rộng 30’ tính từ 750Đ tăng dần phía Đông Hai số sau thứ tự đai rộng 30’ tính từ 40N, 01  Phiên hiệu: giống với 1:500.000 1:250.000  VD: F-48-68(6151) Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 42 06/07/2014 PHÂN MẢNH VÀ DANH PHÁP BẢN ĐỒ  Phân mảnh đồ địa hình bản:  Bản đồ 1:50.000: chia tờ 1:100.000 làm mảnh, có kích thước 15’x15’, đánh kí hiệu A D, trái qua phải, xuống  UTM quốc tế, chia tương tự đánh theo chữ số La mã I IV, góc Đông Bắc, theo chiều kim đồng hồ  Phiên hiệu: giống 1:100.000  VD: F-48-68-D(6151II) Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng PHÂN MẢNH VÀ DANH PHÁP BẢN ĐỒ  Phân mảnh đồ địa hình bản: Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 43 06/07/2014 PHÂN MẢNH VÀ DANH PHÁP BẢN ĐỒ  Phân mảnh đồ địa hình bản:  Bản đồ 1:25.000: chia tờ 1:50.000 làm mảnh, có kích thước 7’30”x7’30”, đánh kí hiệu a d, trái qua phải, xuống  UTM quốc tế không chia mảnh 1:25.000 lớn  Phiên hiệu: gồm phiên hiệu mảnh 1:50.000 chứa mảnh 1:25.000 kí hiệu mảnh  VD: F-48-68-D-a Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng PHÂN MẢNH VÀ DANH PHÁP BẢN ĐỒ  Phân mảnh đồ địa hình bản: Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 44 06/07/2014 PHÂN MẢNH VÀ DANH PHÁP BẢN ĐỒ  Phân mảnh đồ địa hình bản:  Bản đồ 1:10.000: chia tờ 1:25.000 làm mảnh, có kích thước 3’45”x3’45”, đánh kí hiệu 4, trái qua phải, xuống  Phiên hiệu: giống 1:25.000  VD: F-48-68-D-a-1 Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng PHÂN MẢNH VÀ DANH PHÁP BẢN ĐỒ  Phân mảnh đồ địa hình bản:  Bản đồ 1:5.000: chia tờ 1:100.000 làm 256 mảnh, có kích thước 1’52,5”x1’52,5”, đánh kí hiệu 256, trái qua phải, xuống  Phiên hiệu: gồm phiên hiệu tờ 1:100.000 chứa mảnh 1:5.000 kí hiệu mảnh đặt ngoặc đơn  VD: F-48-68-(200) Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 45 06/07/2014 PHÂN MẢNH VÀ DANH PHÁP BẢN ĐỒ  Phân mảnh đồ địa hình bản:  Bản đồ 1:2.000: chia tờ 1:5.000 làm mảnh, có kích thước 37,5”x37,5”, đánh kí hiệu a k (bỏ i,j), trái qua phải, xuống  Phiên hiệu: giống phiên hiệu mảnh 1:5.000  VD: F-48-68-(200-a) Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng PHÂN MẢNH VÀ DANH PHÁP BẢN ĐỒ  Phân mảnh đồ địa hình bản: Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 46 06/07/2014 PHÂN MẢNH VÀ DANH PHÁP BẢN ĐỒ  Phân mảnh đồ địa hình tỷ lệ lớn  Bản đồ 1:1.000: chia tờ 1:2.000 làm mảnh, đánh kí hiệu I IV, trái qua phải, xuống  Phiên hiệu: giống phiên hiệu mảnh 1:2.000  VD: F-48-68-(200-a-III) Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng PHÂN MẢNH VÀ DANH PHÁP BẢN ĐỒ  Phân mảnh đồ địa hình tỷ lệ lớn  Bản đồ 1:500: chia tờ 1:2.000 làm 16 mảnh, đánh kí hiệu 16, trái qua phải, xuống  Phiên hiệu: giống phiên hiệu mảnh 1:1.000  VD: F-48-68-(200-a-14) Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 47