Đo Đạc bản Đồ

Nội dung gồm có hệ tọa độ trắc địa ,lưới khống chế, bản đồ địa hình ,bình đồ địa hình, bản đồ địa chính,mặt cắt địa hình,bản đồ ảnh .Những vấn đề này đang được ứng dụng nhiều trong xây dựng và kiến trúc.

Phép chiếu bản đồ UTM (VN.2000)

1/Đầu tiên mỗi một điểm A thuộc mặt đất tự nhiên sẽ được chiếu vuông góc xuống mặt quy chiếu quốc gia VN-2000 là A02 (phép chiếu thứ nhất)

2/ Tiếp theo các điểm A02 thuộc mặt quy chiếu VN-2000 (cong) này sẽ được biểu diễn tương ứng trên mặt phẳng theo phép chiếu bản đồ UTM (VN-200) là A02’ (phép chiếu thứ hai)

3/ Nội dung của phép chiếu bản đồ UTM (VN-2000):

13 3a/ Mặt quy chiếu quốc giaVN-2000 được phân chia bởi các kinh tuyến thành những múi bằng nhau rộng 6  Các múi này được ghi số hiệu là q = 1, 2, 3… 60, kể từ kinh tuyến 180 vòng hết Tây bán cầu sang Đông bán cầu

3b/ Dựng một mặt trụ nằm ngang cắt múi đang xét của mặt quy chiếu quốc gia VN- 2000 theo hai vòng cát tuyến đối xứng nhau qua kinh tuyến giữa múi Mỗi vòng cát tuyến này đều cách kinh tuyến giữa múi là 180km

3c/ Đặt nguồn sáng điểm tại tâm O’ của mặt quy chiếu quốc gia VN-2000 để chiếu xuyên tâm múi đang xét lên mặt trụ nằm ngang

3d/ Khai triển mặt trụ thành mặt phẳng Tưởng tượng cắt hình trụ theo hai đường sinh cao nhất và thấp nhất, rồi trải mặt trụ thành mặt phẳng

4/ Hình chiếu của mỗi múi UTM (VN2000) có các đặc điểm sau:

4a/ Bảo toàn về góc (đồng dạng)

4b/ Xích đạo thành đường thẳng nằm ngang Kinh tuyến giữa múi thành đường thẳng đứng và vuông góc với xích đạo

+ Chiều dài hình chiếu của hai cát tuyến bằng độ dài thật (hệ số biến dạng k

+ Phần trong giữa hai cát tuyến có chiều dài hình chiếu bị co ngắn lại (biến dạng âm) Kinh tuyến giữa múi bị co ngắn lại nhiều nhất, hình chiếu của nó trong múi loại sáu độ chỉ còn dài bằng k0 =0,9996 chiều dài thật (trong múi ba độ có k0 0,9999)

+ Phần ngoài hai cát tuyến có chiều dài hình chiếu bị dãn dài ra (biến dạng dương) Kinh tuyến ở mép biên múi có chiều dài hình chiếu bị dãn dài ra nhiều nhất.

Hệ tọa độ vuông góc phẳng trắc địa quốc gia VN-2000 (o’x’y’)

1/ Hệ tọa độ vuông góc phẳng trắc địa quốc gia VN-2000 được thành lập như sau (hình

1a/ Gốc o’ : nằm trên xích đạo và cách điểm chính giữa (I’) của múi chiếu quốc gia VN-2000 một đoạn là o’I’ = 500 km về bên trái

1b/ Trục x’ : thẳng đứng , đi qua gốc o’ , song song với kinh tuyến giữa múi chiếu VN-2000 (o’x’ //I’N) và cách nó một đoạn là o’I’ = 500 km về bên trái (tại vì nửa múi chỗ rộng rất gần bằng 333km), hướng lên trên (phía bắc) là chiều dương (+)

1c/ Trục y’ : nằm ngang , đi qua gốc o’, trùng với hình chiếu xích đạo,vuông góc với trục x’ , hướng sang phải (phía đông) là chiều dương (+)

1d/ Để xác định vị trí các điểm trên bề mặt Trái đất một cách đơn trị, người ta quy định rằng phải ghi cả số hiệu của múi chiếu q trước mỗi tung độ y’ Giữa chúng (q và y’) được ngăn cách với nhau bởi dấu chấm (.)

2/ Ưu điểm :việc thành lập hệ tọa độ vuông góc phẳng VN-2000 như trên tạo cho mọi điểm thuộc lãnh thổ Việt Nam ở Bắc bán cầu đềù có tọa độ (x,y) luôn dương:

3/Điểm A được chiếu vuông góc xuống hai trục tọa độ được hai thành phần tọa độ để định vị điểm A là xA’,yA’

4/ Ví dụ : A(x A 2123 456, 789; y A 48 543 789,123m) 5/ Nhận xét : tọa độ vuông góc phẳng VN-2000 (x’; y’) và tọa độ không gian Trắc địa quốc gia VN-2000 (B’;L’) có quan hệ với nhau: x’ = f3(B’;L’) (1.3) y’ = f4(B’;L’) (1.4)

1-5 ĐỊNH VỊ ĐIỂM THEO HỆ QUI CHIẾU CRASOVSKI (HN-72)

1/Hiện tại Nga,Trung quốc đang sử dụng hệ qui chiếu Crasovski

2/Từ năm 1972 đến năm 2000,Việt Nam sử dụng hệ qui chiếu Crasovski để định vị điểm và đặt tên cho hệ này là HN-72

1/ C” =tâm của quả đất Crasovski

2/ C”N” = trục quay của quả đất Crasovski (N” là cực bắc )

15 3/ [ꓕC’’N’’,C’’]= Mặt phăng xích đạo của quả đất Crasovski.Đó là mặt phẳng vuông góc với trục quay C”N”tại C”

4/ [C”N”,G]= Mặt phẳng kinh tuyến gốc của quả đất Crasovski,Đó là mặt phẳng chứa trục quay C”N” và chứa G(Glà đài thiên văn Grin-uyt, Anh)

Mặt qui chiếu HN-72 (Crasopski) có ba đặc điểm :

1/Hình dạng: là elip khối hai trục 2/Kích thước:

Nhận xét: mặt quy chiếu HN-72 là cơ sở để thành lập các hệ tọa độ trong hệ này Nhưng nó lại hoàn toàn trùng khớp với quả đất Crasovski Do vậy quả đất Crasovski sẽ trực tiếp là cơ sở để thành lập các hệ tọa độ trong hệ HN-72

4 Hệ tọa độ địa tâm HN-72 (O’’X’’Y’’Z’’)

1/Hệ tọa độ địa tâm HN.72 được thành lập như sau:

1b/ Trục đứng O”Z”≡C”N”, hướng lên trên Bắc cực là chiều dương (+)

1c/ Trục ngang O”X”≡ [C”N”,G] cắt [ꓕC’’N’’,C’’] , hướng từ tâm O” ra kinh tuyến gốc là chiều dương (+)

1d/ Trục dọc O”Y” của hệ tọa độ địa tâm HN-72 nằm trong mặt phẳng xích đạo của quả đất Crasovski và vuông góc với trục O”X” tại O”, hướng từ tâm O” ra phía Đông bán cầu là chiều dương (+)

2/ Đặc điểm :ba trục O”X”, O”Y”, O”Z” vuông góc với nhau từng đôi một

3/Điểm A được chiếu vuông góc xuống ba trục tọa độ cho ba thành phần tọa độ để định vị điểm A là X”A,Y”A, Z”A

5 Hệ tọa độ trắc địa HN-72 (B’’L’’H’’)

1/ Hệ tọa độ Trắc địa HN-72 (B”L”H”) được thành lập bởi bốn gốc sau:

1a/ AA 03 = Pháp tuyến của mặt quy chiếu HN-72 có chứa điểm A

1c/ [ꓕC’’N’’,C’’]= Mặt phăng xích đạo của quả đất Crasovski

1d/ [C”N”,G=] Mặt phẳng kinh tuyến gốc của quả đất Crasovski

16 2/Điểm A được chiếu vuông góc xuống mặt qui chiếu HN-72 cho ba thành phần tọa độ để định vị điểm A trong không gian là:

2a/ B” là độ vĩ trắc địa HN-72 ( N: bắc, S: nam)

2b/ L” là độ kinh trắc địa HN-72 (E : đông, W : tây)

2c/ H” = AA03 : là độ cao trắc địa HN-72 Đó là khoảng cách theo phương pháp tuyến kể từ điểm ấy đến mặt qui chiếu HN-72.

Phép chiếu bản đồ Gaus(HN.72)

1/Đầu tiên mỗi một điểm A thuộc mặt đất tự nhiên sẽ được chiếu vuông góc xuống mặt quy chiếu HN-72 là A03 (phép chiếu thứ nhất)

2/ Tiếp theo các điểm A03 thuộc mặt quy chiếu HN-72 (cong) này sẽ được biểu diễn tương ứng trên mặt phẳng theo phép chiếu bản đồ GAUS là A03’ (phép chiếu thứ hai)

3/Phép chiếu bản đồ Gaus được minh họa như sau:lồng một hình trụ nằm ngang tiếp xúc với múi đang xét theo kinh tuyến giữa múi.Chiếu xuyên tâm.Khai triển mặt trụ thành mặt phẳng

4/ Hình chiếu Gaus của mỗi múi có các đặc điểm sau:

4a/- Bảo toàn về góc (đồng dạng)

4b/- Xích đạo thành đường thẳng nằm ngang Kinh tuyến giữa múi thành đường thẳng đứng Chúng vuông góc với nhau

4c/- Kinh tuyến giữa múi không bị biến dạng (hệ số biến dạng dài k = 1) Ở những nơi khác càng xa kinh tuyến giữa múi thì biến dạng càng nhiều.Tại biên múi 6 có hệ số biến dạng dài k = 1,0014.

Hệ tọa độ vuông góc phẳng Gaus-Criughe (HN-72) (o”x”y”)

HỆ TỌA ĐỘ VUÔNG GÓC PHẲNG ĐỊA CHÍNH TỪNG TỈNH (o đc x đc y đc )

1/ Hệ toạ độ vuông góc phẳng địa chính từng tỉnh có đặc điểm (hinhf 1.7) a/Gốc o đc nằm trên xích đạo và cách điểm giữa (I đc ) của múi 3 độ địa chính từng tinh một đoạn là o đc I đc = 500 km về bên trái b/ Trục x đc thẳng đứng , đi qua o đc , song song với kinh tuyến giữa múi 3 độ địa chính của từng tỉnh (o đc x đc // I đc N) và cách nó một đoạn lào đc I đc = 500 kmvề bên trái , hướng lên trên (phỉa bắc) là chiều dương + c/ Trục y đc nằm ngang , đi qua o đc , trùng với hình chiếu xích đạo , vuông góc với trục x đc , hướng sang phải (phía đông) là chiều dương +

2/Tọa độ vuông góc phẳng địa chính (x đc ,y đc ) chỉ có giá trị sử dụng trong từng tỉnh

HỆ TỌA ĐỘ VUÔNG GÓC PHẲNG CÔNG TRƯỜNG (o*x*y*)

1/ Hệ tọa độ vuông góc phẳng công trường có đặc điểm (hinhf 1.8)

Hình 1.8 a/ Gốc o* nằm ở góc tây nam công trường , đảm bảo sao cho tọa độ của mọi điểm (x*,y*) đều dương b/ Trục đứng x* thường được chọn nằm song song với đường giao thông c/ Trục ngang y* vông góc với trục x*

2/ Tọa độ vuông góc phẳng công trường(x đc ,y đc ) chỉ có giá trị sử dụng trong từng công trường xây dựng

1.8 HỆ TỌA ĐỘ ĐỘC CỰC PHẲNG TRONG TRẮC ĐỊA 1.Khái niệm về định hướng đường thẳng

1/ Định hướng một đường nào đó là xác định góc hợp bởi đường đó với một đường khác đã được chọn làm gốc

22 2/ Góchội tụ kinh tuyến là góc hợp bởi giữa hai kinh tuyến thực

3/Góc phương vị thực A là góc hợp bởi giữa phương bắc của kinh tuyến thực theo chiều quay kim đồng hồ đến đường thẳng cần xác định

4/Góc phương vị từ A t là góc hợp bởi giữa phương bắc kinh tuyến từ theo chiều quay kim đồng hồ đến đường thẳng cần xác định.

Góc định hướng 

1/ Nếu chọn hướng gốc là kinh tuyến giữa của mỗi múi chiếu ta có khái niệm góc định hướng

2/ Góc định hướng  của một đường ở trên mặt phẳng là góc giữa các hình chiếu của kinh tuyến giữa múi (trục) và hướng của đường thẳng đó ở trên mặt phẳng, nó được tính từ phương Bắc của kinh tuyến giữa múi (trục) đến hướng của đường ấy theo chiều quay của kim đồng hồ và có giá trị từ 0 đến 360 (hình 1.9):

3/ Sự liên hệ giữa góc định hướng  với các góc bằng  trong một đường gấp khúc được minh họa trên hình 1.10 (quy ước hướng đi 123):

3a/ Tính theo góc bằng bên phải β ph

Từ hình vẽ 1.10 có: α23 + β2 ph = α12 + 180 0 Suy ra:    23 12 180  ph 2 (1.7)

23 3b/ Tính theo góc bằng bên trái β2 tr

Tại vì β2 ph = 360 0 – β2 tr, do đó khi thay thế biểu thức này vào vào công thức (1.7) ta sẽ được: α23 = α12 -180 0 + β2 tr (1.8)

Hệ tọa độ độc cực phẳng trong trắc địa (Aα AB )

Bài toán thuận: tính tọa độ vuông góc của một điểm ? (từ độc cực thành vuông góc)

Cho biết tọa độ của điểm 1 là (x1,y1), khoảng cách ngang giữa điểm 1 với điểm 2 là S12, góc định hướng của đường thẳng 1-2 là 12 Hãy tính tọa độ (x2,y2) của điểm 2? (hình 1.13)

Chiếu các điểm 1 và 2 lên các trục tọa độ

Hình chiếu của đoạn thẳng S12 trên các trục tọa độ là x12 và y12 Từ tam giác vuông 1A2 có:

Thường gặp bài toán thuận khi tính toán tọa độ điểm khống chế Trắc địa.

Bài toán ngược: tính đoạn thẳng? tính góc định hướng?(từ vuông góc thành độc cực)

TỔNG HỢP CÁC HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA

1/Hệ tọa độ trắc địa không gian quốc tế WGS-84: (BLH tđ )

2/ Hệ tọa độ địa tâm không gian quốc tế WGS-84: (OXYZ)

3/ Hệ tọa độ vuông góc phẳng quốc tế WGS-84: (oxy)

4/ Hệ độ cao thủy chuẩn quốc gia VN-2000 : (H) 5/ Hệ tọa độ địa tâm không gian quốc gia VN-2000: (X’Y’Z’) 6/Hệ tọa độ trắc địa không gian quốc gia VN-2000: (B’L’H’)

27 7/ Hệ tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000: (o’x’y’) 8/ Hệ tọa độ vuông góc phẳng địa chính từng tỉnh: (o đc x đc y đc )

9/ Hệ tọa độ vuông góc phẳng từng công trường: (o*x*y*)

10/ Hệ tọa độ độc cực phẳng trắc địa từng trạm máy: (AαAB)

1/ Mục đích của trắc địa là xác định tọa độ của các điểm mặt đất, biểu diễn chúng thành bản đồ ,xây dựng các công trình

2/ Mặt đất tự nhiên cao thấp phức tạp

3/ Mặt thủy chuẩn là cơ sở để xác điịnh độ cao (thủy chuẩn) của các điểm Mặt thủy chuẩn gần giống nhất với mặt đất tự nhiên

4/ Mặt quy chiếu là cơ sở để xác định tọa độ (không gian , phẳng ) của các điểm Mặt quy chiếu gần giống nhất với mặt thủy chuẩn và biểu diễn được bằng phương trình toán học

5/ Mặt quy chiếu không trùng với mặt thủy chuẩn

6/ Ba mặt quy chiếu WGS-84, VN-2000 , HN-72 là hoàn toàn khác nhau Chúng không trùng nhau Bởi vậy các hệ tọa độ tương ứng cũng hoàn toàn khác nhau

7/ Hệ tọa độ vuông góc phẳng trong trắc địakhác với trong toán học Nhưng các công thức lượng giác vẫn được áp dụng bình thường

8/ Hệ tọa độ độc cực phẳng trong trắc địakhác với trong toán học Nhưng các công thức lượng giác vẫn được áp dụng bình thường

9/Giữa các hệ tọa độ trong toán học với các hệ tọa độ trong trắc địa đều khác nhau về không gian tồn tại ,về cấu tạo gốc ,trục,góc phần tư ,về phạm vi sử dụng

10/Giữa các hệ tọa độ trắc địa với nhau cũng khác nhau về cách thành lập, phạm vi áp dụng…

11/Việc thành lập các hệ tọa độ trắc địa khác nhau đã dựa trên cơ sở các mặt quy chiếu khác nhau như:mặt quy chiếu quốc tế WGS-84,mặt quy chiếu quốc gia WGS-84(VN-2000),mặt quy chiếu Crasovski (HN-72)

12/Việc biểu diễn mặt đất cong thành mặt phẳng bản đồ không những đã dựa trên các mặt quy chiếu khác nhau mà còn phải tuân theo các phép chiếu bản đồ khác nhau như:phép chiếu bản đồ UTM,phép chiếu bản đồ UTM(VN-2000),phép chiếu bản đồ Gaus

13/Bởi vậy với cùng một điểm A trên mặt đất nhưng khi biểu diễn theo các hệ tọa độ trắc địa khác nhau sẽ có trị số tọa độ tương ứng hoàn toàn khác nhau.Khi muốn sử dụng chúng đồng thời vào một việc cụ thể nào đó thì nhất thiết phải tính toán chuyển đổi chúng về cùng một hệ thống nhất

LƯỚI KHỐNG CHẾ

Ýnghĩa

Trong trắc địa lưới khống chế chính là một loại hệ tọa độ thực dụng để xác định tọa độ của các điểm thuộc mặt đất

3.Công dụng của lưới khống chế trắc địa :

1/Làm cơ sở để xác định tọa độ của các điểm thuộc mọi miền đất nước ,để lan tỏa tọa độđến mọi nơi.Cứ 2 điểm mốc trắc địa cạnh nhau sẽ tạo thành một hệ tọa độ độc cực để làm cơ sở xác định vị trí các điểm mặt đất khác

2/Tạo điều kiện thuận lợi cho thi công xây dựng đồng thời nhiều công trình 3/Hạn chế sai số lan truyền tích lũy

4.Phân loại lưới khống chế trong không gian:

1/Lưới khống chế mặt bằng: chỉ có tọa độ (x,y)

2/Lưới khống chế độ cao : chỉ có tọa độ H.

Phân loại lưới khống chế mặt bằng theo hình dạng hình học

+Đường chuyền duỗi thẳng (nối giữa hai điểm , nối giữa hai cạnh , treo)

+Đường chuyền khép kín (đa giác)

+Lưới tam giác đo góc +Lưới tam giác đo cạnh +Lưới tam giác đo góc và cạnh 3/Điểm giao hội (thuận , ngược ,bên)

6.Phân loại lưới khống chế độ cao theo hình dạng hình học

1/Đường chuyền độ cao nối giữa hai điểm 2/ Đường chuyền độ cao khép kín

3/ Đường chuyền độ cao chụm nút.

Phân loại lưới khống chế theo mục đích sử dụng

1/Lưới khống chế bản đồ : để đo vẽ bản đồ địa hình trong cả nước

2/Lưới khống chế địa chính : để đo vẽ bản đồ địa chính trong từng tỉnh

3/Lưới khống chế công trình : để xây dựng công trình trên từng công trường

8.Lưới khống chế bản đồ quốc gia

Phân loại lưới khống chế bản đồ mặt bằng theo qui mô và độ chính xác giảm dần

1/Lưới tọa độ quốc gia cấp 0

2/Lưới khống chế mặt bằng nhà nước ( đường chuyền , tam giác)hạng  ,   ,

3/Lưới khống chế mặt bằng khu vực (đường chuyền ,tam giác) cấp 1, 2 4/Lưới khống chế đo vẽ (đường chuyền kinh vĩ , lưới tam giác nhỏ).

Đặc điểm của lưới khống chế bản đồ quốc gia

Lưới khống chế bản đồ có những đặc điểm sau : 1/Cơ sở để biểu diễn mặt đất thành mặt phẳng là mặt qui chiếu VN-2000

2/Mặt đất được biểu diễn thành mặt phẳng dựa theo phép chiếu bản đồ UTM

3/Hệ số biến dạng của kinh tuyến giữa múi : k=0,9996 4/Qui mô biểu diễn trong phạm vi múi chiếu loại 6 độ ( q= 48, 49, 50) 5/Kinh tuyến giữa của múi chiếu loại 6 độ

+ Của múi 48 là L0 = 105 độ đông + Của múi 49 là L0 = 111 độ đông

+ Của múi 50 là L0 = 117 độ đông

6/Hệ tọa độ vuông góc phẳng a/Trục y : là hình chiếu xích đạo nằm ngang

30 b/Trục x: là đường kinh tuyến giữa múi được dịch chuyển song song sang bên trái 500 km ,vuông góc với trục y c/Gốc tọa độ O là giao điểm của hai trục x và y

7/Cơ sở xác định độ cao là mặt thủy chuẩn (hòn Dấu ,Đồ sơn , Hải phòng)

2.2 TÍNH TOÁN BÌNH SAI ĐƯỜNG CHUYỀN KINH VĨ KHÉP KÍN THEO PHƯƠNG PHÁP GẦN ĐÚNG DẦN

Trong đường chuyền kinh vĩ khép kín 1-11-111-1V-V, (ký hiệu thuận theo chiều kim đồng hồ) biết trước:

- Tọa độ của đỉnh 1 là (x1 = 2 100 457,27m; y1 = 48.567 230,25m) - Góc định hướng của cạnh 1-11 là 12 = 11716'00"

- Các góc bằng trong đa giác đo được là: o 1

- Chiều dài nằm ngang của các cạnh đo được là: o 12

Hãy tính toán bình sai lưới trên theo phương pháp gần đúng dần để xác định tọa độ của các đỉnh đường chuyền?

* Các công tác chuẩn bị:

- Vẽ sơ đồ lưới (hình 2.1)

* Các bước tính bình sai:

Tính toán bình sai điều kiện góc định hướng: xuất phát từ góc định hướng của cạnh đầu tiên

12 đã biết trước, dựa theo các góc bằng bên phải (') đường chuyền, sẽ tính ra được góc định hướng của các cạnh kế tiếp là     23 , 34  ,  45 , 51 

Yêu cầu là  12  này phải đúng bằng

12 đã cho trước ở đầu bài Muốn vậy thì tổng các góc bằng trong đa giác ['] phải đúng bằng (n2).180 (đối với đường chuyền khép kín)

1 Tính tổng các góc đo được trong đường chuyền [ đo ] : o 1

  = 54000'50" (2.1) 2 Tính tổng các góc thật trong đường chuyền []:

[] = 180(n2) = 54000'00" (2.2) 3 Tính sai số khép kín về góc trong đường chuyền f: f = [ đo ]  [] = +50" (2.3) 4 Quy định với đường chuyền kinh vĩ có n đỉnh là:

5 Muốn triệt tiêu f ta phải tính số điều chỉnh vào từng góc đo v theo nguyên tắc “ngược dấu” và “chia đều”: v f 10 n

32 v được viết bằng mực đỏ lên ngay phía trên  đo tương ứng

6 Tính góc định hướng của các cạnh : đ ph o 23 12 180 ( 2 v )  216 02 00

Tính toán bình sai điều kiện tọa độ: xuất phát từ tọa độ điểm đầu tiên 1(x1,y1) đã biết trước,

dựa theo chiều dài nằm ngang (S') và góc định hướng (') của các cạnh, sẽ tính ra được tọa độ của các đỉnh kế tiếp 2', 3', 4', 5', rồi lại 1'(x'1,y'1) Yêu cầu là 1'(x'1,y'1) này phải đúng bằng 1(x1,y1) đã cho trước ở đầu bài Muốn vậy thì tổng các số gia tọa độ thành phần [x'] = 0 và [x'] = 0 (đối với đường chuyền khép kín)

7 Tính số gia tọa độ x của các cạnh : o

51 51 51 đ đ đ đ đ x S cos 85,808m x S cos 181,952m x S cos 44,578m x S cos 233, 457m x S cos 79,153m

8 Tính số gia tọa độ y của các cạnh : o

1 5 51 y S sin 166, 488m y S sin 132,358m y S sin 150,173m y S sin 136, 698m y S sin 253,353m

9 Tính sai số khép kín thành phần theo trục x là fx : fx = [x'] = + 0,272m (2.9)

10 Tính sai số khép kín thành phần theo trục y là fy : fy = [y] = + 0,342m (2.10)

33 11 Tính sai số khép kín toàn phần fs: s x y f  f  f   0, 437m

(2.11) 12 Tính chiều dài toàn đường chuyền [Sđo] : [Sđo] = 1105,05m (2.12)

13 Tính sai số khép kín toàn phần tương đối là 1/T:

(2.13) 14 Quy định đối với đường chuyền kinh vĩ: chophep

15 Muốn triệt tiêu fx ta phải tính số điều chỉnh vào các số gia tọa độ (vx) theo nguyên tắc

“ngược dấu” với sai số và “tỷ lệ” với chiều dài từng cạnh: o x 12 x12 o o x 23 x23 o o x 34 x34 o o x 45 x45 o o x 51 đ đ đ đ đ đ đ đ đ đ o x51 v f S 0, 046m

Viết vx bằng mực đỏ lên ngay phía trên x tương ứng

16 Muốn triệt tiêu fy ta phải tính số điều chỉnh vào các số gia tọa độ (vy) theo nguyên tắc

“ngược dấu” với sai số và “tỷ lệ” với chiều dài từng cạnh:

Viết vy bằng mực đỏ lên ngay phía trên y tương ứng

(2.18) 19 Tổng kiểm tra: cứ tính tiếp phải ra lại x1 và y1 như đầu bài đã cho biết trước

2.3 TÍNH TỌA ĐỘ ĐIỂM GIAO HỘI GÓC THUẬN

Bài toán giao hội góc thuận xác định điểm

Cho biết trước hai điểm khống chế trắc địa A và B

B(xB 0,00 m ; yB = 500,00 m ) Điểm E nằm ở bên trái đường thẳng AB (Kí hiệu ABEA tuần tự ngược chiều kim đồng hồ )

35 Đặt hai máy kinh vĩ tại A và B để đo các góc bằng

Hãy vẽ hình minh họa Tính bán kính cực? Tính góc cực (định hướng ) ?Tính tọa độ của điểm E theo bài toán thuận ? (theo công thức IUNG ? theo công thức Gaus ?)

1/Tính góc bằng BEA là βE

2/Tính chiều dài ngang của cạnh AB là SAB

3/ Tính chiều dài ngang của cạnh AE là SAE

4/ Tính chiều dài ngang của cạnh BE là SBE

5/Tính góc định hướng của cạnh AB là αAB

6/ Tính góc định hướng của cạnh BA là αBA

7/Tính góc định hướng của cạnh AE là αAE

8/ Tính góc định hướng của cạnh BE là αBE

9/Tính tọa độ của điểm E theo bài toán thuận (từ cạnh AE)

8a/ xE’ là bao nhiêu ? 8b/ yE’ là bao nhiêu ? 10/Tính tọa độ của điểm E theo bài toán thuận (từ cạnh BE)

8a/ xE” là bao nhiêu ? 8b/ yE” là bao nhiêu ? 11/K iểm tra :tính tọa độ vuông góc phẳng của điểm E theo công thức IUNG

10a/Điều kiện áp dụng công thức IUNG này là gì ? 10b/ xE là bao nhiêu ?

10c/ yE là bao nhiêu ? 12/ Kiểm tra :tính tọa độ vuông góc phẳng của điểm E theo công thức Gau-sơ?

11a/Điều kiện áp dụng công thức Gau-sơ này là gì ? 11b/ xE là bao nhiêu ?

36 13/Nhận xét các kết quả tính được ở các câu ,9,10,11,12 ? Lời giải

1/Tính góc bằng BEA là βE βE = 180 0 - ( βA + βB ) (2.19)

2/Tính chiều dài ngang của cạnh AB là SAB

SAB = √ ( xB – xA ) 2 + ( yB – yA ) 2 (2.20) = √ ( 100,00 – 200,00 ) 2 + ( 500,00 – 300,00 ) 2

= 223,607 3/ Tính chiều dài ngang của cạnh AE là SAE (SAE : SinβB) = (SAB : SinβE ) (2.21)

= 111,804 m 4/ Tính chiều dài ngang của cạnh BE là SBE

SBE = SAB sinβA : sinβE (2.24) = 223,607 sin60 0 00’00” : Sin90 0 00’00”

= 193,649 m 5/Tính góc định hướng của cạnh AB là αAB tgαAB = (yB - yA) : ( xB - xA) (2.25)

Nên chọn k = 1 Vậy là αAB = 116 0 33’54”

37 6/ Tính góc định hướng của cạnh BA là αBA αBA = αAB + 180 0 (2.26)

7/Tính góc định hướng của cạnh AE là αAE αAE = αAB - βA (2.27)

8/ Tính góc định hướng αBE của cạnh BE là αBE αBE = αBA + βB (2.28)

9/Cách 1 : Tính tọa độ của điểm E theo bài toán thuận (từ cạnh AE) 9a/ Tính xE’ từ cạnh AE là bao nhiêu ? xE = xA + SAE cos αAE (2.29) = 200,00 + 111,804 cos 56 0 33’54”

= 261,603 m 9b/ Tính yE’ từ cạnh AE là bao nhiêu ? yE = yA + SAE sin αAE (2.30) = 300,00 + 111,804 sin 56 0 33’54”

= 393, 302 m 10/ Tính tọa độ của điểm E theo bài toán thuận (từ cạnh BE) 10a/ Tính xE’ từ cạnh BE là bao nhiêu ? xE = xB + SBE cos αBE (2.31) = 100,00 + 193,649 cos 326 0 33’54”

= 261,602 m 10b/ Tính yE’ từ cạnh BE là bao nhiêu ?

38 yE = yB + SBE sin αBE (2.32) = 500,00 + 193,649 sin 326 0 33’54”

= 393, 301 m 11/ Cách 2:Tính tọa độ vuông góc phẳng của điểm E theo công thức IUNG

(theo góc bằng giao hội)

11a/Điều kiện áp dụng công thức IUNG này là gì ? Điều kiện áp dụng công thức IUNG này là “ ABEAđược ký hiệu tuần tự ngược chiều kim đồng hồ “ Biết các góc bằng giao hội điểm E từ hai điểm Avà B là βAvà βB

11b/ xE là bao nhiêu ? x E = [x A cotgβ B +x B cotgβ A +( y B - y A )] : [cotgβ A +cotgβ B ] (10.33) (2.33)

= 261,603 m 11c/ yE là bao nhiêu ? y E = [y A cotgβ B +y B cotgβ A -( x B -x A )] : [cotgβ A +cotgβ B ] (2.34)

= 393,301 m 12/Cách 3:Tính tọa độ vuông góc phẳng của điểm E theo công thức Gaus?

12a/Điều kiện áp dụng công thức Gau-sơ này là gì ? Điều kiện áp dụng công thức Gau-sơ này là “ ABEA được ký hiệu tuần tự ngược chiều kim đồng hồ “.Biết các góc định hướng giao hội.điểm E từ hai điểm A và B là αAE, và αBE

12b/ xE là bao nhiêu ? x E = [x A tgα AE -x B tgα BE +(y B -y A )] : [tgα AE -tgα BE ] (2.35)

39 12c/ yE là bao nhiêu ? y E = y A + (x E - x A ).tgα AE (2.36)

= 393,302 m 13 / Nhận xét các kết quả tính được ở các câu ,9,10,11,12 ?

Mặc dầu tính theo các phương pháp khác nhau và theo các công thức khác nhau , nhưng câc kết quả tính được ở các câu 9,10,11,12 là hoàn toàn giống nhau Vậy việc tính toán ở các câu 9,10,11,12 là hoàn toàn đúng !

2.4 TÍNH TỌA ĐỘ ĐIỂM GIAO HỘI GÓC NGƯỢC

Bài toán giao hội góc ngược xác định điểm

Cho biết trước tọa độ của ba điểm khống chế trắc địa là

1 ( x1 = 600,00 m ; y1 = 700,00 m) 2 ( x2 = 200,00 m ; y2 = 900,00 m) 3 ( x3 = 100,00 m ; y3 = 600,00 m) Đặt máy kinh vĩ tai điểm E Tiến hành giao hội góc ngược Ngắm tới các điểm 1,2,3 để đo được các góc bằng

Hãy vẽ hình minh họa ( coi điểm E như là tâm ,các điểm 1,2,3 quay theo chiều kim đồng hồ ) rồi tính tọa độ vuông góc của điểm E(xE ; yE) theo phương pháp Đa-lăm-be?

Bước 1 tính góc định hướng thuận của các tia giao hội theo Đa-lăm-be 1/Tính góc định hướng của tia E1 là αE1

2/Tính góc định hướng của tia E2 là αE2

3/Tính góc định hướng của tia E3 là αE3

Bước 2 tính góc định hướng ngược của các tia giao hội 4/Tính góc định hướng của tia 1E là α1E

5/Tính góc định hướng của tia 2E là α2E

6/Tính góc định hướng của tia 3E là α3E

40 Bươc 3 áp dụng công thức Gau-sơ để tính tọa độ điểm E 7/Tính tọa độ vuông góc của điểm E(xE ; yE) ?

Lời giải 1/Tính góc định hướng của tia E1 là αE1 theo phương pháp Đa-lăm-be tgα E1 =[(y 2 – y 1 ).cotgβ 1 – ( y 3 -y 1 ).cotgβ 2 + (x 3 – x 2 )]:[

2/Tính góc định hướng của tia E2 là αE2 αE2 = αE1 + β1 (2.38)

3/Tính góc định hướng của tia E3 là αE3 αE3 = αE1 + β2 (2.39)

4/Tính góc định hướng của tia 1E là α1E α1E = αE1 + 180 0 (2.40)

5/Tính góc định hướng của tia 2E là α2E α2E = αE2 + 180 0 (2.41)

6/Tính góc định hướng của tia 3E là α3E α3E = αE3 + 180 0 (2.42)

7/Tính tọa độ vuông góc của điểm E(xE ; yE) ?Aps dụng công thức Gau-sơ trong giao hội góc thuận

Coi điểm 2 la A Coi điểm 1 là B Để có ký hiệu 21E tuần tự ngược chiều kim đồng hồ Tính tọa độ vuông góc phẳng của điểm E theo công thức Gau-sơ?

7a/Điều kiện áp dụng công thức Gau-sơ này là gì ? Điều kiện áp dụng công thức Gau-sơ này là “ ABEA được ký hiệu tuần tự ngược chiều kim đồng hồ “.Biết các góc định hướng giao hội.điểm E từ hai điểm A và B là αAE, và αBE

7b/ xE là bao nhiêu ? x E = [x 2 tgα 2E - x 1 tgα 1E + ( y 1 - y 2 ) ] : [tgα 2E - tgα 1E ] (2.43)

= 261,603 m 7c/ yE là bao nhiêu ? y E = y A + (x E - x A ).tgα AE (2.44)

2.5 TÍNH TOÁN BÌNH SAI ĐƯỜNG ĐỘ CAO ĐƠN NỐI GIỮA HAI MỐC CẤP CAO THEO PHƯƠNG PHÁP GẦN ĐÚNG DẦN

Hình 2.2 Ví dụ : Hãy tính toán bình sai lưới độ cao kỹ thuật nối giữa hai mốc cấp cao A1234B để xác định cao độ các mốc H1, H2, H3, H4 biết rằng:

42 Chiều dài lưới LAB = 1,1km Độ cao của hai mốc cấp cao HA = 101,130m; HB = 107,316m Độ chênh cao đo được (hđo) giữa các mốc và số trạm đo tương ứng (n): o A1 hđ  4110mm; nA1 = 3 trạm o 12 hđ  6207mm; n12 = 5 trạm o 23 hđ  4140mm; n23 = 3 trạm o 34 hđ  909mm; n34 = 1 trạm o 4B hđ  833mm; n4B = 2 trạm Chuẩn bị:vẽ sơ đồ lưới (hình 2.2)

1 Tính tổng các độ chênh cao đo được [h đo ] từ A đến B : [h đo ] = + 6101mm (2.45)

2 Tính tổng các độ chênh cao lý thuyết [h] từ A đến B:

[h] = HB – HA = 6086mm (2.46) 3 Tính sai số khép kín về độ chênh cao (fh) từ A đến B: fh = [h đo ]  [h] = + 15mm (2.47) 4 Tính sai số khép kín cho phép về độ chênh cao của lưới độ cao kỹ thuật: fh.phep = 50 L km

5 Muốn triệt tiêu sai số khép kín (fh) ta phải tính các số điều chỉnh (vh) vào từng độ chênh cao đo được của từng đoạn theo nguyên tắc “ngược dấu” với sai số khép kín (fh) và “tỷ lệ” với số trạm đo trong từng đoạn n :

  h A1 hA1 h 12 h12 h 23 h23 h 34 h34 h 4B h4B v f n 3mm n v f n 6mm n v f n 3mm n v f n 1mm n v f n 2mm n

6 Tính độ chênh cao đã được điều chỉnh (h') của từng đoạn :

4B 4B h4 đo đo đo đo đo

B h h v 4107mm h h v 6201mm h h v 4143mm h h v 910mm h h v 831mm

7 Tính độ cao các mốc :

BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH

KHÁI NIỆM VỀ BẢN ĐỒ, HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS)

1.Mặt đất cong được biểu diễn lên mặt phẳng thành các loại bản đồ như: bản đồ địa hình, bình đồ địa hình, bản đồ địa chính.

Bản đồ địa hình

Bản đồ địa hinh là hình vẽ thu nhỏ trên giấy các hình chiếu bằng của những phần mặt đất rộng lớn có thể kể đến sự biến dạng do ảnh hưởng độ cong Trái đất theo một quy luật toán học nhất định (Quy mô lớn: trong múi rộng 6 kinh độ.),trên đó có biểu diễn cả địa vật và địa hình

Bình đồ địa hình là hình vẽ thu nhỏ và đồng dạng trên giấy các hình chiếu bằng của những phần mặt đất không lớn và không kể đến độ cong Trái đất.(Quy mô bé : trong từng công trường) ,trên đó có biểu diễn cả địa vật (như đường sá, sông ngòi,…) và cả địa hình (dáng cao thấp khác nhau của mặt đất)

Bản đồ địa chínhlà hình vẽ thu nhỏ mặt đất lên giấy theo một quy luật toán học nhất định , trên đó chủ yếu biểu diễn các thửa đất (Quy mô vừa: trong múi rộng 3 kinh độ).

Chú ý phân biệt sự khác nhau giữa các loại: bản đồ địa hình, bình đồ địa hình, bản đồ địa chính

theo các tiêu chí đặc điểm như: 1/phép chiếu ,2/ mặt quy chiếu ,3/độ biến dạng,4/quy mô chiếu ,5/kinh tuyến giữa múi,6 gốc của hệ tọa độ ,7/lưới khống chế 8/tính toán chuyển đổi tọa độ giữa các hệ ,9/tỷ lệ ,10/cách chia mảnh và đặt tên,11/nội dung biểủ diễn gì ,12/có đường đồng mức không, 13/ phạm vi ứng dụng.

Hệ thống thông tin địa lý (GIS)

Bản đồ thể hiện được một số đặc điểm của mặt đất, như là: tọa độ không gian của một điểm trong hệ quy chiếu nào đó; địa vật gì và một vài chi tiết đặc điểm của nó (chẳng hạn chiều dài, chiều rộng, tải trọng chịu được của cầu, v.v…)

Nhưng thực tế khách quan tồn tại trên mặt đất còn có rất nhiều đặc điểm khác nữa về: kinh tế, Vănhóa, xã hội, lịch sử, v.v… chúng luôn luôn vận động và phát triển theo thời gian

Muốn thể hiện được đầy đủ tất cả tính phong phú, đa dạng kể trên của thực tế khách quan mặt đất thì phải có sự trợ giúp của máy tính Mọi đặc diểm kể trên sẽ được mã hóa (số hóa) rồi lưu giữ lại trong máy tính Đó là bản đồ máy tính (bản đồ số hóa)

Nhờ có một số chương trình con, máy tính sẽ tiến hành phân tích, tổng hợp, mô tả những dữ liệu đó rồi trình bày thành các bảng liệt kê, biểu đồ, bản vẽ, v.v… chúng sẽ được hiện ra trên mành hình của máy tính theo sự lựa chọn của người khác thác thông tin Đó là hệ thống thông tin địa lý (GIS) (Geographic Information System)

45 Hệ thống thông tin địa lý (GIS) có ưu điểm là phản ánh được đầy đủ mọi đặc tính phong phú, đa dạng của hiện thực khách quan tồn tại trên mặt đất Nó cho phép bổ sung, thay đổi, cập nhật thông tin kịp thời, dễ dàng Nó thỏa mãn nhu cầu khai thác thông tin của nhiều đối tượng, phục vụ cho mọi mặt đời sống của con người, được ứng dụng rộng rãi trong quy hoạch và quản lý đô thị, du lịch, v.v… Nhưng việc thu thập dữ liệu cho GIS rất công phu, tốn kém Muốn khai thác được GIS phải có máy vi tính

Dưới đây sẽ nghiên cứu các đặc tính kỹ thuật của bản đồ địa hình: tỷ lệ, phiên hiệu ,địa vật ,địa hình

3.2 TỶ LỆ BẢN ĐỒ 1 Tỷ lệ bản đồ

1/ Định nghĩa tỷ lệ bản đồ :Tỷ lệ bản đồ (1/M) là một phân số, tử số là đơn vị, còn mẫu số thường là những số tròn trăm, tròn nghìn Mẫu số chỉ rõ các đoạn thẳng nằm ngang ở ngoài thực địa khi biểu diễn lên bản đồ đã bị thu nhỏ đi bao nhiêu lần

2/ Đặc điểm của tỷ lệ : a/Tỷ lệ bản đồ là một hư số, không có thứ nguyên b/Tử số luôn luôn là 1.c/Mẫu số là số tròn trăm Nhờ vậy nên việc so sánh và tính toán rất đơn giản

3/ Ý nghĩa của tỷ lệ: nếu tỷ lệ bản đồ càng lớn thì mức độ biểu diễn địa vật, địa hình càng đầy đủ, chi tiết và chính xác

4/ Phân loại bản đồ theo tỷ lệ :

4a/ Bản đồ tỷ lệ nhỏ:

4b/ Bản đồ tỷ lệ vừa: 1 1 1 1

100000 50000 25000 10000 4c/ Bản đồ tỷ lệ lớn: 1 1 1 1

Thước tỷ lệ thẳng

1/ Để thuận tiện cho công việc người ta chế tạo ra thước tỷ lệ thẳng vẽ trên từng tờ bản đồ (hình 3.1):

2/ Đặc điểm cấu tạo của thước tỷ lệ thẳng là :

2a/ Số không (0) nằm cách nút thước một đoạn cơ sở;

2b/ Chỉ có duy nhất một đoạn cơ sở thứ nhất được khắc vạch chia nhỏ;

46 2c/ Giá trị ghi trên thước là chiều dài tương ứng ở ngoài thực địa

Nhờ vậy,việc sử dung thước tỷ lệ thẳng rất thuận tiện

3/ Độ chính xác thực tế của thước tỷ lệ thẳng là 0,5mm trên bản đồ

3.3 PHIÊN HIỆU BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH VIỆT NAM KIỂU VN-2000 Để thuận tiện cho giao dịch thì mỗi một tờ bản đồ phải có một phiên hiệu (tên gọi,số hiệu, danh pháp, mã số) Phiên hiệu bản đồ phải tuân theo một quy luật nhất định sao cho từ phiên hiệu của tờ bản đồ đã cho có thể suy ra vị trí, kích thước, tỷ lệ của nó, suy ra phiên hiệu của tờ bản đồ giáp biên với nó…

Dưới đây chỉ trình bày về phiên hiệu bản đồ địa hình kiểu VN2000 đã được Chính phủ ta ban hành và có hiệu lực thi hành kể từ ngày 12/8/2000, chúng được biểu diễn theo sơ đồ sau (hình 3.2):

1 Phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1

1/ Theo vĩ tuyến Trái đất được chia ra làm các hàng rộng 4, mỗi hàng được đặt tên bằng chữ cái in Latinh: A, B, C,D,E,F,G , kể từ xích đạo về hai phía cực Bắc, Nam

2/ Theo kinh tuyến Trái đất được chia ra làm các cột rộng 6, mỗi cột được đặt tên bằng các chữ số Ả Rập là q = 1, 2, 3,,…, 59, 60 kể từ kinh độ 180Tây, vòng hết Tây bán cầu,rồi sang Đông bán cầu

47 3/ Mỗi một ô đất (hình 3.3) giao nhau giữa hàng và cột ở trên sẽ được biểu diễn thành một tờ bản đồ tỷ lệ 1

1000000, phiên hiệu của tờ bản đồ này gồm có hàng và cột tương ứng Thí dụ tờ bản đồ 1

1000000 có chứa thủ đô Hà Nội là F-48

4/ Tờ bản đồ tỷ lệ 1

1000000là cơ sở để phân mảnh và ghi phiên hiệu cho các tờ bản đồ tỷ lệ lớn hơn theo nguyên tắc sau đây:

+Giới hạn của các tờ bản đồ đều là các kinh tuyến và vĩ tuyến,

+ Kích thước của các tờ bản đồ phải thuận tiện cho sử dụng và xuất bản (chẳng hạn 5050cm),

+Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1

1000000 phải được chia ra làm số nguyên lần các tờ bản đồ tỷ lệ lớn hơn,

+ Phiên hiệu của các tờ bản đồ tỷ lệ lớn hơn này phải bao gồm cả số hiệu của tờ bản đồ tỷ lệ tương ứng đã phân chia ra nó và tên của ô con nhất định Giữa các chữ và số đều có dấu gạch ngang ngăn cách

2 Phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1

1000000được chia ra thành 2hàng2cột = 4 ô nhỏ hơn Mỗi ô nhỏ hơn này có tên gọi là các chữ cái in hoa: A, B, C, D (theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới)và được vẽ thành một tờ bản đồ tỷ lệ 1/500000,ví dụ F-48-C

3 Phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1

500000được chia ra thành 2hàng2cột = 4 ô nhỏ hơn Mỗi ô này có tên gọi là các chữ số Ả Rập 1,2,3,4 (theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới) và được vẽ thành một tờ bản đồ tỷ lệ 1/250000,ví dụ F - 48 - D - 4

4 Phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1

1000000được chia ra thành 8hàng12cột = 96 ô nhỏ hơn (con).Mỗi ônày có tên gọi là các chữ số Ả Rập từ 1 đến 96 (theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới) và được vẽ thành một tờ bản đồ tỷ lệ 1/100000,ví dụ F - 48 - 96

5 Phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1

49 Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1

100000được chia ra thành 2hàng2cột = 4 ô nhỏ hơn (cháu) Mỗi ô này có tên gọi là các chữ cái Latinh in hoa A,B,C,D (theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới) và được vẽ thành một tờ bản đồ tỷ lệ 1/50000,ví dụ F - 48 - 96 – C

6 Phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1

50000được chia ra thành 2hàng2cột = 4 ô nhỏ hơn (chắt).Mỗi ô này có tên gọi là các chữ cái Latinh in thường: a, b, c, d (theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới) và được vẽ thành một tờ bản đồ tỷ lệ 1/25000, ví dụ F - 48 - 96 - D - c

7 Phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1

25000được chia ra thành 2hàng2cột = 4 ô nhỏ hơn (chút) Mỗi ô này có tên gọi là các chữ số Ả Rập: 1, 2, 3, 4 (theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới) và được vẽ thành một tờ bản đồ tỷ lệ 1/10000.ví dụ F-48-96-D-d-4

8 Phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1

50 Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1

100000được chia ra thành 16hàng16cột = 256 ô nhỏ hơn (con*).Mỗi ô này có tên gọi là các chữ số Ả Rập: 1, 2, 3, 256 (theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới) và đượcghi ở trong ngoặc đơn rồi được vẽ thành một tờ bản đồ tỷ lệ 1/5000,ví dụ F - 48 - 96 - (256)

9 Phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1

5000được chia ra thành 3hàng3cột = 9 ô nhỏ hơn (cháu*).Mỗi ô này có tên gọi là các chữ La tinh in thường: a, b, c, d, e, f, g, h, k (theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới) và cũng được ghi ở trong ngoặc đơn,rồi được vẽ thành một tờ bản đồ tỷ lệ 1/2000,ví dụ F-48-96-(256-g)

10 Phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1

2000 được chia ra thành 2hàng2cột = 4 ô nhỏ hơn (chắt*).Mỗi ô này có tên gọi là các chữ số La Mã I, II, III, IV (theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới) và cũng được ghi ở trong ngoặc đơn rồi được vẽ thành một tờ bản đồ tỷ lệ 1/ 1000,ví dụ F - 48 - 96 - (256-h-IV)

11 Phiên hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1

Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1

2000được chia ra thành 4hàng4cột = 16 ô nhỏ hơn (chút*) Mỗi ô này có tên gọi là các chữ số Ả Rập từ 1 đến 16(theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới) và được ghi ở trong ngoặc đơn, rồi được vẽ thành một tờ bản đồ tỷ lệ 1/500,ví dụ F - 48 - 96 - (256-k-16)

Quá trình đặt phiên hiệu bản đồ đã nói ở trên được tóm tắt trong bảng 3.1:

Tỷ lệ mảnh bị chia

Cách chia (hàng  cột số lượng

Kích thước mảnh con Tên mảnh con được chia ra

Ví dụ phiên hiệu “mảnh cuối cùng”

Tiến hành đo đạc tọa độ điểm (Start)

1/ Ngắm đến gương đặt tại điểm cần đo đạc (P).Từ màn hình chương trình “đo đạc”, ấn phím F4 (Start) để đo, màn hình hiện ra như hình 3.16

2/ Trước tiên cần nhập vào hình 1.16:

2a/Nhập tên (PtID) của điểm được đo đạc vào dòng PtID Tên điểm thường được đặt là số thứ tự ,ví dụ trên màn hình là 3 Số thứ tự của điểm cần đo đạc tiếp theo sẽ không phải nhập nữa mà nó sẽ tự động tăng lên 1 đơn vị Chú ý phải đảm bảo nguyên tắc rằng tên điểm cần đo đạc này phải khác tên điểm thiết lập trạm máy , khác tên điểm thiết lập định hướng và khác tên của các điểm đã lưu trong job trước đó Không cho phép tên của bất kỳ một điểm nào lại trùng lặp giống với tên của một điểm khác

2b/Nhập chiều cao gương (hr) đặt tại điểm được đo đạc, ví dụ ở màn hình trên là 1,5m

2c/ Nhập mã (Code) ký hiệu ghi chú về điểm được đo đạc, ví dụ ở màn hình trên là điểm đo “góc nhà” Máy có thể định được nhiều khuôn dạng dữ liệu khác nhau V iệc nhập kí hiệu ghi chú điểm sẽ tạo điều kiện cho việc xử lý số liệu nội nghiệp được thuận lợi hơn rất nhiều Nếu đặt định dạng có đuôi “.dxf”, thì việc nối các điểm trên AutoCAD sẽ được thực hiện một cách dễ dàng nhờ vào kí hiệu điểm Ví dụ ở màn hình trên là điểm đo “góc nhà”, khi phun điểm trên AutoCAD sẽ có điểm với kí hiệu là gocnha xuất hiện

3/ Sau đó ấn phím F3 (ALL) để đo và lưu kết quả đo được vào trong máy

61 4/ Khi chuyển sang đo đạc điểm mới tiếp theo thì thông thường máy sẽ tự đông đặt tên cho điểm cần đo (bằng số thứ tự),nhưng phải chú ý nhập chiều cao của gương hr đặt tại điểm cần đo và code ghi chú về điểm cần do đạc.Trong quá trình đo chỉ phải ấn phímALL để đo và lưu kết quả đo được vào trong máy

12.Kết thúcmáy làm việc:thoát khỏi chương trình đođạc và tắt máy

Khi kết thúc công việc tại mỗi trạm đo đạc,cần phải thực hiện hai bước sau:

1/Bước 1: thoát khỏi chương trình đo đạc Để đảm bảo an toàn tuyệt đối cho dữ liệu đã thu thập được thì trước tiên phải ấn phím cứng [ESC] trên thân máy nhằm thoát khỏi chương trình đo đạc đồng thời trở về màn hình ban đầu

2/Bươc 2 : tắt máy Tắt máy bằng cách ngắt công tắc tắt mở nguồn điện [ON/OFF] (mầu đỏ) trên thân máy.

Ý nghĩa của việc đo đạc tọa độ điểm

1/Tọa độ của các điểm mặt đất tự nhiên được dùng để biểu diễn bình đồ địa hình phục vụ cho việc khảo sát , thiết kế công trình

2/Tọa độ xác định vị trí ,hình dáng , kích thước công trình Ở giai đoạn thi công , ban đầu tọa độ được sử dụng để định vị công trình , phục vụ cho việc thi công xây lắp Sau đó khi đã xây dựng xong thì tọa độ công trình được xác định để thành lập bản vẽ hoàn công ,phục vụ cho việc bàn giao ,nghiệm thu công trình , đánh giá chất lượng công trình ,quản lý sử dụng khai thác công trinh đạt hiệu quả cao nhất

3/Ở giai đoạn sử dụng , tọa độ của các điểm đặc trưng của công trình được xác định vào những thời điểm khác nhau cho người ta biết được độ biến dạng công trình (lún , chuyển vị , nghiêng , cong , võng , nứt ,….) phục vụ việc khai thác sử dụng công trình tốt nhất Đo đạc xác định tọa độ điểm là việc làm cần thiết trong tất cả các giai đoạn khảo sát , thiết kế , thi công , sử dụng công trình Mục đích của trắc địa là xác định tọa độ điểm thuộc trái đất Chỉ trắc địa mới có tọa độ điểm cung cấp cho xã hội sử dụng

Chương trình tự đông tính ra tọa độ vuông góc phẳng cuả điểm là P(xP,yP) (Hình 3.17)

Ký hiệu trên hình vẽ 9.19:

M :là mốc khống chế trắc địa được dùng để thiết lập điểm trạm máy P : là điểm cần phải đo đạc để xác định tọa độ của nó là bao nhiêu ? Từ hình vẽ 3.17 sẽ có ngay công thức tính tọa độ vuông góc phẳng của điểm P như sau : xp = xM + SMP cosαMP (3.4) yp = yM + SMP sinαMP (93.5)

P(xP,yP) : là tọa độ vuông góc phẳng của điểm P

M(xM,yM) : là tọa độ vuông góc phẳng của điểm M SMP : là khoảng cách nằm ngang của đoạn thẳng MP αMP : là góc định hướng của đoạn thẳng MP

+Chương trình tự động tính ra độ cao của điểm là HP (hình 3.18)

Ký hiệu trên hình vẽ 9.20:

M :là mốc khống chế trắc địa được dùng để thiết lập điểm trạm máy I : là điểm trục quay nằm ngang của ống kính trong máy toàn đạc điện tử

P : là điểm cần phải đo đạc để xác định độ cao của nó là bao nhiêu?.(chân gương)

R : là điểm mặt của gương Từ hình 3.18 có được : HP + hr = HM + hi + h’ (3.6)

Suy ra : HP = HM + hi + h’ - hr (3.7)

HP = HM + hi + SIR.tgVIR - hr (3.8)

Trong đó : HP = : là độ cao của điểm P ,cần phải xác định HM : là độ cao của điểm mốc đặt máy M hi : là chiều cao của máy SIR : là khoảng cách nằm ngang của tia ngắm IR

VIR : là góc đứng của tia ngắm IR hr : là chiều cao của gương

3.8.VẼ BẢN ĐỒ 1 Vẽ bản đồ

+ Các cạnh ô vuông không chênh nhau quá 0,2mm, + Các đường chéo ô vuông không chênh nhau quá 0,3mm

2 Chấm các điểm khống chế trắc địa lên bản vẽ theo phương pháp tọa độ vuông góc Vẽ ký hiệu điểm khống chế và bên cạnh ghi một phân số có tử số là số hiệu của nó và mẫu số là độ cao của nó

Khi kiểm tra khoảng cách giữa các điểm khống chế đo vẽ trên bản vẽ và khoảng cách giữa chúng tính toán theo các tài liệu đo ngoài thực địa rút về tỷ lệ không được khác nhau quá 0,3mm

3 Chấm các điểm mia chi tiết lên bản vẽ theo phương pháp tọa độ một cực nhờ thước chuyên dùng.a/ Đánh dấu vị trí điểm mia bằng một chấm chì b/Bên cạnh ghi một phân số có tử số là số thứ tự điểm mia chi tiết,c/ mẫu số là độ cao đến 0,1m.d/ Đặc tính của đối tượng

4/ Bằng chì vẽ địa vật theo dấu quy ước ứng với từng loại tỷ lệ cụ thể.Biểu diễn đối tượng dạng tuyến , dạng vùng , dạng điểm ,đắc tính

5/ Vẽ đường đồng mức biểu diễn dáng đất theo phương pháp ước lượng bằng mát với giả thiết độ dốc mặt đất giữa hai điểm chi tiết biến đổi đều

.6/ Tô mực theo trình tự + Trước hết phải tô vẽ chữ, số

+ Tô mực đường đồng mức (vì đường đồng mức không được cắt ngang qua các ký hiệu)

7/ Vẽ khung 8/ Trình bày ngoài khung.

kiểm tra đánh giá độ chính xác bản đồ địa hình

1/ Đối với lưới khống chế:

1a/ Sai số giới hạn vị trí điểm của lưới khống chế đo vẽ sau bình sai so với điểm trắc địa cấp cao gần nhất, theo tỷ lệ bản đồ không được vượt quá 0,2mm đối với vùng quang đãng, và 0,3mm đối với vùng rừng

65 1b/ Sai số giới hạn về độ cao của điểm khống chế vẽ với độ cao mốc độ cao cấp cao gần nhất không được vượt quá 1/5 khoảng cao đều đường đồng mức đối với vùng đồng bằng và 1/3 đối với rừng núi

2/ Sai số trung bình vị trí các địa vật cố định biểu thị trên bản đồ so với điểm khống chế đo vẽ gần nhất không được lớn hơn 0,5mm, ở vùng núi và giáp núi không quá 0,7mm

Trong thành phố và khu công nghiệp sai số vị trí tương hỗ giữa các điểm địa vật quan trọng và cố định không được lớn hơn 0,4mm trên bản đồ

3/ Sai số trung bình đo vẽ dáng đất so với độ cao điểm khống chế đo vẽ gần nhất tính theo khoảng cao đều không được vượt quá quy định nêu trong bảng 11.4:

Bảng 11.4 Độ dốc địa hình

4 Trờn 15 - ẵ ẵ ẵ Ở những vùng có độ dốc thay đổi đột ngột thì số đường đồng mức phải phù hợp với hiệu độ cao

Sai số của các điểm đặc trưng địa hình không được vượt quá 1/3 khoảng cao đều

4/ Căn cứ vào độ chênh lệch để đánh giá độ chính xác bản đồ địa hình

Giá trị độ chênh lệch cho phép bằng 2 lần sai số trung bình ở trên(1, 2, 3)

Số lượng điểm có độ chênh lệch bằng và vượt độ chênh lệch cho phép không được quá 10% tổng số điểm kiểm tra

Ngay cả khi đã quan sát thực địa rồi người cán bộ kỹ thuật vẫn phải biết sử dụng bản đồ một cách thành thạo để nghiên cứu tình hình được tổng quát và thu lấy những dữ liệu cần thiết phục vụ cho khảo sát, thiết kế công trình

66 Muốn nghiên cứu sử dụng được bản đồ phải hiểu biết được bản chất nội dung ý nghĩa của tất cả những số, chữ, ký hiệu,… trình bày ở trên tờ bản đồ

Các số liệu thu được từ bản đồ càng chính xác nếu tỷ lệ bản đồ càng lớn, khoảng cao đều càng bé, thời gian đo vẽ và bổ sung bản đồ càng gần hiện tại nhất

Cho đến nay ở Việt Nam đã tồn tại các loại bản đồ địa hình được thành lập vào các thời kỳ khác nhau theo những phép chiếu bản đồ khác nhau như sau:

1/ Trước năm 1954: bản đồ địa hình Việt Nam do Pháp thành lập đã ứng dụng Elipxoit quy chiếu Clark, phép chiếu Bonne, điểm gốc tại Cột cờ Hà Nội, xây dựng hệ thống lưới điểm tọa độ phủ trùm toàn bộ Đông Dương (giống Pháp)

2/ Từ năm 1954 đến 1975 ở miền Nam nước ta người Mỹ đã lựa chọn ứng dụng Elipxoit quy chiếu Everret, phép chiếu UTM, điểm gốc tại Ấn Độ, xây dựng một hệ thống lưới điểm tọa độ bằng phương pháp vô tuyến định vị (giống cả khu vực Nam Á và Đông Nam Á)

3/ Từ năm 1954, miền Bắc nước ta đã lựa chọn ứng dụng Elipxoit quy chiếu Crasovski, phép chiếu Gauso, điểm gốc tại đài thiên VănPuncovo thuộc Liên Bang Nga (cũ), hệ thống vuông góc phẳng Gauso-Criu (giống với tất cả các nước thuộc khối xã hội chủ nghĩa)

4/ Từ năm 1975, Việt Nam được thống nhất, cả nước dùng một hệ quy chiếu thống nhất như của miền Bắc đã giới thiệu ở trên

5/ Từ năm 2000, công tác Trắc địa - bản đồ của Việt Nam đã được đổi mới hoàn toàn với những đặc điểm:

+ Phép chiếu bản đồ UTM, + Hệ tọa độ vuông góc phẳng VN-2000

+ Điểm gốc Trắc địa là điểm gốc của lưới GPS cấp O tại Hà Nội (Trong khuôn viên của Viện Nghiên cứu Địa chính)

+ Phiên hiệu bản đồ địa hình Việt Nam theo kiểu VN-2000 (vừa theo truyền thống, vừa đổi mới)

2.Xác định tọa độ điểm

1 Xác định tọa độ địa lý của một điểm Độ kinh, độ vĩ được ghi ở bốn góc khung bản đồ Trên các cạnh khung bản đồ có vẽ những đoạn đen, trắng, biểu thị tròn phút theo kinh tuyến, vĩ tuyến: “thang chia độ” Nối các đầu mút của những đoạn này ở các cạnh đối diện lại sẽ được những ô lưới tọa độ địa lý Qua điểm A cần xác định tọa độ hãy kẻ hai đường thẳng, một đường song song với cạnh ô kinh tuyến, một đường song song với cạnh ô vĩ tuyến Từ tỷ lệ các đoạn thẳng đo được, sẽ tính ra tọa độ địa lý của điểm A (hình 3.19)

2 Xác định tọa độ vuông góc của một điểm

Qua A kẻ hai đường vuông góc đến các cạnh ô vuông của lưới tọa độ vuông góc chứa điểm A đó Dùng compa đo và thước tỷ lệ để xác định chiều dài các đoạn thẳng a, b, c, d (hình 3.20) Tọa độ vuông góc của điểm A được tính theo công thức: i 1 i i 1 i

Xác định độ cao của một điểm theo đường đồng mức trên bản đồ

Qua A kẻ một đường thẳng ngắn nhất (đường thẳng vuông góc đến hai đường đồng mức gần nhất kẹp điểm A) Dùng compa đo và thước tỷ lệ xiên đo các đoạn a, b (hình 3.21) rồi tính độ cao của điểm A là HA theo công thức: i 1 i i 1 i

Ghi chú: Khi điểm A nằm kẹp giữa hai đường đồng mức cùng cao độ thì độ cao của A được lấy gần đúng lớn hơn hay bé hơn độ cao đường đồng mức gần nhất một khoảng 0,5h (gần nửa khoảng cao đều đường đồng mức)

Xác định độ dốc mặt đất theo bản đồ

1/Dùng compa đo khoảng cách giữa hai điểm nằm trên hai đường đồng mức liền nhau, đặt lên trục đứng của đồ thị biểu diễn độ dốc vẽ trên bản đồ, dóng ra đường cong tương ứng, chiếu xuống trục ngang sẽ được góc dốc V (hay độ dốc i) cần tìm (hình 3.22)

2/Tính độ dốc i giữa hai điểm A,B nằm trên hai đường đồng mức liền kề: i = tgV= h/S ` (3.12) Trong đó: i là độ dốc giữa hai điểm

V là góc dốc giữa hai điểm h là độ chênh cao giữa hai điểm A,B h = HB – HA (3.13)

HA là độ cao của điểm A

HB là độ cao của điểm B

S là khoảng cách nằm ngang giữa hai điểm A,B

- S = √ (xB - xA) 2 + (yB - yA) 2 (3.14) xA, yA là tọa độ vuông góc phẳng của điểm A xB, yB là tọa độ vuông góc phẳng của điểm B.

Xác định độ dài của một đường đồng mức theo bản đồ

1/ Chia đoạn cong (gần đúng) ra làm nhiều đoạn thẳng con, xác định chiều dài của từng đoạn thẳng con như trên, cuối cùng cộng lại sẽ được chiều dài của đoạn cong phải tìm

2/ Dùng máy đo đường cong: đặt máy ở một đầu đường cong, đọc số ban đầu trên máy u0 Lăn bánh xe đo men theo đường cong đến tận cùng, đọc số un

Chiều dài đường cong l được tính theo công thức: l = k(un – u0) (3.15)

Trong đó: k - giá trị một khoảng chia của máy đo đường cong

Muốn tìm k ta dùng máy đo chiều dài của một đoạn thẳng đã biết (chẳng hạn một cạnh của lưới tọa độ vuông góc) một số lần rồi lấy kết quả trung bình.

Xác định diện tích theo bản đồ

1/ Khi diện tích hình cần xác định là một đa giác: ta chia hình ra làm nhiều tam giác Đo các yếu tố cần thiết để tính diện tích của từng hình tam giác Sau đó cộng cả lại

69 2/ Khi chu vi hình cần xác định diện tích có dạng cong bất kỳ, có thể dùng “phương pháp đếm ô vuông” Lấy tờ giấy bóng có kẻ ô vuông mỗi cạnh từ 2 đến 4mm phủ lên hình cần đo Đếm số ô vuông nguyên ở giữa Ước lượng tính các ô dở ở mép hình dồn lại cho thành đủ ô nguyên Từ tổng số ô vuông sẽ biết được diện tích hình cần đo

3/ Có thể dùng tờ giấy bóng kẻ những băng rộng như nhau (24mm) phủ lên hình cần đo Diện tích của hình sẽ bằng tổng diện tích của các băng chữ nhật có chiều rộng là chiều rộng của băng, còn chiều dài đo trực tiếp theo các đường đứt đoạn ở giữa các băng bị giới hạn bởi chu vi hình

Xác định diện tích bằng phương pháp hình học nhìn chung là nhanh, đơn giản, nhưng độ chính xác đạt được thấp (25%)

1/ Khi hình là một đa giác có tọa độ các đỉnh đã biết, thì ta tính diện tích theo công thức sau:

F = (ẵ)xi(yi+1 – yi-1) = (ẵ)yi(xi-1 – xi+1) (3.16) Trong đó: i = 1, 2, 3, …, n được ký hiệu tuần tự theo chiều quay của kim đồng hồ

2/ Độ chính xác đạt được là 0,1% khi đỉnh là đường chuyền kinh vĩ

3 Phương pháp cơ học: dùng máy đo diện tích

Phương pháp này được áp dụng khi chu vi hình có dạng bất kỳ

Nó có ưu điểm là nhanh, đơn giản, thỏa mãn độ chính xác trong xây dựng đòi hỏi (0,5%).

Lập mặt cát thực địa nhờ bản đồ

Giả sử cần lập mặt cắt địa hình theo một đường cho trước BD ở trên bản đồ (hình 4.7) Đặt tờ giấy bóng kẻ ly lên đường BD Đánh dấu tất cả các điểm giao nhau giữa đường BD với các đường đồng mức, đồng thời ghi độ cao của chúng vào bên cạnh Chuyển những điểm giao nhau này từ tờ giấy bóng lên tờ giấy vẽ Từ những điểm đánh dấu dựng các đường vuông góc với BD, trên đó đặt độ cao của các đường đồng mức tương ứng theo tỷ lệ đứng của mặt cắt Nối đầu mút của các đoạn vuông góc này lại bằng một đường cong trơn ta sẽ được mặt cắt địa hình theo BD

BÌNH ĐỒ ĐỊA HÌNH

2/Mặt quy chiếu : mặt phẳng nằm ngang Hơn nữa ,mặt này lại thường có độ cao trung bình của toàn công trường

3/Điểm chính giữa trung tâm công trường thường được chọn làm điểm tiếp súc giữa mặt phẳng quy chiếu nằm ngang với mặt quy chiếuVN-2000 dạng elipxoit

4/Độ biến dạng : đồng dạng ở mọi nơi , k = 1,0000

5/Quy mô chiếu : nhỏ bé , trong phạm vi từng công trường xây dựng 6/Hệ tọa độ vuông góc phẳng ký hiệu là (o * x * y * ) a/Gốc o * nằm ở góc tây nam công trường sao cho toàn vùng có x * ,y * đều dương b/Trục x * chọn song song với đường giao thông quốc lộ c/Trục y * vuông góc với trục x * 7/ Lưới khống chế công trình có ba dạng : a/Lưới ô vuông xây dựng b/Lưới đường chuyền công trình c/Lưới tam giác công trình

8/Tính chuyển đổi giữa các tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000 với tọa độ vuông góc phẳng công trường theo công thức Helmet

9/Tỷ lệ bình đồ địa hình có các loại: 1:10 000 ; 1:5 000 ; 1:2 000 ; 1:1 000 ; 1:500 ; 1:200

10/Bình đồ địa hình thường có tên theo đúng địa chỉ hành chính của khu đất ấy 11/Nội dung biểu diễn trên bình đồ địa hinh : địa vât, địa hình

12/ Có vẽ đường đồng mức 13/ Bình đồ địa hình được ứng dụng nhiều trong các giai đoạn xây dựng công trình

4.2 TỪ TỌA ĐỘ VUÔNG GÓC PHẲNG CÔNG TRƯỜNG (x*,y*) TÍNH TOÁN CHUYỂN ĐỔI THÀNH TỌA ĐỘ VUÔNG GÓC PHẲNG QUỐC GIA VN-2000 (x’,y’)

71 Phải thực hiện tính toán chuyển đổi từ tọa độ vuông góc phẳng công trường (x*,y*) thành tọa độ vuông góc quốc gia VN-2000(x’,y’), vi chúng thuộc hai hệ tọa độ hoàn toàn khác nhauu

1.Bài toán đo đạc xây dựng thứ nhất :

Cho biết hai điểm song trùng 1 và 2 vừa có tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000 là 1(x1’,y1’) và 2(x2’,y2’) , lại vừa có tọa độ vuông góc phẳng công trường là 1(x1* , y1*) và 2(x2* , y2*) còn điểm 3 mới chỉ có tọa độ vuông góc phẳng công trường là 3(x3* , y3*) mà thôi Hãy tính tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000 của điểm 3 này là 3(x3’ , y3’) bằng bao nhiêu ?

Tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000 (x’,y’) có quan hệ với tọa độ vuông góc phẳng công trường (x*,y*) theo công thức Helmet như sau : x' = a + x*.v.cosθ – y*.v.sinθ (4.1) y’ = b + x*.v.sin θ + y*.v.cosθ (4.2)

(x’.y’) là tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000

(x*,y*) là tọa độ vuông góc phẳng công trường a,b là tọa độ vuông góc phẳng nhà nước của điểm gốc O* của hệ công trừơng v là hệ số biến dạng tỷ lệ lưới do chiếu lên mặt Elip WGS-84 và chiếu lên mặt phẳng của phép chiếu bản đồ UTM Θ là hiệu số giữa các góc định hướng tương ứng theo hệ quốc gia VN-2000 và theo hệ tọa độ công trường

1/Bước thứ nhất : tính các đại lượng v.sinθ , v.cosθ , a, b

Từ tọa độ đã biết của hai điểm song trùng 1(x1’,y1’) và 2(x2’,y2’) ; 1(x1* , y1*) và 2(x2* , y2*) sẽ lập được bốn phương trình có dạng (5.1) ,(5.2) Giai bốn phương trình ấy sẽ tìm được bốn ẩn số chính là các đại lượng ta đang cần tìm:

2/Bước thứ hai : áp dụng công thức (5.1) và (5.2) để tính (x3’,y3’) :

Thế bốn ẩn số vừa tìm được (5.3) , (5.4) ,(5.5) ,(5.6) cùng với tọa độ công trường (x3* , y3*) vào công thức (5.1) và (5.2) ,sẽ tính được tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000 của điểm 3 là : x 3 ’ = a + x 3 *.v.cosθ – y 3 *.v.sinθ (4.7) y 3 ’ = b + x 3 *.v.sin θ + y 3 *.v.cosθ (4.8)

3/Ghi chú : cần phải tính v.sinθ và v.cosθ với bẩy chữ số sau dấu phẩy để nhận dược tọa độ (x3’,y3’) chính xác đến xăng- ti- met

Cho biết Tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000 của hai điểm song trùng 1 và 2 là 1(x1’=2 100 300,00 m ; y1’H.680 200,00 m)

2(x2’=2 100 500,00 m ; y2’H.680 400,00 m) Tọa độ vuông góc phẳng công trường của hai điểm song trùng 1 và 2 là 1(x1*= 100,00 m ; y1*= 400,00 m)

2(x2*= 300,00 m ; y2*= 200,00 m) Tọa độ vuông góc phẳng công trường của điểm 3 là 3(x3*= 100,00 m ; y3*= 200,00 m)

Hãy xác định tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000 của điểm 3(x3’ ; y3’) là bao nhiêu

? Lời giải : 1/ Tính v.sinθ theo công thức (4.3) được : v.sinθ = 1,000 000 0

2/ Tính v.cosθ theo công thức (4.4) được : v.cosθ = 0,000 000 0

3/Tính a theo công thức (4.5) được: a = 2 100 700,00 m

73 4/ Tính b theo công thức (4.6) được: b = 48 680 100,00 m 5/Tính x3’ theo công thức (4.7) x3’ = 2 100 500,00 m 6/Tính y3’ theo công thức (4.8) y3’ = 48 680 200,00 m

Cho biết Tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000 của hai điểm song trùng 1 và 2 là 1(x1’=2 100 500,00 m ; y1’H.680 200,00 m)

2(x2’=2 100 300,00 m ; y2’H.680 400,00 m) Tọa độ vuông góc phẳng công trường của hai điểm song trùng 1 va 2 là 1(x1*= 0,00 m ; y1*= 0,00 m)

2(x2*= 200,00 m ; y2*= 200,00 m) Tọa độ vuông góc phẳng công trường của điểm 3 là 3(x3*= 400,00 m ; y3*= 300,00 m)

Hãy xác định tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000 của điểm 3(x3’ ; y3’) là bao nhiêu

1/ Tính v.sinθ theo công thức (4.3) được: v.sinθ = 1,000 000 0 2/ Tính v.cosθ theo công thức (4.4) được : v.cosθ = 0,000 000 0

3/Tính a theo công thức (4.5) được : a = 2 100 500,00 m

4/ Tính b theo công thức (4.6) được: b = 48 680 200,00 m

74 5/Tính x3 theo công thức (4.7) được : x3’ = 2 100 200,00 m 6/Tính y’3 theo công thức (4.8) được: y'3 = 48 680 600,00 m

Tại vì ta đã chọn gốc hệ tọa độ công trường 1(x1*= 0,00 m ; y1*= 0,00 m) trùng với điểm đã biết tọa độ quốc gia VN-2000 1(x1’=2 100 500,00 m ; y1’H.680 200,00 m) ,cho nên khối lượng tính toán đã giảm đi rất nhiều Đây là việc làm vô cùng hợp lý !

4.3 TỪ TỌA ĐỘ VUÔNG GÓC PHẲNG QUỐC GIA VN-2000 (x’,y’) TÍNH TOÁN CHUYỂN ĐỔI THÀNH TỌA ĐỘ VUÔNG GÓC PHẲNG CÔNG TRƯỜNG (x*,y*)

Phải tính toán chuyển đổi từ tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000 ( x’,y’) thành tọa độ vuông góc phẳng công trường ( x * ,y*) vì chúng thuộc hai hệ tọa độ hoàn toàn khác nhau

1/Bài toán đo đạc xây dựng thứ hai :

Cho biết hai điểm song trùng 1 và 2 vừa có tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000 là 1(x1’,y1’) và 2(x2’,y2’) , lại vừa có tọa độ vuông góc phẳng công trường là 1(x1* , y1*) và 2(x2* , y2*) còn điểm 4 mới chỉ có tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000 là 4(x4’ , y4’) mà thôi Hãy tính tọa độ vuông góc phẳng công trường của điểm 4 này là 4(x4* , y4*) bằng bao nhiêu ?

Tọa độ vuông góc phẳng công trường (x*,y*) có quan hệ với tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000 (x’,y’) theo công thức Hểlmet như sau : x* = (x’-a) v

(4.10) Ở đây các ký hiệu có trong công thức (5.9) và (5.10) hoàn toàn giống với các ký hiệu tồn tại trong công thức (5.1) và(5.2) ,cụ thể là:

(x’,y’) là tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000

(x*,y*) là tọa độ vuông góc phẳng công trường a,b là tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000 của điểm gốc O* thuộc hệ tọa độ vuông góc phẳng công trừơng v là hệ số biến dạng tỷ lệ lưới do chiếu lên mặt qui chiếu VN-2000 và chiếu lên mặt phẳng của phép chiếu bản đồ UTM

75 Θ là hiệu số giữa các góc định hướng tương ứng theo hệ tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000 và theo hệ tọa độ vông góc phẳng công trường

1/ Bước thứ nhất : tính các đại lượng v.sinθ , v.cosθ , a, b

Từ tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000 1(x1’,y1’) và 2(x2’,y2’) và tọa độ vuông góc phẳng công trường 1(x1’ , y1’) và 2(x2’ , y2’) đã biết của hai điểm 1 và 2 song trùng;, tiến hành tính toán các đại lượng cần thiết :

Tính v.sinθ theo công thức (4.3)

Tính v.cosθ theo công thức (4.4) Tính a theo công thức (4.5) Tính b theo công thức (4.6)

2/ Bước thứ hai : tính các đại lượng v

Từ tọa độ đã biết của hai điểm song trùng là 1(x1’,y1’) ; 2(x2’,y2’) và 1(x1* , y1*) ; 2(x2* , y2*) , tính đươc các đại lượng cần thiết theo các công thức sau:

3/Bước thứ ba : ap dụng công thức (4.9) và (4.10) để tính (x4*,y4*)

Thế các đại lượng vừa tìm được a, b , v

cùng với tọa độ quốc gia VN- 2000 của điểm 4(x4’ , y4’) vào công thức (4.9) ,(4.10),sẽ tính được tọa độ vuông góc phẳng công trường của điểm 4 là: x 4 * = (x 4 ’-a) v cos

76 4/Ghi chú : cần phải tính v.sinθ và v.cosθ , v sin và v

 cos với bẩy chữ số sau dấu phẩy để nhận dược tọa độ (x4*,y4*) chính xác đến xăng- ti- met

Cho biết Tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000 của hai điểm song trùng 1 và 2 là 1(x1’=2 100 300,00 m ; y1’H.680 200,00 m)

2(x2’=2 100 500,00 m ; y2’H.680 400,00 m) Tọa độ vuông góc phẳng công trường của hai điểm song trùng 1 va 2 là 1(x1*= 100,00 m ; y1*= 400,00 m)

2(x2*= 300,00 m ; y2*= 200,00 m) Tọa độ vuông góc phẳng nhà nước của điểm 4 là 4(x4’= 2 100 300,00m ; y4’H.680 400,00 m)

Hãy xác định tọa độ vuông góc phẳng công trường của điểm 4(x4* ; y4*) là bao nhiêu ? Lời giải

1/ Tính v.sinθ theo công thức (4.3) được : v.sinθ = 1,000 000 0

2/ Tính v.cosθ theo công thức (4.4) được : v.cosθ = 0,000 000 0

3/Tính a theo công thức (4.5) được: a = 2 100 700,00 m 4/ Tính b theo công thức (4.6) được: b = 48 680 100,00 m

 sin theo công thức (4.7) được : v

 cos theo công thức (4.8) được : v

= 0,000 000 0 7/Tính x4* theo công thức (4.13) được: x4* = 300,00 m 8/Tính y4* theo công thức (4.14) được : y4* = 400,00 m

Cho biết : Tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000 của hai điểm song trùng 1 và 2 là 1(x1’=2 100 500,00 m ; y1’H.680 200,00 m)

2(x2’=2 100 300,00 m ; y2’H.680 400,00 m) Tọa độ vuông góc phẳng công trường của hai điểm song trùng 1 va 2 là 1(x1*= 0,00 m ; y1*= 0,00 m)

2(x2*= 200,00 m ; y2*= 200,00 m) Tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000 của điểm 4 là 4(x4’= 2 100 100,00m ; y4’H.680 700,00 m)

Hãy xác định tọa độ vuông góc phẳng công trường của điểm 4(x4* ; y4*) ? Nhận xét?

Lời giải 1/ Tính v.sinθ theo công thức (4.3) được: v.sinθ = 1,000 000 0 2/ Tính v.cosθ theo công thức (4.4) được: v.cosθ = 0,000 000 0 3/Tính a theo công thức (4.5) được: a = 2 100 500,00 m 4/ Tính b theo công thức (4.6) được :

 sin theo công thức (4.11) được : v sin = 1,000 000 0

 cos theo công thức (4.12) được : v

= 0,000 000 0 7/Tính x4* theo công thức (4.13) được: x4* = 500,00 m 8/Tính y4* theo công thức (4.14) được: y4* = 400,00 m

9/Nhận xét.Tại vì ta đã chọn gốc hệ tọa độ công trường 1(x1*= 0,00 m ; y1*= 0,00 m) trùng với điểm đã biết tọa độ quốc gia VN-2000 1(x1’=2 100 500,00 m ; y1’H.680 200,00 m) ,nên khối lượng tính toán đã giảm đi rất nhiều Đây là việc làm vô cùng hợp lý !

4/Nhận xét chung về hai bài toán đo đạc xây dựng :

1/Việc tính toán chuyển đổi giữa tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000 và tọa độ vuông góc phẳng công trường với nhau trong trắc địa là bài toán rất phức tạp trong không gian

Bởi vậy ta không thể áp dụng công thức Đề -Các trong hình học phẳng cổ điển được

BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH

ĐẶC ĐIỂM CỦA BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH

Bản đồ địa chính được sử dụng trong giai đoạn khảo sát , thiết kế công trình

Bản đồ địa chính là hình vẽ thu nhỏ mặt đất lên giấy theo một quy luật toán học nhất định Bản đồ địa chính có nhiều điểm khác với bản đồ địa hình và khác với bình đồ địa hình.Cụ thể là bản đồ địa chính có những đặc điểm sau

1/Mặt quy chiếu để thành lập bản đồ địa chính

Mặt quy chiếu VN-2000 là cơ sở để thành lập bản đồ địa chính Vệt nam có ba đặc điểm:

2/ Phép chiếu để thành lập bản đồ địa chính

Bản đồ địa chính được thành lập theo phép chiếu bản đồ UTM.Trong đó mặt trụ nằm ngang cắt múi địa chính đang xét theo hai vòng cát tuyến đối xứng qua kinh tuyến giữa múi và cách đều nó 180 km Điểm A thuộc mặt đất được chiếu vuông góc lên mặt quy chiếu VN-2000 là A04 (phép chiếu thứ nhất), Tiếp theo A04 được chiếu xuyên tâm lên mặt trụ nằm ngang là A04’ (phép chiếu thứ hai) Khai triển mặt trụ thành mặt phẳng bản đồ

3/ Múi chiếu 3 độ địa chính của từng tỉnh

Chỉ có một loại múi chiếu 3 độ địa chính để thành lập bản đồ địa chính Múi chiếu ba độ địa chính bao trùm toàn bộ vùng lãnh thổ của từng tỉnh, được cục đo đạc bản đồ Việt nam qui định riêng cho từng tỉnh

4/ Kinh tuyến (trục) giữa múi chiếu địa chính

Kinh tuyến trục giữa múi chiếu địa chính chỉ có duy nhất một loại 3 độ do cục đo đạc bản đồ Việt nam quy định riêng cụ thể khác nhau cho từng tỉnh

5/ Biến dang của kinh tuyến giữa múi địa chính

Trong bản đồ địa chính kinh tuyến giữa múi bị biến dạng co ngắn lại k0=0,9999 so với chiều dài thực

6/Hệ tọa độ vuông góc phẳng địa chính có đặc điểm:

Hệ tọa độ vuông góc phẳng địa chính được thành lập từ trong mỗi múi chiếu ba độ địa chính của từng tỉnh như sau:

6a/ Gốc o đc nằm trên xích đạo, cách điểm chính giữa I đc của múi 3 độ địa chính từng tỉnh một đoạn là o đc I đc = 500 km về bên trái

81 6b/ Trục x đc thẳng đứng, đi qua gốc o đc , song song với kinh tuyến giữa múi 3 độ địa chính từng tỉnh (o đc x đc // I đc ) và cách nó một đoạn là o đc I đc = 500 km về bên trái, hướng lên trên (phía bắc) là chiều dương (+)

6c/ Trục y đc nằm ngang, đi qua gốc o đc , trùng với xích đạo, vuông góc với x đc , hướng sang phải (phía đông) là chiều dương (+)

7/Lưới khống chế địa chính

Lưới khống chế địa chính gồm có lưới địa chính hạng 1,11,111,1V và lưới đo vẽ địa chính Chúng có những chỉ tiêu kĩ thuật tương ứng cụ thể riêng cho từng loại lưới

8/Tọa độ mốc địa chính

Mốc địa chính có tọa độ vuông góc phẳng địa chính (x đc , y đc )

Do đó khi sử dụng điểm mốc của lưới khống chế quốc gia (để đo vẽ bản đồ địa hình nhà nước) và điểm mốc của lưới khống công trình (để đo vẽ bình đồ địa hình công trường) làm điểm mốc của lưới khống chế địa chính (để đo vẽ bản đồ địa chính từng tỉnh) thì nhất thiết phải tính toán chuyển đổi tọa độ quốc gia VN-2000 và tọa độ công trường của chúng thành tọa độ địa chính của tỉnh ấy

9/Tỷ lệ bản đồ địa chính

Bản đồ địa chính chỉ có các loại tỷ lệ sau: 1/10 000, 1/5 000, 1/2 000 ,1/1 000, 1/500, 1/200

10/Phiên hiệu bản đồ địa chính

Cách chia mảnh và ghi số hiệu bản đồ địa chính hoàn toàn khác với cách chia mảnh và ghi phiên hiệu của bản đồ địa hình và của bình đồ địa hình bản đồ địa hình (xem mục 2.2)

Bản đồ địa chính (ngoại trừ tỷ lệ 1/10 000) không có đường đồng mức, chỉ có ít điểm ghi độ cao thủy chuẩn mà thôi

12/Nội dung biểu diễn của bản đồ địa chính

Nội dung chủ yếu của bản đồ địa chính là vị trí, chu vi thửa đất, diện tích, loại đất, chủ sở hữu

Bản đồ địa chính chỉ được ứng dụng trong từng tỉnh để quản lý đất đai đô thị tính toán giải phóng mặt bằng khi cải tạo, mở rộng, xây dựng công trình mới.

CÁCH PHÂN CHIA MẢNH VÀ GHI SỐ HIỆU CHO BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH

1/ Sơ đồ phân chia mảnh bản đồ địa chính (hình 5.1)

2/ Số hiệu bản đồ địa chính

1/Số hiệu tờ 1/10 000 gồm có 8 chữ số , dạng tổng quát là 10xxxyyy:

+Hai chữ số đầu tiên luôn luôn là 10 +Ba chữ số tiếp theo xxx là số km chẵn của tọa độ x thuộc góc tây bắc (trên , trái) của tờ bản đồ

+Ba chữ số cuối cùng yyy là số km chẵn của tọa độ y thuộc góc tây bắc (trên , trái) của tờ bản đồ

2/Số hiệu tờ 1/5 000 chỉ có 6 chữ số , dạng tổng quát là xxxyyy

Do mảnh 1/10 000 phân ra nó

3/Số hiệu tờ 1/2 000 ,ví dụ 123456-9 ,gồm có :

83 +Số hiệu tờ 1/5 000 đã chia 3.3=9 ra nó

+Dấu gạch ngang +Một chữ số Ảrập

4/ Số hiệu tờ 1/1 000 ,ví dụ 123456-9-d, gồm có : +Số hiệu tờ 1/2 000 đã chia 2.2=4 ra nó

5/Số hiệu tờ 1/500, ví dụ 123456-9-(16) , gồm có : +Số hiệu tờ 1/2 000 đã chia 4.4 ra nó

+Dấu gạch ngang +Mở ngoặc đơn , số Ả rập , đóng ngoặc đơn

6/ Số hiệu tờ 1/200, ví dụ 123456-9-100, gồm có : +Số hiệu tờ 1/2 000 đã chia 10.100 ra nó +Dấu gạch ngang

+Số Ả rập Không có ngoặc đơn

3/ Bảng tóm tắt các đặc tính của từng mảnh bản đồ địa chính (bảng 5.1)

Dạng số hiệu bản đồ địa chính (3) Đặc điếm số hiệu (4)

TỪ TỌA ĐỘ VUÔNG GÓC PHẲNG QUÔC GIA VN(x’,y’) TÍNH TOÁN CHUYỂN ĐỔI THÀNH TỌA ĐỘ VUÔNG GÓC PHẲNG ĐỊA CHÍNH CỦA TỪNG TỈNH (x đc ,y đc )

Phải tính toán chuyển đổi từ toạ độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000 (x’,y’)thành tọa độ vuông góc phẳng địa chính của từng tỉnh (x đc ,y đc ), vì chúng thuộc hai hệ tọa độ hoàn toàn khác nhau.Việc tính toán này theo hai bước sau:

Bước 1: từ tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000 (x’,y’) được tính chuyển đổi thành tọa độ trắc địa quốc gia VN-200 (B’,L’) theo công thức sau :

1/Trong tất cả các tính toán ở bước 1 này đều coi rằng: x=x’ , y=y’ và B=B’ , L=L’

(5.2) 3/Bán kính vòng thẳng đứng thứ nhất tại B1:

N 1 = a/√(1 − e 2 sin 2 B 1 ) (5.3) 4/Bán kính cung kinh tuyến tại B1:

7/ e 1 = (1 − √1 − e 2 )/(1 + √1 − e 2 ) (5.7) 8/ μ1 =[S0+(x−FN)⁄k0]⁄[a(1−e2⁄4−3e4⁄64−5e6⁄256− )] (5.8) 9/(S0 chiều dài cung kinh tuyến ứng với B0 Với hệ VN2000 có S0 = 0) (5.9)

11/ FN và FE là hằng số dịch trục x, y để tọa độ của tất cả các điểm trong một múi chiếu có giá trị dương Với hệ tọa độ VN2000 thì FN = 0 và FE = 500000m (5.11)

12/ k0 là tỷ lệ biến dạng chiều dài trên kinh tuyến trục : k0 = 0.9996 với múi chiếu 6 độ, k0 0.9999 với múi chiếu 3 độ (5.12)

Bước 2 : từ tọa độ trắc địa quốc gia VN-2000 (B’,L’) được tính chuyển đổi thành thánh tọa độ vuông góc phẳng địa chính của từng tỉnh (x đc ,y đc ) trong múi chiếu 3 độ địa phương từng tỉnh có kinh tuyến trục bất kỳ theo công thức sau:

1/Trong tất cả các tính toán ở bước 2 này đều coi rằng x=x đc , y=y đc và B=B’ , L=L’ 2/ e’2 = (a2 – b2)/b2 (5.14) 3/ N = a/√(1 − e 2 sin 2 B) (5.15) 4/ T=tan2B (5.16) 5/ Cos2B⁄(1−e2) (5.17) 6/ A=(L−L0)cosB (5.18) L là kinh độ điểm xét , đơn vị radian

L0 kinh độ kinh tuyến trục, đơn vị radian

86 7/ S là chiều dài cung kinh tuyến từ xích đạo tới điểm xét, tính theo:

8/ S0 là chiều dài cung kinh tuyến từ xích đạo tới vỹ tuyến gốc Hệ VN2000 có vỹ tuyến gốc trùng với xích đạo, nên S0=0

9/ FN và FE là hằng số dịch chuyển trục x, y sao cho tọa độ của tất cả các điểm trong một múi chiếu có giá trị dương Với hệ tọa độ VN2000 thì FN = 0 và FE = 500000m

10/ k0: tỷ lệ biến dạng chiều dài trên kinh tuyến trục có K0 = 0.9996 với múi chiếu 6 độ, k0 0.9999 với múi chiếu 3 độ

Hãy tính toán chuyển đổi tọa độ nhà nước x’ = 2325773.500 m; y’ = 811986.680 m sang tọa độ địa phương có kinh tuyến trục là 108 0 30’ 00” trong múi 3 độ là (x đc ,y đc ) ? (hệ VN-2000) Bước 1 : áp dụng công thức (11.4) tính ra được B’ = 21 0 00’ 00” ; L’ = 108 0 00’00”

Bước 2 : áp dung công thức (11.16) tính ra được x đc = 2322925.843 m ; y đc = 448019.504 m

Như vậy là với cùng một điểm A có tọa độ nhà nước là x’ = 2325773.500 m; y’ 811986.680 m (trong múi chiếu 6 độ với kinh tuyến trục 105 độ để đo vẽ bản đồ địa hình) thì tọa độ địa phương của nó tương ứng là x đc = 2322925.843 m ; y đc = 448019.504 m (trong múi chiếu 3 độ với kinh tuyến trục 108 0 30’ 00” để đo vẽ bản đồ địa chính) Nghĩa là.trị số của chúng hoàn toàn khác nhau ! Đó là lý dô phải tính toán chuyển đổi tọa độ khi muốn dùng điểm mốc khống chế đo vẽ bản đồ địa hình làm điểm mốc khống chế đo vẽ bản đồ địa chính

Tính toán chuyển đổi tọa độ giữa (x’,y’) và (x đc ,y đc ) là bài toán chuyển đổi tọa độ trên mặt elipxoit quy chiêu VN-2000 trong không gian Đây không phải là bài toán chuyển đổi tọa độ trong hình học phẳng cổ điển,do đó không thể áp dụng công thức Đề Các được , mà phải tính toán theo hai bước như đã trình bầy ở trên

5.4 TỪ TỌA ĐỘ VUÔNG GÓC PHẲNG ĐỊA CHÍNH CỦA TỪNG TỈNH (x đc ,y đc ) TÍNH TOÁN CHUYỂN ĐỔI THÀNH TỌA ĐỘ VUÔNG GÓC PHẲNG QUÔC GIA VN(x’,y’)

87 Phải tính toán chuyển đổi từ tọa độ vuông góc phẳng địa chính của từng tỉnh ra tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000 , vì chúng thuộc hai hệ tọa độ hoàn toàn khác nhau Việc tính toán này theo hai bước sau:

Bước 1’: từ tọa độ vuông góc phẳng địa chính của từng tỉnh (x đc ,y đc ) trong múi chiếu 3 độ địa phương từng tỉnh có kinh tuyến trục bất kỳ thành tọa độ trắc địa quốc gia VN-200 (B’,L’) theo công thức sau :

1/Trong tất cả các tính toán ở bước 1’ này đều coi rằng x=x đc , y=y đc và B=B’ , L=L’

(5.24) 3/Bán kính vòng thẳng đứng thứ nhất tại B1:

N 1 = a/√(1 − e 2 sin 2 B 1 ) (5.25) 4/Bán kính cung kinh tuyến tại B1:

7/ e 1 = (1 − √1 − e 2 )/(1 + √1 − e 2 ) (5.29) 8/ μ1 =[S0+(x−FN)⁄k0]⁄[a(1−e2⁄4−3e4⁄64−5e6⁄256− )] (5.30) 9/(S0 chiều dài cung kinh tuyến ứng với B0 Với hệ VN2000 có S0 = 0) (5.31)

88 11/ FN và FE là hằng số dịch trục x, y để tọa độ của tất cả các điểm trong một múi chiếu có giá trị dương Với hệ tọa độ VN2000 thì FN = 0 và FE = 500000m (5.33)

12/ k0 là tỷ lệ biến dạng chiều dài trên kinh tuyến trục : k0 = 0.9996 với múi chiếu 6 độ, k0 0.9999 với múi chiếu 3 độ (5.34)

Bước 2’ :từ tọa độ không gian trắc địa quốc gia (B’,L’) tính chuyển đổi thành tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000 (x’,y’) theo công thức sau :

1/Trong tất cả các tính toán ở bước 2’ này đều coi rằng x=x ’ , y=y ’ và B=B’ , L=L’ 2/ e’2 = (a2 – b2)/b2 (5.36) 3/ N = a/√(1 − e 2 sin 2 B) (5.37) 4/ T=tan2B (5.38) 5/ Cos2B⁄(1−e2) (5.39) 6/ A=(L−L0)cosB (5.40) L là kinh độ điểm xét , đơn vị radian

L0 kinh độ kinh tuyến trục, đơn vị radian 7/ S là chiều dài cung kinh tuyến từ xích đạo tới điểm xét, tính theo:

8/ S0 là chiều dài cung kinh tuyến từ xích đạo tới vỹ tuyến gốc Hệ VN2000 có vỹ tuyến gốc trùng với xích đạo, nên S0=0

(5.42) 9/ FN và FE là hằng số dịch chuyển trục x, y sao cho tọa độ của tất cả các điểm trong một múi chiếu có giá trị dương Với hệ tọa độ VN2000 thì FN = 0 và FE = 500000m

10/ k0: tỷ lệ biến dạng chiều dài trên kinh tuyến trục có K0 = 0.9996 với múi chiếu 6 độ, k0 0.9999 với múi chiếu 3 độ

Tính toán chuyển đổi tọa độ giữa (x’,y’) và (x đc ,y đc ) là bài toán chuyển đổi tọa độ trên mặt elipxoit quy chiêu VN-2000 trong không gian Đây không phải là bài toán chuyển đổi tọa độ trong hình học phẳng cổ điển,do đó không thể áp dụng công thức Đề Các được , mà phải tính toán theo hai bước như đã trình bầy ở trên

PHÂN BIỆT BA LOẠI BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH, BÌNH ĐỒ ĐỊA HÌNH, BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH

Tất cả các loại bản đồ địa hình, bình đồ địa hình, bản đồ địa chính đều được sử dụng rất nhiều trong các giai đoạn khảo sát, thiết kế, thi công và sử dụng công trình Nhưng khi sử dụng chúng cần phải nhớ rằng từng loại cụ thể lại có những đặc điểm riêng nhất định không được nhầm lẫn! (bảng 5.2), Tại vì điều này có ảnh hưởng đến độ chính xác và chất lượng của công trình xây dựng

A.Bản đồ địa hình B.Bình đồ địa hình C.Bản đồ địa chính

Mặt quy chiếu VN-2000 Mặt phẳng nằm ngang Mặt quy chiếu VN-2000

Phép chiếu bản đồ UTM Phép chiếu vuông góc Phép chiếu bản đồ UTM

Múi 6 độ quốc gia, giống chuẩn quốc tế

Vung công trường xây dựng

Múi chiếu 3 độ địa chính do cục đo đạc quy định

Kinh tuyến giữa múi quốc gia giống chuẩn quốc tế

Kinh tuyến giữa múi 3 độ địa chính do cục đo đạc quy định cho từng tỉnh

Kinh tuyến giữa múi bị co lại k0=0,9996 Đồng dạng, mọi nơi có k=1,0000

Kinh tuyến giữa múi 3 độ địa chính bị co lại k0=0,9999

Hệ tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000

1/Gốc o’cách điểm giữa múi 6 độ quốc gia I’ một đoạn

Hệ tọa độ vuông góc phẳng công trường

1/Gốc o* nằm ở góc tây nam công trường đảm bảo cho các tọa

Hệ tọa độ vuông góc phẳng địa chính từng tỉnh.1/Gốc o đc cách điểm giữa múi 3 độ địa chính từng tỉnh I đc một

2/Trục x’ thẳng đứng , đi qua o’ và song song với kinh tuyến giữa múi

3/Trục y* nằm ngang, đi qua o’ và vuông góc với o*x* độ đều dương

2/Trục x* đi qua o* và song song với đường giao thông

3/Trục y* đi qua o* và vuông góc với trục o*x* đoạn o đc I đc P0km về trái

2/Trục x đc thẳng đứng, đi qua o đc và song song với kinh tuyến giữa múi 3 độ đạ chính(o đc x đc

3/Trục y đc nằm ngang, đi qua o đc và vuông góc với o đc x đc

4/Lưới Đo vẽ bản đồ

1/Lưới đường chuyền công trình

2/Lưới tam giác công trình

2/Lưới đo vẽ địa chính

8 Tỷ lệ Tỷ lệ nhỏ:

9 Cách chia mảnh và ghi tên

Tên bình đồ địa hình là địa chỉ hành chính của khu đất ấy

10 Nội dung Địa vật + địa hình Địa vật + địa hình Dịa vất + thuộc tính

11 Đường đồng mức Đường đồng mwcs0,25m.0,5m.1,0m

2,0m.5,0m.10,0m Đường đồng mức Trừ 1/10 000 còn lại chỉ ghi số độ cao

Từ A thành B (và ngược lại) theo công thức Helmet

1/Từ A thành C: qua 2 bước (và ngược lại)

2/Từ B thành C:qua 3 bước (và ngược lại)

Toàn quốc Từng công trường xây dựng

5.6 TÍNH TOÁN CHUYỂN ĐỔI GIỮA BA LOẠI TỌA ĐỘ VUÔNG GÓC PHẲNG (x’,y’) ; (x*,y*) ; (x đc ,y đc )

Tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000(x’,y’), tọa độ vuông góc phẳng công trường (x*,y*),tọa độ vuông góc phẳng địa chính của từng tỉnh (x đc ,y đc ) được sử dụng nhiều trong xây dựng Nhưng chúng thuộc ba hệ tọa độ hoàn toàn khác nhau Do đó phải thực hiện tính toán chuỷển đổi giữa chúng với nhau

1/Từ (x’,y’) thành (x*,y*) theo công thức Helmet

2/Từ (x*,y*) thành (x’,y’) theo công thức Hel met

3/ Từ (x’,y’) thành (x đc ,y đc ) theo hai bước :

Bước 2 từ (B’,L’) thành (x đc ,y đc )

4/Từ (x đc ,y đc ) thành (x’,y’) theo hai bước :

Bước 1’ từ (x đc ,y đc ) thành (B’,L’):

5/Từ (x*,y*) thành (x đc ,y đc ) theo ba bước :

Bước 3 từ (B’,L’) thành (x đc ,y đc )

6/ Từ (x đc ,y đc ) thành (x*,y*) theo ba bước :

Bước 1’ từ (x đc ,y đc ) thành (B’,L’)

Tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000

Tọa độ vuông góc phẳng công trường

Tọa độ vuông góc phẳng địa chính từng tỉnh

(x đc , y đc ) Tọa độ không gian trắc địa quốc gia VN-2000

(B’, L’) Tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000 (x’, y’)

Tóm lại,định vị toàn cầu GPS đạt được đầy đủ mục tiêu của ngành trắc địa và bản đồ là định vị các điểm trên mặt đất Đặt máy định vị toàn cầu GPS tại một điểm bất kỳ sẽ đo được tọa độ không gian trắc địa và địa tâm quốc tế WGS-84 là (B,L,H tđ ) và ( X,Y,Z).Thực hiện tính toán chuyển đổi tọa độ giữa các hệ thống sẽ tìm ra toa độ không gian địa tâm và trắc địa quốc gia VN-2000 là (B’,L’,H’) và (X’,L’,Z’), tọa độ vuông góc phẳng nhà nước VN-2000 là (x’,y’) , tọa độ vuông góc phẳng công trường là (x*,y*) , tọa độ vuông góc phẳng địa chính của từng tỉnh là (x đc ,y đc ) ,

Tọa độ vuông góc phẳng địa chính từng tỉnh

(x đc , y đc ) Tọa độ vuông góc phẳng công trường (x*, y*)

Tọa độ vuông góc phẳng quốc gia VN-2000

Tọa độ không gian trắc địa quốc gia

MẶT CẮT ĐỊA HÌNH

Mặt cắt ngang

1/ Ở những nơi trên hướng vuông góc với tuyến, nếu dáng đất thay đổi nhiều ta bố trí mặt cắt ngang Tại đó đóng cọc và xác định khoảng cách từ đó trở lại cọc chính với độ chính xác 1m Ghi ký hiệu cọc vị trí mặt cắt ngang, chẳng hạn C4+40, C4+90, v.v…

2/ Mặt cắt ngang có hướng nói chung vuông góc với tuyến, thường dài từ 40 đến 50m

3/ Tại những chỗ thay đổi độ dốc trên mặt cắt ngang ta đóng cọc phụ, xác định khoảng cách từ cọc phụ đến tuyến với độ chính xác 1m Ghi số hiệu cho các cọc phụ ở bên trái (T), bên phải (P) tuyến, chẳng hạn ở bên trái là T + 10, T + 15 v.v… còn ở bên phải là P + 15, P + 20 v.v…

Đo vẽ dài dọc tuyến

Đồng thời với việc bố trí hệ thống cọc ở trên, ta tiến hành đo vẽ dài dọc tuyến, thường rộng 50m về mỗi phía Trong phạm vi gần tuyến 25m thì đo vẽ bằng dụng cụ theo phương pháp tọa độ vuông góc (với tuyến) xa hơn 25m thì đo vẽ ước lượng bằng mắt.

Làm bản vẽ phác Hình 5.1

1/ Đồng thời với việc bố trí hệ thống cọc trên mặt cắt dọc, ngang và đo vẽ dải dọc tuyến ở trên ta phải vẽ phác vào trong sổ bằng giấy kẻ ly với tỷ lệ khoảng 1/100 1/200

2/ Nội dung vẽ phác gồm: (hình 5.1)

Trục tuyến theo chiều từ dưới lên, trên đó ghi cọc chính, cọc phụ, chỗ cắt công trình khác, nơi độ dốc thay đổi, đỉnh góc ngoặt, vị trí mặt cắt ngang v.v…

Vẽ mũi tên chỉ hướng ngoặt của tuyến tương ứng sang trái hay phải nhưng tuyến vẫn vẽ thẳng

Ngoài ra, còn vẽ tất cả các số liệu đo vẽ dải dọc tuyến nếu có thể được

Đo nối tuyến

Để đảm bảo cho việc thành lập mặt cắt được chính xác, ở hai đầu tuyến và cứ mỗi đoạn tuyến nhất định ta phải tiến hành đo nối tuyến cả về mặt bằng lẫn độ cao với mốc trắc địa nhà nước và khu vực có ở gần đấy.

Đo cao dọc tuyến và mặt cắt ngang

1/Để thấy rõ dáng cao thấp mặt đất dọc tuyến ta đo độ cao của tất cả các điểm cọc đã được cố định trên tuyến theo mặt cắt dọc, ngang Thường đo cao theo phương pháp đo cao kỹ thuật ( hình học hạng V )

2/ Nói chung, độ chênh cao của các điểm liên hệ được xác định hai lần (theo hai mặt mia, hoặc theo hai chiều cao máy thay đổi),

3/Độ chênh cao của các điểm trung gian (điểm phụ, mặt cắt ngang, v.v…) chỉ được xác định một lần thôi (hình 5.2)

4/Để kiểm tra được toàn bộ đường đo thì : +Hoặc là tuyến đo phải nối giữa hai mốc độ cao đã biết trước

+Hoặc là phải đo bằng hai máy nivô (máy đo sau chỉ đo các điểm liên hệ không thôi) +Hoặc là dùng một máy đo đi, đo về (khi đo về chỉ đo các điểm liên hệ không thôi)

Nội dung tính toán gồm có:

98 1 Tính toán kiểm tra sổ đo cao dọc tuyến.,

2 Tính toán bình sai kết quả đo cao dọc tuyến đối với các điểm liên hệ Yêu cầu sai số khép kín fh trong từng đoạn đo không được vượt quá 50 L mm (trong đó: L- chiều dài đoạn tuyến, tính theo km)

3 Tại mỗi trạm, sau khi tính được độ cao của các điểm liên hệ thì tính độ cao của trục ngắm (máy) ở trạm đó, từ độ cao trục ngắm của máy tại trạm đi tính độ cao của các điểm trung gian còn lại

6.5.VẼ MẶT CẮT ĐỊA HÌNH

Kết quả đo cao dọc tuyến được vẽ lên giấy kẻ ly thành mặt cắt dọc, mặt cắt ngang

1/ Để thấy rõ độ dốc của mặt cắt đất người ta thường chọn tỷ lệ đứng lớn gấp 10 lần tỷ lệ ngang

Chẳng hạn nếu tỷ lệ ngang là 1/2000 thì sẽ chọn tỷ lệ đứng là 1/200

2/Để thuận tiện và trình bày bản vẽ được đẹp, sáng rõ người ta thường chọn độ cao quy ước của bản vẽ (đường chân trời) sao cho điểm thấp nhất trên mặt cắt cũng cao hơn nó từ 8 đến 10cm

3/Ghi các số liệu lên các dải tương ứng

4/ Dựng lưới mặt cắt địa hình – vẽ mặt cắt (hình 5.3)

BẢN ĐỒ ẢNH

ĐO VẼ ĐỊA HÌNH BẰNG ẢNH CHỤP TỪ TRÊN KHÔNG

Khi chụp ảnh bề mặt thực địa từ trên không và bằng những máy chụp ảnh chuyên dụng sẽ cho ta các tấm ảnh hàng không

Muốn đo các tấm ảnh hàng không và sau này biến chúng thành bình đồ và bản đồ, ta sử dụng các phương pháp đo ảnh đơn và đo vẽ ảnh lập thể Nhờ phương pháp đo vẽ ảnh đơn dựa theo các tấm ảnh hàng không, ta sẽ xác định được hình dạng và kích thước của các đối tượng (phẳng) (của các vùng trên mặt đất)

Phương pháp đo vẽ ảnh lập thể dựa trên cơ sở đo các cặp ảnh hàng không có phần phủ lên nhau Những cặp ảnh này được chụp từ các đầu mút của một cạnh đáy nào đó Việc đo đồng thời một cặp ảnh cho phép tìm được vị trí không gian, các điểm dáng đất của thực địa hay của đối tượng nào đó

Máy ảnh hàng không có sơ đồ nguyên lý như vẽ trên hình 6.1, nó có kết cấu rất chặt chẽ Kính vật là tâm quang học chiếu S, còn mặt phẳng PP để có ảnh được hình thành ở đấy gọi là mặt phẳng ảnh Trong mặt phẳng ảnh có đặt khung ảnh của máy ảnh hàng không Kích thước bên trong của khung này sẽ giới hạn khổ của tấm ảnh hàng không, thường là 2323cm Các chỉ số có ở trên khung hứng ảnh (các vạch dấu tọa độ) sẽ xác định điểm gốc và hướng của các trục tọa độ của một tấm ảnh hàng không

Vị trí tâm chiếu S so với mặt của khung hứng ảnh được xác định bởi các yếu tố định hướng trong là: tiêu cự của máy chụp ảnh hàng không fk và các tọa độ xo, yo của điểm chính O của tấm ảnh hàng không (nó là giao điểm của trục quang học máy ảnh với mặt phẳng ảnh) Thường thì xo= 0, yo = 0

Nhờ máy ảnh hàng không ta sẽ thu được hàng loạt các tấm ảnh hàng không chụp được cách nhau sau những khoảng thời gian xác định Khoảng thời gian giữa các lần lộ quang được tính theo điều kiện để có độ phủ nhất định của hai tấm ảnh liền kề nhau và nó sẽ đạt được trong khi chụp ảnh hàng không nhờ một dụng cụ chuyên môn là máy tính khoảng cách

Một loạt các tấm ảnh hàng không chụp được trong một dải bay trên một hướng được gọi là một tuyến bay chụp Độ phủ lên nhau của tấm ảnh hàng không ở trong một tuyến bay được chụp gọi là độ phủ dọc px, thường bằng 60%

Việc chụp ảnh hàng không được tiến hành dưới dạng những chuyến bay chụp riêng biệt được gọi là chụp ảnh hàng không theo tuyến và nó thường được tiến hành để giải quyết những nhiệm vụ công trình chuyên môn như khi khảo sát đường, sông

Muốn vẽ bản đồ một vùng rộng lớn, việc chụp ảnh hàng không được tiến hành theo một số tuyến bay chụp song song với nhau (hình 7.2) Độ phủ của các tấm ảnh giữa các tuyến bay chụp được gọi là độ phủ ngang py thường bằng 30%

Ngoài những độ phủ đã quy định trước, khi chụp ảnh hàng không còn cần phải giữ cho độ cao dải bay chụp và hướng trục quang học của máy ảnh hàng không luôn không đổi

Ta chia ra làm: chụp ảnh hàng không mặt bằng và chụp ảnh hàng không phối cảnh

Việc chụp ảnh hàng không mặt bằng được thực hiện khi trục quang học của máy chụp ảnh hàng không trùng với phương dây dọi (mặt phẳng của khung hứng ảnh nằm ngang) Các tấm ảnh hàng không chụp được khi các góc nghiêng của máy ảnh không vượt quá 3 được gọi là ảnh mặt bằng

Việc làm cho máy ảnh hàng không nằm ngang có thể được thực hiện bằng tay hay tự động Việc tự động đạt được nhờ có sử dụng thiết bị ổn định thủy lực chuyên môn, cho phép chụp được những tấm ảnh hàng không Tupocken: con quay có các góc nghiêng trung bình vào khoảng 10'

Khi chụp ảnh hàng không, người ta sử dụng những phim ảnh hàng không có độ nhạy lớn và chất lượng truyền ảnh cao như phim vùng phổ, phim màu, phim trắng đen để chụp ảnh

Các tấm ảnh chụp được khi chụp ảnh hàng không đều là ảnh của thực địa trong hình chiếu xuyên tâm Bình độ của thực địa là hình chiếu vuông góc của các điểm mặt đất lên mặt phẳng nằm ngang

Khi thực địa bằng phẳng và vị trí của mặt phẳng của tấm ảnh hàng không nằm ngang thì hình chiếu xuyên tâm của ảnh chụp sẽ được đồng nhất với hình chiếu vuông góc của vùng thực địa này Do các mặt phẳng của tấm ảnh hàng không P và của thực địa E song song với nhau nên tỷ số giữa hai đoạn thẳng chiếu phối cảnh tương ứng l và L sẽ biểu thị tỷ lệ của ảnh (hình 7.3) fk

Trong trường hợp này, tỷ lệ của tấm ảnh hàng không ở trong tất cả các phần của nó đều như nhau và bằng tỷ số giữa tiêu cự fk với chiều cao chụp ảnh H

ĐO VẼ ĐỊA HÌNH BẰNG ẢNH CHỤP TỪ MẶT ĐẤT

Việc đo vẽ địa hình bằng ảnh chụp từ mặt đất được tiến hành bằng dụng cụ chuyên môn là máy chụp ảnh kinh vĩ, nó là máy kinh vĩ phối hợp với máy ảnh hoặc là gắn liền với nhau, hoặc là có thể tách rời khỏi nhau

Máy chụp ảnh kinh vĩ được dùng để chụp ảnh thực địa, cũng như dùng đẻ đo các góc đứng, góc bằng nhằm mục đích xác định tọa độ trắc địa của trạm đặt máy chụp ảnh kinh vĩ Muốn xác định vị trí không gian của các vật thể được chụp thì cần phải chụp ảnh ít nhất từ hai trạm Khoảng cách giữa các trạm (cạnh đáy chụp ảnh) và hiệu các độ cao của chúng cần phải biết trước Ở Liên Xô hay dùng các loại máy ảnh kinh vĩ: “trắc địa”, C-3B, TAL, TAN và Pho Theo 19/1318

Trên hình 7.5 vẽ hai trạm ST và SP của máy chụp ảnh kinh vĩ ở hai đầu cạnh đáy B Vị trí các trục quang học máy ảnh so với cạnh đáy có thể khác nhau Trong thực tế thường áp dụng trường hợp chuẩn là khi các trục nằm ngang và vuông góc với cạnh đáy Điều này sẽ đạt được nhờ các ống thăng bằng gắn trên hộp máy ảnh và nhờ thiết bị định hướng

Muốn xác định tọa độ không gian của điểm A ở ngoài thực địa ta lấy quang tâm kính vật bên trái ST làm điểm khởi đầu của hệ thống đo ảnh không gian.Trục Z trùng với đường thẳng đứng đi qua quang tâm kính vật, còn trục Y trùng với hướng trục quang học của máy ảnh Trục X được bố

106 trí sao cho hệ thống tọa độ tìm là vuông góc, nghĩa là ở trong trường hợp đo vẽ chuẩn thì nó trùng với hướng của cạnh đáy chụp ảnh lên trên mặt phẳng nằm ngang

Khi đó từ hình vẽ ta có: o o k 1 p

=po (thị sai trên – dưới của điểm) luôn luôn dương

Khi để ý đến những tam giác đồng dạng khác, ta có: o o o o

1 1 x , z và po ở trong các công thức trên được xác định theo các kết quả đo cặp ảnh ở trên máy lập thể đo tọa độ Muốn đo tọa độ các điểm trên tấm ảnh ta chọn hệ tọa độ vuông góc phẳng Oxz Vị trí của các trục này được cố định bằng ảnh của các dấu tọa độ trên khung hứng ảnh của máy chụp ảnh

Sau khi tính được các tọa độ không gian dựa theo các công thức ở trên ta có thể căn cứ vào các tọa độ đó mà chấm điểm lên bình đồ so với hệ thống đo ảnh đối với cạnh đáy đã cho

Muốn thành lập bình đồ chung của khu vực đã chụp ảnh ở trên tất cả các cạnh đáy đo vẽ ta đi xác định tọa độ của các điểm bên trái của trạm máy và góc định hướng của trục quang học máy ảnh vào trong một hệ thống tọa độ trắc địa duy nhất

Tuy vậy phương pháp giải tích xử lý các tấm ảnh và thành lập bình đồ rất cồng kềnh, vì khối lượng tính toán lớn Bởi vậy người ta thường lập bình đồ bằng các dụng cụ toàn năng chuyên môn gọi là máy đo ảnh mặt đất

107 Muốn xử lý các tấm ảnh bằng máy đo ảnh mặt đất cần phải có bản vẽ với những điểm khống chế đã được chấm lên (điểm khống chế trắc địa có các điểm kiểm tra) và các điểm mút bên trái của các cạnh đáy chụp ảnh Bản vẽ như vậy sẽ được đem đặt lên bàn vẽ tọa độ Đối với mỗi cặp ảnh lập thể cần phải biết giá trị của cạnh đáy đo vẽ, nó được đặt lên các thang chia độ tương ứng của máy

Tiêu đo được chuyển động nhờ các tay lái và được làm trùng với điểm cần đo của mô hình lập thể đã được dựng lại, còn bút chì của bộ phận vẽ tọa độ sẽ cố định vị trí của nó lên trên bản vẽ Độ cao của điểm được đọc từ máy đo độ cao và được viết cạnh nó Nếu như ta di chuyển tiêu ngắm bằng các tay lái theo từ mô hình lập thể ở một độ cao nào đó thì bút chì sẽ vẽ lên bản vẽ đường đồng mức tương ứng

Việc vẽ sẽ được kiểm tra theo các điểm trắc địa kiểm tra phần đều nhau trên khắp khu vực và đã được biểu diễn ở trên các tấm ảnh.

CÁC HƯỚNG ỨNG DỤNG CHÍNH CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO ẢNH TRONG KHI KHẢO SÁT, XÂY DỰNG VÀ KHAI THÁC CÁC CÔNG TRÌNH KỸ THUẬT

Trong những năm gần đây các phương pháp đo ảnh ngày càng tìm thấy nhiều ứng dụng dưới những dạng khác nhau trong khi khảo sát, xây dựng và khai thác công trình

Các phương pháp đo ảnh đã làm thay đổi đặc tính của đo vẽ thực địa và đo đạc Chúng đẩy nhanh công tác khảo sát thiết kế và nâng cao chất lượng đo ngắm kiểm tra được tiến hành trong quá trình của các công tác dựng lắp và sử dụng khai thác công trình.

Trong xây dựng dân dụng và công nghiệp

1 Các bản đồ địa hình tỷ lệ 1:1.000  1:500 được sử dụng trong xây dựng dân dụng và công nghiệp hợp lý hơn cả là được thành lập dựa theo các tài liệu đovẽ ảnh hàng không Những bản đồ này được dùng để thành lập các bản thiết kế quy hoạch chi tiết của các công trình kỹ thuật, để thành lập tổng bình đồ, các bản vẽ thi công, giải quyết các nhiệm vụ quy hoạch mặt đứng, để thiết kế các công trình ngầm, v.v…

Khi khảo sát và thiết kế ở vùng núi, người ta thường áp dụng phương pháp đo vẽ địa hình bằng ảnh chụp từ mặt đất (đo vẽ chụp ảnh kinh vĩ) Khi có “không gian chết” thì đo vẽ chụp ảnh kinh vĩ được phối hợp với đo vẽ chụp ảnh hàng không

2 Việc thí nghiệm các công trình kỹ thuật và quan sát sự biến dạng của chúng có thể được tiến hành bằng các phương pháp đo ảnh rất tốt, nó cho hình ảnh biến dạng của công trình được theo dõi đầy đủ hơn so với các phương pháp trắc địa Các công tác ngoài trời và các việc đo trong phòng được tiến hành tương đối nhanh và có kiểm tra được các kết quả đã tìm được Chúng bao gồm việc xác định và so sánh tọa độ không gian của các điểm công trình kỹ thuật vào lúc trước và sau khi có biến dạng Ưu điểm của phương pháp này là khả năng xác định biến dạng với số điểm của công trình lấy nhiều tùy ý

108 Người ta đo chụp ảnh từ các đầu mút của cạnh đáy và dựa theo các kết quả đo cặp ảnh lập thể nhận được sau khoảng thời gian cách nhau nhất định được dịch chuyển X, Y, Z của các điểm đã đánh dấu của công trình theo ba trục

Ta chọn giá trị cạnh đáy chụp ảnh lớn nhất là bằng một phần tư khoảng cách từ máy chụp ảnh đến vật thể cần theo dõi

Muốn nâng cao độ chính xác của việc xác định độ biến dạng cần phải giữ các yếu tố định hướng và tiến hành đo dựa theo các mốc chuyên môn đã được đặt lên công trình trước khi chụp ảnh

Khi chụp ảnh, máy kinh vĩ chụp ảnh được đặt tại một vị trí nhất định trên khối đổ bê tông

Cần phải tiến hành định kỳ kiểm tra vị trí tấm khối đổ bê tông về mặt bằng và độ cao từ những điểm khống chế khác

Muốn xác định các số điều chỉnh do phạm vi các yếu tố định hướng ngoài thực địa, ta đo xác định từ 2 đến 3 điểm kiểm tra Độ chính xác của việc xác định độ biến dạng sẽ được nâng cao bằng cách giảm khoảng cách Y, nhưng khi các khoảng cách bé thì cần phải tính đến khả năng xuất hiện sự không rõ nét của ảnh

Theo các số liệu thực nghiệm thì độ chính xác của việc xác định độ biến dạng sẽ được đặc trưng bằng những giá trị sau đây (khi Y = 10m): mx = mz = 0,6mm, còn my = 2,3mm

Nếu như sự biến dạng của mô hình xảy ra tương đối nhanh thì có thể áp dụng phương pháp chụp ảnh hai lần bằng một máy ảnh với một tấm hay chụp đồng thời bằng hai máy chụp ảnh kinh vĩ được ghép lại với nhau

Việc nâng cao độ chính xác đo biến dạng có thể bằng cách nâng cao khả năng cho phép của vật liệu ảnh, ứng dụng các máy chụp ảnh kinh vĩ có tiêu cự lớn và máy đo ảnh lập thể chính xác cao

3 Các phương pháp đo ảnh lập thể được sử dụng rất có hiệu quả để tính khối lượng công tác đất đá và khối lượng khác được tiến hành ở trên công trường xây dựng Đối tượng (hố, móng, hầm, mặt bằng được san,…) sẽ được định kỳ chụp ảnh từ những điểm của cạnh đáy đã cố định thường xuyên ở ngoài thực địa Dựa theo sự thay đổi tọa độ của các điểm trong các tấm ảnh do sự thay đổi dáng đất ta đo xác định khối lượng công tác đã thực hiện trong thời kỳ giữa hai lần chụp ảnh Độ chính xác của phương pháp giải tích tính khối lượng theo kết quả đo cặp ảnh lập thể của các tấm ảnh chụp từ mặt đất thường cao hơn với phương pháp trắc địa (sai số không quá 2-3%), còn thời gian thì tốn ít hơn 2 4 lần

4 Đo vẽ địa hình bằng đo ảnh lập thể được áp dụng rất có hiệu quả khi nghiên cứu hình dạng của nhà, của tượng đài và của các công trình kiến trúc khác, vì vậy việc đo vòng trực tiếp rất khó khăn, đòi hỏi dựng các cầu thang chuyên môn

Muốn đo công trình kỹ thuật, ta sử dụng các tấm ảnh được chụp bằng máy chụp ảnh kinh vĩ với khoảng cách không lớn lắm (tỷ lệ 1:1001:200) và với các cạnh đáy ngắn Trong các trường hợp nếu đối tượng vật thể không nằm gọn trong một cặp ảnh lập thể thì ta tiến hành chụp ảnh từ

109 một số cạnh đáy Những công trình cao sẽ được chụp ảnh ở các vị trí của trục quang học của máy ảnh nghiêng đó so với phương nằm ngang

Các tấm ảnh sẽ được xử lý bằng máy đo ảnh lập thể, máy đo ảnh mặt đất hay máy đo vẽ lập thể toàn năng Trong quá trình xử lý chúng ta sẽ tìm được tọa độ không gian của các điểm thuộc công trình hay bản vẽ bình đồ tỷ lệ lớn (1:101:50) Độ chính xác xác định tọa độ các điểm công trình phụ thuộc vào giá trị cạnh chụp ảnh, khoảng cách tiêu cực của máy ảnh và vào độ chính xác đo trên các tấm ảnh tọa độ mx, mz và các thị sai mp

Năng suất lao động khi đo kích thước công trình bằng phương pháp đo ảnh cao hơn một số lần so với phương pháp đo đạc trực tiếp thông thường.

Trong xây dựng thành phố và nông thôn

Khi xây dựng thành phố và nông thôn, việc chụp ảnh hàng không và các phương pháp đo ảnh được áp dụng để thành lập sơ đồ ảnh, bình đồ ảnh của những phần đất thuộc thành lập có xây dựng và không xây dựng Thông thường việc chụp ảnh hàng không được tiến hành bằng máy chụp ảnh hàng không các tiêu cực là fk = 350500mm và fk = 10100mm

Do việc ứng dụng các phương pháp này mà tăng năng suất lao động và chất lượng công tác được nâng cao, một phần lớn các công tác ngoài trời, tốn kém và vất vả được đổi thành công tác trong phòng, ảnh hưởng của khí hậu theo từng mùa sẽ tiến tới ít nhất

Các sơ đồ ảnh và bình đồ ảnh cho phép người thiết kế dễ nhìn rõ và đầy đủ về lãnh thổ thành phố, công trình trong các ô phố và trạng thái của nó, các dải rừng… Phương pháp hiệu đính bản đồ nhờ chụp ảnh hàng không cho phép kịp thời sinh động nhất bổ sung vào các bình đồ ảnh hiện có mọi sự đổi thay xung quanh gần thành phố hay nông thôn

Phạm vi áp dụng đo vẽ địa hình bằng ảnh các vùng thành phố đã xây dựng với các tỷ lệ 1:2000

1:5000 đang được tiếp tục mở Đã đến lúc khởi thảo ra các phương pháp đo vẽ bản đồ thành phố bằng cách sử dụng các tài liệu chụp ảnh ở những tỷ lệ lớn 1:5001:1000

Giai đoạn khó khăn và quan trọng nhất trong tất cả các công trình đo ảnh để thành lập bình đồ là việc điều vẽ các tấm ảnh hàng không Việc điều vẽ có ý nghĩa đặc biệt khi chụp ảnh hàng không thành phố, làng xóm

Việc điều vẽ địa hình không những chỉ bao gồm việc biểu diễn địa vật này hay địa vật khác lên tấm ảnh hàng không, mà còn phải thành lập đối với từng địa vật đặc tính và tên gọi của nó (vật liệu công trình, mấy tầng nhà, tác dụng của nó, chất đất và độ lớn của rừng…)

Các công tác khảo sát kỹ thuật, nghiên cứu khác nhau, đòi hỏi phải biểu diễn lên tấm ảnh hàng không toàn bộ hàng loạt các đối tượng chuyên môn chỉ đặc trưng đối với dạng công tác đã quy định và không được biểu diễn trên các bình đồ địa hình (ví dụ: điều vẽ để đo vẽ lưới trên không và công trình dưới đất) Trong thực tế áp dụng cả điều vẽ ngoài trời và điều vẽ trong phòng Ta

110 sử dụng các kính lúp, kính hiển vi lập thể thấu kính khẩn quang để làm các thiết bị cần thiết, trong khi điều vẽ trong phòng Sai số khi mang các địa vật lên bình đồ ảnh khi điều vẽ không được vượt quá 0,3mm, để thành lập các bình đồ ảnh tỷ lệ lớn của vùng đã xây dựng thì áp dụng điều vẽ phối hợp là hợp lý Điều vẽ phối hợp là tiến hành điều vẽ sơ bộ ở trong phòng các bình đồ ảnh đã được chuẩn bị, sau đó ra ngoài thực địa đối chiếu lại

Việc vẽ lập thể dáng đất khi thành lập bình đồ thành phố tỷ lệ 1:2.0001:5000 được tiến hành trên các máy do lập thể địa hình CT2

Các đường đồng mức được chuyển lên bình đồ ảnh nhờ kính lập thể có thấu kính phản quang có kết cấu đặc biệt Khi vẽ dáng đất bằng các máy toàn năng CP và C, đường đồng mức được vẽ trực tiếp lên các bản sao lại từ bình đồ ảnh Độ chính xác biểu diễn dáng đất ở vùng đồng bằng và vùng đồi trên các bình đồ tỷ lệ 1:2000 được đặc trưng bởi sai số trung phương mh = (0,220,32)m

Việc ứng dụng các phương pháp đo vẽ địa hình bằng ảnh hàng không để đo vẽ thành phố cho hiệu quả cao nhất khi công trình xây dựng phức tạp.

Trong khảo sát và xây dựng công trình thủy lợi

Khi khảo sát và xây dựng công trình thủy lợi, các phương pháp đo ảnh cho khả năng rất nhanh chóng tìm được các sản phẩm trung gian (ảnh hàng không, sơ đồ ảnh) cần thiết cho việc thiết kế các trạm thủy lợi

Khi nhìn ảnh lập thể dựng lại từ các tấm ảnh hàng không ta sẽ nghiên cứu được điều kiện địa hình trong khi lựa chọn hướng đập của các công trình thủy lợi then chốt, xác định được đặc điểm địa chất trong khu vực công trình, v.v…

Các tấm ảnh hàng không đã được phóng đại và các sơ đồ ảnh cũng được sử dụng để giải quyết những nhiệm vụ thiết kế khác nhau trên hồ chứa nước, để nghiên cứu các điểm dân cư, thiết kế vùng ngập nước, v.v…

Việc đo vẽ các công trình thủy lợi then chốt được tiến hành theo các tỷ lệ 1:50001:10000, còn đối với hồ chứa nước theo tỷ lệ 1:25000 Muốn xử lý các tấm ảnh hàng không có thể áp dụng phương pháp vi phân cũng như phương pháp toàn năng gMuốn lập bản đồ toàn khối hai – ba lần trong một năm ta tiến hành đo vẽ địa hình bằng ảnh hàng không tỷ lệ 1:250001:3000 Khi nhịp độ xây dựng nhà máy thủy điện rất nhanh thì có thể làm tăng sự luân phiên các chuyến bay chụp Đo vẽ bằng ảnh hàng không có ý nghĩa đặc biệt trong lúc ngăn lòng sông Các tấm ảnh hàng không và các sơ đồ ảnh tạo cho khả năng tổ chức tốt nhất các công tác tháo dỡ đê quai và xác định thời điểm tối ưu bắt đầu chặn sông

111 Hướng và tốc độ dòng nước chảy, động lực học của băng trôi được xác định dựa theo các tài liệu chụp ảnh hàng không nhiều lần lòng sông Sau khi chụp ảnh hàng không đồng thời từ hai máy bay hay là từ một máy bay mang hai máy chụp ảnh ở hai cánh sẽ có thể xác định được chiều sâu của nơi chứa nước cũng như một số thông số của sóng, ví như chiều cao, chiều dài, độ nghiêng, tốc độ truyền sóng, v.v…

Trong các công tác đo độ sâu ở trên các hướng đó, muốn xác định vị trí các con tàu nhỏ ở vào thời điểm đô độ sâu ta dùng máy chụp ảnh chuyên môn AA-M, nó sẽ ghi các điểm đã đánh dấu trên bờ lên phim Trong khi xử lý các kết quả chụp ảnh bằng đo ảnh bài toán giao hội ngược nhiều lần sẽ được giải nhờ bản vẽ và dụng cụ chuyên môn là compa đo góc ta sẽ tìm được vị trí con tàu nhỏ trên hướng dóng

Khi khảo sát và thiết kế ta cũng áp dụng phương pháp đo vẽ địa hình bằng chụp ảnh từ mặt đất (đo vẽ chụp ảnh kinh vĩ để thu được các bình đồ địa hình của khu công trình thủy lợi chủ yếu, cũng như để giải quyết hàng loạt các nhiệm vụ kỹ thuật công trình khác (xác định hướng và tốc độ dòng chảy ở trong khe thoát nước, hiện tượng trượt trên từng đoạn, xác định áp lực sóng, sự chuyển động của bãi bồi, v.v…)

Việc đo vẽ ảnh lập thể chụp từ mặt đất rất lý thú đối với việc nghiên cứu thủy lực các mô hình công trình thủy công Kết quả xử lý các tấm ảnh chụp đồng thời cho ta các bình đồ bề mặt hình dáng của dòng chảy, tốc độ và quỹ đạo chuyển động của dòng tia trên bề mặt khi dòng chảy bao quanh các mô hình của các đập được nghiên cứu Độ chính xác xác định độ cao các điểm ở trên bề mặt dòng nước chảy tương đối cao (0,3 0,5mm), điều này vượt xa yêu cầu hiện đại đối với việc làm mô hình (sự mô hình hóa)

Khi khảo sát địa hình ở vùng công trình thủy lợi then chốt thì việc áp dụng phương pháp đo vẽ địa hình bằng ảnh chụp từ mặt đất rất có hiệu quả ở các vùng núi

Trong thời kỳ xây dựng nhà máy thủy điện, các phương pháp đo vẽ ảnh có thể được áp dụng có hiệu quả để tính khối lượng công tác đất đá ở trong các hố móng, đường hầm, âu thuyền, ở chỗ khoét vào đập, và khi kiểm tra việc làm sạch đáy hố móng, khi đắp đập đất, đổ bê tông các mái dốc kênh, kiểm tra tính thẳng đứng của các mố trụ, xác định sự biến dạng của các khối và đoạn riêng lẻ của công trình, v.v…

Trong khảo sát và xây dựng các công trình dạng tuyến tính

Trong khi khảo sát và xây dựng các công trình dạng tuyến tính, việc áp dụng môn đo ảnh sẽ rút ngắn thời hạn thiết kế đường ô tô và đường sắt, đường tải điện và đường dây điện thoại, các đường ống dẫn, v.v… và nâng cao chất lượng thiết kế

Chụp ảnh hàng không tỷ lệ 1:20001:3000 là phương pháp cơ bản để thành lập các bình đồ khảo sát đối với các loại công trình trên Việc đo nối độ cao của các tấm ảnh hàng không được tiến hành bằng đo độ cao máy bay, còn đo nối mặt bằng theo phép vẽ tam giác ảnh và sử dụng số ghi theo máy vô tuyến đo cao và máy đo chênh cao hàng không

112 Khi khảo sát các sơ đồ ảnh và sơ đồ ảnh lập thể được áp dụng phổ biến nhất Các sơ đồ ảnh lập thể cho phép tìm được hiệu ứng lập thể trong giới hạn của toàn tuyến

Các phương pháp đo ảnh lập thể cho khả năng hoàn thiện tất cả các công tác vạch tuyến các công trình kỹ thuật nhờ áp dụng các máy ảnh qua các phương pháp vi phân và toàn năng Người ta đã khởi thảo ra các loại kết cấu thiết bị khác nhau của các máy này sẽ cho phép xác định được các mặt cắt tuyến theo các hướng bất kỳ Việc vạch tuyến trực tiếp có thể được tiến hành theo các tấm ảnh chụp từ máy chụp ảnh kinh vĩ mà không cần quá trình thành lập bình đồ