Chương 1: Trái đất và cách biểu thị mặt đất docx

§1.1 HÌNH DẠNG VÀ KÍCH THƯỚC TRÁI ĐẤT 1.1.1 Hình dạng Bề mặt trái đất có diện tích S ≈ 510,2 triệu km 2 . Nó là mặt gồ ghề, lồi lõm; chỗ cao nhất tới 8882m (đỉnh Hymalaya), chỗ thấp nhất -11032m (hố Marian ở Thái Bình Dương, gần Philipin) Trong đó: Đại dương chiếm 71% Lục địa chiếm 29% Đầu thế kỷ 20, người ta đưa ra lý thuyết quả đất có hình Geoid và dùng mặt này để biểu thị bề mặt quả đất Mặt Geoid là mặt nước biển trung bình yên tĩnh, kéo dài xuyên qua các lục địa hải đảo làm thành một mặt cong khép kín được gọi là mặt Geoid (Hay còn gọi là mặt thủy chuẩn lục địa, mặt nước gốc trái đất) Mặt Geoid có đặc tính: + Mặt Geoid không phải là mặt toán học + Tại mỗi điểm trên mặt Geoid đều vuông góc với phương của đường dây dọi tại điểm đó. 1.1.2 Kích thước. Do mặt Geoid không phải là mặt toán học, nên khi tính toán chúng ta phải dùng bề mặt khác với no,ù là một mặt toán học gần trùng với mặt Geoid, đó là mặt Elipxoid trái đất. Để xác định kích thước của trái đất người ta đưa ra khái niệm mặt Elipxoid Mặt Elipxoid Trái đất là mặt elipxoid tròn xoay thay thế cho mặt Geoid. Và thoả mãn: - Tâm Elipxoid trùng với tâm Geoid - Mặt phẳng xích đạo Elipxoid trái đất trùng với mặt phẳng xích đạo Geoid - Thể tích Elipxoid trái đất = thể tích Geoid - Tổng bình phương chênh cao từ mặt Elipxoid tới mặt Geoid là nhỏ nhất ([h 2 ] =min) Đặc điểm của Elipxoid: - Elipxoid trái đất là một mặt biểu diễn được bằng phương trình toán học và mọi tính toán Trắc địa (tọa độ) thực hiện trên mặt này (Mặt quy chiếu) - Tại mỗi điểm, bề mặt Elipxoid luôn vuông góc với phương pháp tuyến. Lưu ý: Phương pháp tuyến khác phương dây dọi (vì mặt Geoid khác mặt Elipxoid) + Bán trục lớn (bán kính lớn): a + Bán trục nhỏ (bán kính nhỏ): b + Độ dẹt a ba − = α Geoid Elpxoid O b a .1 2 2 2 2 2 2 =++ b Z a Y a X Tác giả Quốc gia Năm Bán trục lớn a (m) Bán trục nhỏ b (m) Độ dẹt Delambre Pháp 1800 6.375.653 6.356.564 1:334,0 Everest Anh 1830 6.377.276 6.356.075 1:300,8 Bessel Đức 1841 6.377.397 6.356.079 1:299,2 Clark Anh 1980 6.378.249 6.356.515 1:293,5 Krasovski Nga 1940 6.378.388 6.356.863 1:298,3 WGS84 Mỹ 1984 6.378.137 6.356.752, 3 1:298,257 1.2.1 Khái niệm Trong trắc địa, để tiện cho việc thiết kế kỹ thuật, người ta đã tìm cách biểu diễn bề mặt trái đất lên mặt phẳng tờ giấy. Phương pháp này cho phép chúng ta thu nhỏ bề mặt trái đất với độ chính xác cần thiết. §1.2 CÁCH BIỂU THỊ MẶT ĐẤT Vì bề mặt trái đất là bề mặt tự nhiên vô cùng phức tạp, vì vậy để biểu diễn lên mặt phẳng ta phải chiếu bề mặt trái đất lên mặt Elipxoid hoặc mặt cầu rồi thu nhỏ mặt cầu trái đất theo tỷ lệ mong muốn. Bằng phép chiếu xuyên tâm ta tiếp tục chiếu hình cầu trái đất lên mặt trụ, mặt nón,… theo các phương pháp khác nhau. Sau đó cắt mặt trụ, mặt nón,… theo một đường sinh được chọn trước và trải ra mặt phẳng. Phương pháp chiếu này làm cho bề mặt quả đất bị biến dạng. Sự biến dạng phụ thuộc vào điểm chiếu và các điểm trên mặt đất cũng như phương pháp chiếu. 1.2.2 Định vị các điểm trên mặt đất Vị trí không gian các điểm trên mặt đất được xác định bằng 2 yếu tố: 1. Toạ độ địa lý ( ϕ , λ ) hoặc toạ độ vuông góc phẳng (x, y) trên mặt quy chiếu Elipxoid 2. Độ cao của điểm so với mặt Geoid Để xác định vị trí các điểm A,B,C trong không gian ta chiếu chúng xuống mặt Geoid theo phương dây dọi ta được các điểm a, b, c. Trong trường hợp biểu diễn bề mặt trái đất trong một phạm vi không lớn, với yêu cầu độ chính xác không cao chúng ta không chiếu bề mặt trái đất lên mặt cầu mà chiếu trực tiếp lên mặt phẳng B A C c b a P [...]... bề mặt trái đất, Giả sử phương pháp tuyến trùng với phương dây dọi và mặt Geoid trùng với mặt Elipxoid tròn xoay của trái đất Các yếu tố được chọn làm gốc trong hệ toạ độ địa lý như sau: Tâm O của trái đất được chọn làm gốc toạ độ Hai mặt phẳng gốc là mặt phẳng kinh tuyến gốc và mặt phẳng xích đạo Từ hình vẽ: P, P1: là cực Bắc và cực Nam của trái đất PP1: trục xoay của trái đất Q, Q1: là cực Tây và. .. tuyến với mặt cầu trái đất - Mặt phẳng kinh tuyến gốc là mặt phẳng kinh tuyến đi qua G (Mặt phẳng kinh tuyến gốc chia trái đất ra làm hai nửa Đơng bán cầu và Nam bán cầu) - Mặt phẳng xích đạo là mặt phẳng vĩ tuyến đi qua tâm O của trái đất Toạ độ địa lý của điểm M(ϕ M ,λ M) ϕM: là góc hợp bởi mặt phẳng xích đạo và đường dây dọi qua M λM: là góc hợp bởi nhị diện của mặt phẳng kinh tuyến gốc và mặt phẳng... cực Đơng của trái đất G (Greenwich): Vị trí đài thiên văn Greenwich ở ngoại ơ Ln đơn Để hiểu rõ hệâ toạ độ địa lý, chúng ta có một số khái niệm sau: - Mặt phẳng kinh tuyến là mặt phẳng đi qua trục xoay PP1 của trái đất - Mặt phẳng vĩ tuyến là mặt phẳng vng góc với trục xoay PP1 - Đường kinh tuyến là giao tuyến của mặt phẳng kinh tuyến với mặt cầu trái đất - Đường vĩ tuyến là giao tuyến của mặt phẳng vĩ... 1.6.3 Hệ độ cao Độ cao của một điểm là khoảng cách tính theo phương dây dọi tới mặt Geoid (mặt phẳng thủy chuẩn chọn làm gốc) B A HB Mặt thủy chuẩn giả đònh HA Geoid (mặt thủy chuẩn gốc) Elipxoid trái đất g g - Nếu mặt chuẩn gốc là mặt Geoid, ta có độ cao tuyệt đối - Nếu mặt thủy chuẩn là mặt giả định ta có hệ độ cao giả định - Khoảng cách từ một điểm tới mặt Elipxoid theo phương pháp tuyến gọi là độ... của những phần bề mặt trái đất, có kể đến sự biến dạng do ảnh hưởng của độ cong trái đất, theo một quy luật tốn học nào đó * Bản đồ là biểu hiện thu nhỏ của bề mặt trái đất lên mặt phẳng theo một quy luật tốn học xác định, thể hiện bằng các ký hiệu quy ước đặc biệt; trên đó trạng thái, sự phân bố và mối quan hệ giữa các hiện tượng tự nhiên, kinh tế, văn hóa, xã hội được chọn lọc và khái qt hóa phù... múi chiếu và xác định kinh tuyến trục của mỗi múi chúng ta cho quả cầu trái đất tiếp xúc với mặt trong của một hình trụ ngang theo đường kinh tuyến trục Lấy tâm chiếu O là tâm trái đất lần lượt chiếu các múi lên mặt trụ từng múi một, sau đó vừa xoay vừa tịnh tiến hình cầu đến múi số 2 tương ứng với đoạn chắn cung trên xích đạo Π.R.6 0 L= = 666,84km 180 0 và tiếp tục cho đến hết Sau đó cắt mặt trụ theo... Hiệu số độ cao giữa 2 điểm là khoảng cách theo phương dây dọi giữa 2 mặt thủy chuẩn đi qua 2 điểm đó Trong trắc địa khơng đo được độ cao trực tiếp mà chỉ đo được chênh cao giữa các điểm Trước 1975, Bắc Việt Nam mặt thủy chuẩn gốc được chọn đi qua trạm Nghiệm triều ở Hòn dấu – Đồ Sơn – Hải Phòng Nam Việt Nam chọn mặt thủy chuẩn gốc Mũi nai – Hà Tiên Sau 1975, ở Việt Nam mặt thủy chuẩn gốc được chọn đi qua... phép chiếu Bonne và hệ thống điểm toạ độ phủ trùm Đơng dương; làm cơ sở cho lập bản đồ 1/100.000 và 1/200.000 khu vực Đơng Dương • * Miền Nam VN từ 1954-1975: hệ Indian 54 với Elipxoid Everest (Anh), điểm gốc tại Ấn độ, phép chiếu UTM và hệ thống điểm toạ độ phủ trùm Nam Việt Nam, hệ độ cao Mũi Nai, Hà Tiên; • * Miền Bắc từ 1959 bắt đầu xây dựng hệ thống lưới Trắc địa và hệ quy chiếu và kết thúc năm... = 1/298,3 Phép chiếu Gauss là phép chiếu hình trụ ngang đồng góc Trong phép chiếu này trái đất được chia thành 60 múi chiếu 60 và được đánh số tương ứng từ 1 ÷ 60 bắt đầu từ kinh tuyến gốc Greenwich sang đơng vòng qua tây rồi trở về kính tuyến gốc Mỗi múi chiếu được giới hạn bởi kinh tuyến tây và kinh tuyến đơng Và kinh tuyến giữa của múi chiếu được gọi là kinh tuyến trục đối xứng với 2 kinh tuyến... địa tương ứng biểu diễn trên bản đồ ở một tỷ lệ nào đó được nhanh chóng và dễ dàng, người ta dùng thước tỷ lệ: Có hai loại thước tỷ lệ: + Thước tỷ lệ thẳng + Thước tỷ lệ xiên (cho độ chính xác cao hơn) 1.7.5 Biểu diễn địa vật trên bản đồ - Ký hiệu theo tỷ lệ - Ký hiệu phi tỷ lệ - Ký hiệu nửa tỷ lệ - Ký hiệu chú giải 1.7.6 Biểu diễn địa hình trên bản đồ - Phối cảnh, tơ bóng - Ghi độ cao và đường bình . mặt trái đất với độ chính xác cần thiết. §1.2 CÁCH BIỂU THỊ MẶT ĐẤT Vì bề mặt trái đất là bề mặt tự nhiên vô cùng phức tạp, vì vậy để biểu diễn lên mặt phẳng ta phải chiếu bề mặt trái đất. trái đất được chọn làm gốc toạ độ - Hai mặt phẳng gốc là mặt phẳng kinh tuyến gốc và mặt phẳng xích đạo Từ hình vẽ: - P, P1: là cực Bắc và cực Nam của trái đất - PP1: trục xoay của trái đất - . của mặt phẳng vĩ tuyến với mặt cầu trái đất - Mặt phẳng kinh tuyến gốc là mặt phẳng kinh tuyến đi qua G (Mặt phẳng kinh tuyến gốc chia trái đất ra làm hai nửa Đông bán cầu và Nam bán cầu) - Mặt