Chương 2. Hệ tọa độ tham chiếu dữ liệu không gian pptx

Chương 2 HE HE Ä Ä TO TO Ï Ï A A Đ Đ O O Ä Ä THAM CHIE THAM CHIE Á Á U D U D Ư Ư Õ LIE Õ LIE Ä Ä U U KHÔNG GIAN KHÔNG GIAN Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng 2.1. GIƠ 2.1. GIƠ Ù Ù I THIE I THIE Ä Ä U U Thông tin đòa lý là thông tin về thuộc tính và vò trí của các đối tượng trên bề mặt trái đất. Để có thông tin về vò trí của các đối tượng trên bề mặt trái đất người ta tiến hành lập mô hình biểu diễn trái dất và xác lập một hệ tọa độ trên đó. Vò trí của đối tượng trến trái đất hoàn toàn được xác đònh thông qua các giá trò tọa độ trong hệ tọa độ xác lập trên đó. Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng 2.2. MÔ HÌNH TOA 2.2. MÔ HÌNH TOA Ù Ù N HO N HO Ï Ï C C BIE BIE Å Å U DIỄN TRA U DIỄN TRA Ù Ù I I Đ Đ A A Á Á T T Trái đất có hình dạng như thế nào? Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng  Đònh nghóa: Geoid là mặt nước biển trung bình yên tónh, kéo dài xuyên qua các lục đòa và hải đảo tạo thành một bề mặt cong khép kín.  Tính chất: Tại bất kỳ một điểm nào trên mặt Geoid, pháp tuyến cũng luôn luôn trùng với phương của dây dọi qua điểm đó.  Ứng dụng: Dùng để đo chênh cao 2.2. MÔ HÌNH TOA 2.2. MÔ HÌNH TOA Ù Ù N HO N HO Ï Ï C C BIE BIE Å Å U DIỄN TRA U DIỄN TRA Ù Ù I I Đ Đ A A Á Á T T 2.2.1. Mô hình Geoid Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng Geoid là bề mặt đặc trưng cho hình dạng của Trái đất và khó có thể biểu diễn bởi một hình dạng toán học nào 2.2. MÔ HÌNH TOA 2.2. MÔ HÌNH TOA Ù Ù N HO N HO Ï Ï C C BIE BIE Å Å U DIỄN TRA U DIỄN TRA Ù Ù I I Đ Đ A A Á Á T T 2.2.1. Mô hình Geoid Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng  Phương pháp thành lập: xoay một hình ellipse quanh bán trục nhỏ của nó với kích thước xấp xỉ Geoid.  Các thông số cơ bản: bán trục lớn (a), bán trục nhỏ (b), độ dẹt (f hoặc ) f = (a – b)/a  Có hai loại ellipsoid: ellipsoid Trái đất (toàn cầu) và ellipsoid tham chiếu (đòa phương). 2.2. MÔ HÌNH TOA 2.2. MÔ HÌNH TOA Ù Ù N HO N HO Ï Ï C C BIE BIE Å Å U DIỄN TRA U DIỄN TRA Ù Ù I I Đ Đ A A Á Á T T 2.2.2. Mô hình Ellipsoid Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng 2.2. MÔ HÌNH TOA 2.2. MÔ HÌNH TOA Ù Ù N HO N HO Ï Ï C C BIE BIE Å Å U DIỄN TRA U DIỄN TRA Ù Ù I I Đ Đ A A Á Á T T 2.2.2. Mô hình Ellipsoid Stt Ellipsoid Bán trục lớn a (m) Nghòch đảo độ dẹt (1/f) 1 Clarke 1880 6.378.249,145 293,465 2 Everest 1830 6.377.276,345 300,8017 3 Krasovsky 1940 6.378.245 298,3 5 Helmert 1906 6.378.270 297 6 WGS-84 6.378.137 298,257223563 Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng Mối quan hệ giữa Trái đất và mô hình biểu diễn Hệ tọa độ quốc tế Hệ tọa độ đòa phương ùBề mặt Trái đất Bề mặt ellipsoid đòa phương Bề mặt ellipsoid quốc tế 2.2. MÔ HÌNH TOA 2.2. MÔ HÌNH TOA Ù Ù N HO N HO Ï Ï C C BIE BIE Å Å U DIỄN TRA U DIỄN TRA Ù Ù I I Đ Đ A A Á Á T T Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng 1. Mực nước biển 2. Ellipsoid 3. Phương dây dọi 4. Lục đòa 5. Geoid 2.2. MÔ HÌNH TOA 2.2. MÔ HÌNH TOA Ù Ù N HO N HO Ï Ï C C BIE BIE Å Å U DIỄN TRA U DIỄN TRA Ù Ù I I Đ Đ A A Á Á T T Mối quan hệ giữa Trái đất và mô hình biểu diễn Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng  Trong trắc đòa – bản đồ: bề mặt Trái đất  geoid.  Trong thực tiễn: thay bằng ellipsoid.  Điều kiện:  Tâm ellipsoid trùng với trọng tâm Trái đất, mặt phẳng xích đạo ellipsoid trùng với mặt phẳng xích đạo Trái đất.  Khối lượng ellipsoid bằng khối lượng Trái đất.  Tổng bình phương các chênh cao giữa geoid và ellipsoid là nhỏ nhất. 2.2. MÔ HÌNH TOA 2.2. MÔ HÌNH TOA Ù Ù N HO N HO Ï Ï C C BIE BIE Å Å U DIỄN TRA U DIỄN TRA Ù Ù I I Đ Đ A A Á Á T T Xây dựng mô hình toán học biểu diễn Trái đất Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng N H h Bề mặt trái đất Geoid Ellipsoid 2.2. MÔ HÌNH TOA 2.2. MÔ HÌNH TOA Ù Ù N HO N HO Ï Ï C C BIE BIE Å Å U DIỄN TRA U DIỄN TRA Ù Ù I I Đ Đ A A Á Á T T Xây dựng mô hình toán học biểu diễn Trái đất Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng  Được xác lập bởi hai yếu tố: kinh độ và vó độ đòa lý.  Kinh độ () là góc nhò diện giữa hai mặt phẳng kinh tuyến gốc và mặt phẳng kinh tuyến qua điểm xét.  Vó độ () là góc hợp bởi phương của đường dây dọi với mặt phẳng xích đạo. 2.3. CA 2.3. CA Ù Ù C HE C HE Ä Ä TO TO Ï Ï A A Đ Đ O O Ä Ä TH TH Ư Ư Ơ Ơ Ø Ø NG GA NG GA Ë Ë P P 2.3.1. Hệ tọa độ đòa lý Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng  Kinh độ đòa lý có giá trò từ 0 đến 180 o Đông, Tây.  Vó độ đòa lý có giá trò từ 0 đến 90 o Nam, Bắc.  Ngoài thực đòa, được xác đònh bằng các phương pháp thiên văn, với công thức: T 1 – T 2 =  1 –  2  nơi quan sát = h BĐ  0 o 54’ 2.3. CA 2.3. CA Ù Ù C HE C HE Ä Ä TO TO Ï Ï A A Đ Đ O O Ä Ä TH TH Ư Ư Ơ Ơ Ø Ø NG GA NG GA Ë Ë P P 2.3.1. Hệ tọa độ đòa lý Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng  Phương pháp xác đònh trên bản đồ  Là giao điểm giữa đường kinh tuyến và vó tuyến qua điểm cần xét.  Nếu điểm xét không nằm trên hệ thống đường kinh vó tuyến kẻ sẵn thì tính bằng quy tắc tam xuất. 2.3. CA 2.3. CA Ù Ù C HE C HE Ä Ä TO TO Ï Ï A A Đ Đ O O Ä Ä TH TH Ư Ư Ơ Ơ Ø Ø NG GA NG GA Ë Ë P P 2.3.1. Hệ tọa độ đòa lý Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng  Gốc tọa độ là tâm của ellipsoid.  Trục OZ trùng với trục quay.  Trục OX là giao tuyến giữa mặt phẳng kinh tuyến gốc và mặt phẳng xích đạo.  Trục OY được xác đònh bằng quy tắc ba ngón bàn tay trái.  Hệ được ứng dụng nhiều trong trắc đòa vệ tinh 2.3. CA 2.3. CA Ù Ù C HE C HE Ä Ä TO TO Ï Ï A A Đ Đ O O Ä Ä TH TH Ư Ư Ơ Ơ Ø Ø NG GA NG GA Ë Ë P P 2.3.2. Hệ tọa độ vuông góc không gian Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng Kinh tuyến gốc O Xích đạo Z Y X A 2.3. CA 2.3. CA Ù Ù C HE C HE Ä Ä TO TO Ï Ï A A Đ Đ O O Ä Ä TH TH Ư Ư Ơ Ơ Ø Ø NG GA NG GA Ë Ë P P 2.3.2. Hệ tọa độ vuông góc không gian Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng  Thường tính theo mét, là giá trò khoảng cách.  Trục OX là hình chiếu của kinh tuyến giữa múi.  Trục OY là hình chiếu của xích đạo.  Gốc tọa độ O được dời về phía Tây 500km. 2.3. CA 2.3. CA Ù Ù C HE C HE Ä Ä TO TO Ï Ï A A Đ Đ O O Ä Ä TH TH Ư Ư Ơ Ơ Ø Ø NG GA NG GA Ë Ë P P 2.3.3. Hệ tọa độ vuông góc phẳng theo múi chiếu Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng  Là những quy tắc toán học để chuyển từ bề mặt ellipsoid lên mặt phẳng bản đồ.  Gọi chung là các phương trình chiếu.  Tổng quát: x = f 1 (,) y = f 2 (,) 2.4. PHE 2.4. PHE Ù Ù P CHIE P CHIE Á Á U BA U BA Û Û N N Đ Đ O O À À 2.4.1. Khái niệm Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng  Mặt cong ellipsoid mặt phẳng bản đồ luôn có sai số, gọi chung là các biến dạng.  Có 3 loại biến dạng: góc, diện tích, khoảng cách.  Có những phép chiếu không có biến dạng góc và diện tích, nhưng luôn có biến dạng độ dài.  Tại những nơi không biến dạng tỷ lệ bằng 1 (tỷ lệ chung), những nơi khác lớn hoặc nhỏ hơn 1, gọi là tỷ lệ riêng. 2.4. PHE 2.4. PHE Ù Ù P CHIE P CHIE Á Á U BA U BA Û Û N N Đ Đ O O À À 2.4.2. Sai số chiếu hình Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng  Dựa vào vò trí tiếp xúc giữa bề mặt hỗ trợ chiếu và mặt ellipsoid: phép chiếu đứng, phép chiếu ngang và phép chiếu nghiêng. 2.4. PHE 2.4. PHE Ù Ù P CHIE P CHIE Á Á U BA U BA Û Û N N Đ Đ O O À À 2.4.3. Phân loại phép chiếu bản đồ [...]... phép chiếu bản đồ Phép chiếu Gauss – Kruger:  Ứng dụng:  Được sử dụng ở nhiều nước trên thế giới và Việt Nam để xây dựng các bản đồ đòa hình tỷ lệ lớn  Mỗi múi chiếu, thành lập một hệ tọa độ vuông góc riêng  Được quy đònh trong hệ tọa độ HN-72 ở Việt Nam Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 2.4 PHÉÙP CHIẾÁU BẢÛN ĐỒ PHE CHIE BA 2.4 .3 Phân loại phép chiếu bản đồ Phép chiếu Gauss – Kruger:  Hệ tọa Gauss:  độ. . .2.4 PHÉÙP CHIẾÁU BẢÛN ĐỒ PHE CHIE BA 2.4 .3 Phân loại phép chiếu bản đồ  Dựa vào bề mặt hỗ trợ chiếu: phép chiếu hình trụ, phép chiếu hình nón và phép chiếu phương vò Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 2.4 PHÉÙP CHIẾÁU BẢÛN ĐỒ PHE CHIE BA 2.4 .3 Phân loại phép chiếu bản đồ Các phép chiếu hình trụ Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 2.4 PHÉÙP CHIẾÁU BẢÛN ĐỒ PHE CHIE BA 2.4 .3 Phân loại phép chiếu bản đồ Các phép chiếu. .. độ vuông góc Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 2.4 PHÉÙP CHIẾÁU BẢÛN ĐỒ PHE CHIE BA 2.4 .3 Phân loại phép chiếu bản đồ Phép chiếu UTM (Universal Transverse Mercator:  Hệ tọa độ theo UTM:  Dạng đầy đủ: P (48N x = 2.1 50.000m, y = 5 72.0 00m)  Dạng rút gọn: P (x = 2.1 50.000m, y = 5 72.0 00m) Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 2.4 PHÉÙP CHIẾÁU BẢÛN ĐỒ PHE CHIE BA 2.4 .4 Các phép chiếu được dùng cho bản đồ Việt Nam  Bản... Phạm Thế Hùng 2.4 PHÉÙP CHIẾÁU BẢÛN ĐỒ PHE CHIE BA 2.4 .3 Phân loại phép chiếu bản đồ Các phép chiếu phương vò Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 2.4 PHÉÙP CHIẾÁU BẢÛN ĐỒ PHE CHIE BA 2.4 .3 Phân loại phép chiếu bản đồ  Dựa vào đặc điểm sai số: phép chiếu đồng góc, phép chiếu đồng diện tích và phép chiếu tự do Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 2.4 PHÉÙP CHIẾÁU BẢÛN ĐỒ PHE CHIE BA 2.4 .3 Phân loại phép chiếu bản đồ... GV Phạm Thế Hùng 2.4 PHÉÙP CHIẾÁU BẢÛN ĐỒ PHE CHIE BA 2.4 .3 Phân loại phép chiếu bản đồ Phép chiếu UTM (Universal Transverse Mercator:  Ứng dụng:  Được dùng để thiết kế các bản đồ đòa hình tỷ lệ lớn ở nhiều nước trên thế giới  Được quân đội Mỹ sử dụng ở Việt Nam trước năm 1975 (hệ INDIAN-54)  Được quy đònh chính thức trong hệ VN-2000 ở Việt Nam  Mỗi múi chiếu thành lập hệ tọa độ vuông góc Biên... chiếu đặt theo các đặc điểm phân loại: phép chiếu hình trụ đứng đồng góc, phép chiếu phương vò đứng giữ khoảng cách,…  Tên của phép chiếu còn được đặt theo tên của tác giả đã xây dựng phép chiếu đó: Mercator, Robinson,… Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 2.4 PHÉÙP CHIẾÁU BẢÛN ĐỒ PHE CHIE BA Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 2.4 PHÉÙP CHIẾÁU BẢÛN ĐỒ PHE CHIE BA 2.4 .3 Phân loại phép chiếu. .. Thế Hùng 2.4 PHÉÙP CHIẾÁU BẢÛN ĐỒ PHE CHIE BA 2.4 .3 Phân loại phép chiếu bản đồ Phép chiếu UTM (Universal Transverse Mercator: Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 2.4 PHÉÙP CHIẾÁU BẢÛN ĐỒ PHE CHIE BA 2.4 .3 Phân loại phép chiếu bản đồ Phép chiếu UTM (Universal Transverse Mercator:  Đặc điểm lưới kinh vó tuyến: X Kinh tuyến giữa Kinh tuyến giữa 180km 180km Xích đạo 500km 0km Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 2.4 PHÉÙP... Thế Hùng 2.4 PHÉÙP CHIẾÁU BẢÛN ĐỒ PHE CHIE BA 2.4 .3 Phân loại phép chiếu bản đồ Phép chiếu Gauss – Kruger:  Đặc điểm sai số và biến dạng:  Không có biến dạng về góc  Tỷ lệ biến dạng chiều dài không đổi dọc kinh tuyến giữa và bằng 1 (k =1), càng ra hai kinh tuyến biên, biến dạng càng tăng và đối xứng nhau qua kinh tuyến giữa Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 2.4 PHÉÙP CHIẾÁU BẢÛN ĐỒ PHE CHIE BA 2.4 .3 Phân... đồng góc, hình trụ tiếp xúc với ellipsoid Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 2.4 PHÉÙP CHIẾÁU BẢÛN ĐỒ PHE CHIE BA 2.4 .3 Phân loại phép chiếu bản đồ Phép chiếu Gauss – Kruger: P kinh tuyen giua P G C O O P1 kinh kinh tuyen tay P1 tuyen dong Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 2.4 PHÉÙP CHIẾÁU BẢÛN ĐỒ PHE CHIE BA 2.4 .3 Phân loại phép chiếu bản đồ Phép chiếu Gauss – Kruger:  Đặc điểm lưới kinh vó tuyến:  Kinh tuyến trục... độ theo P(x = 2.1 50.000m, y = 18.5 72.0 00m) Biên soạn: GV Phạm Thế Hùng 2.4 PHÉÙP CHIẾÁU BẢÛN ĐỒ PHE CHIE BA 2.4 .3 Phân loại phép chiếu bản đồ Phép chiếu UTM (Universal Transverse Mercator:  Phương pháp thành lập:  Được quân đội Mỹ đưa vào sử dụng từ năm 1940  Chia ellipsoid làm 60 múi, múi số 1, tính từ kinh tuyến 1800, tăng dần về phía Đông Việt Nam thuộc 2 múi 48, 49  Cũng là phép chiếu hình trụ . Nghòch đảo độ dẹt (1/f) 1 Clarke 1880 6.378 .24 9,145 29 3,465 2 Everest 1830 6.377 .27 6,345 300,8017 3 Krasovsky 1940 6.378 .24 5 29 8,3 5 Helmert 1906 6.378 .27 0 29 7 6 WGS-84 6.378.137 29 8 ,25 722 3563 Biên. hệ tọa độ trên đó. Vò trí của đối tượng trến trái đất hoàn toàn được xác đònh thông qua các giá trò tọa độ trong hệ tọa độ xác lập trên đó. Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng 2. 2. MÔ HÌNH TOA 2. 2 Hùng Mối quan hệ giữa Trái đất và mô hình biểu diễn Hệ tọa độ quốc tế Hệ tọa độ đòa phương ùBề mặt Trái đất Bề mặt ellipsoid đòa phương Bề mặt ellipsoid quốc tế 2. 2. MÔ HÌNH TOA 2. 2. MÔ HÌNH TOA Ù Ù N