Các phương pháp thành lập bản đồ địa hình và thành lập BĐĐH tỷ lệ lớn bằng phương pháp đo vẽ phối hợp

Trần Đình Trí, cùng các thầy cô giáo trong bộ môn, đợc sự đồng ý của Bộ môn Trắc địa ảnh - Khoa Trắc địa - Trờng đại học Mỏ - Địa chất nên em đã chọn đề tài tốt nghiệp : Các phơng pháp

Trờng Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa

Lời nói đầu

Trong những năm gần đây, với sự phát triển nhảy vọt của các ngành khoa học

kỹ thuật đã đem lại những thành tựu khoa học hết sức rực rỡ và đợc ứng dụngrộng rãi trong mọi lĩnh vực Điều đó đã giúp cho ngành khoa học Trắc địa ảnhngày càng tiến bộ và hiện đại hơn, thay thế dần các phơng pháp thành lập bản đồtruyền thống

Trong giai đoạn hiện nay, việc thực hiện chiến lợc công nghiệp hoá - hiện đạihoá đất nớc của Đảng ta đề ra ngày càng đợc đẩy mạnh trên phạm vi toàn quốc.Theo đó các yêu cầu đòi hỏi về bản đồ địa hình để phục vụ công tác khảo sát,thiết kế, quy hoạch là rất cần thiết, đặc biệt là tại các vùng kinh tế trọng điểm, cáckhu công nghiệp, khu công trình đầu mối thuỷ lợi, thuỷ điện vv Vì vậy để đápứng kịp thời các mục đích sử dụng thì công tác thành lập bản đồ địa hình là mộtcông việc mang tính cấp bách hiện nay

Để thành lập bản đồ địa hình ngời ta có thể sử dụng nhiều phơng pháp khácnhau, ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì vấn đề đặt ra là cầnthành lập bản đồ với phơng pháp phù hợp và hiệu quả nhất Để đáp ứng yêu cầu

đó công nghệ thành lập bản đồ địa hình bằng ảnh hàng không và các phần mềmứng dụng đã ra đời Chúng đợc ứng dụng để thành lập bản đồ địa hình từ ảnhhàng không nhờ các hệ thống máy tính hiện đại

Trên cơ sở tổng hợp những kiến thức đã học cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của

thầy giáo ThS Trần Đình Trí, cùng các thầy cô giáo trong bộ môn, đợc sự đồng

ý của Bộ môn Trắc địa ảnh - Khoa Trắc địa - Trờng đại học Mỏ - Địa chất nên em

đã chọn đề tài tốt nghiệp :

(( Các phơng pháp thành lập bản đồ địa hình và thành lập BDĐH tỷ lệ lớn bằng phơng pháp đo vẽ phối hợp ))

Nội dung của đề tài đợc trình bày bao gồm 4 chơng:

Chơng1 : Khái quát về bản đồ địa hình

Chơng2 : Các phơng pháp thành lập bản đồ địa hình

Chơng3: Thành lập BĐĐH bằng Pp đo vẽ phối hợp

Chơng4: Công tác thực nghiệm

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo ThS Trần Đình Trí, cùng các thầy cô

giáo trong bộ môn Trắc địa ảnh và các bạn đồng nghiệp đã nhiệt tình giúp đỡ emtrong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp

Chơng 1

Khái quát về bản đồ địa hình.

1.1 Một số vấn đề chung về bản đồ

Bản đồ là một sự hiển thị thu nhỏ trên mặt phẳng, khái quát hoá các đối tợng

và hiện tợng có trên bề mặt hoặc liên quan đến bề mặt trái đất Mỗi bản đồ đều

đ-ợc xây dựng theo một quy luật toán học nhất định gồm : Hệ thống toạ độ, tỷ lệ vàphép chiếu

Nhng trong thực tế, khái niệm về bản đồ có thể đợc hiểu với một nghĩa rộng

về sự hiển thị một dạng thông tin bất kỳ nào đó có thể xem đợc, đặc biệt là đốivới những thông tin thể hiện tính chất, trạng thái của một dạng đối tợng nào đó đ-

ợc tổng hợp khái quát hoá dới dạng biểu đồ hoặc sơ đồ Song dạng bản đồ có tínhkhoa học nhất và phổ biến nhất là dạng đợc xây dựng trên một cơ sở toán học xác

định, các yếu tố nội dung bản đồ đợc tổng quát hoá trên bản đồ và đợc biểu thịbằng ngôn ngữ của bản đồ

Cơ sở toán học, sự tổng quát hoá các yếu tố nội dung và sự thể hiện các yếu

tố nội dung bằng ký hiệu bản đồ chính là 3 đặc tính cơ bản phân biệt giữa bản đồvới các hình thức khác biểu thị bề mặt trái đất

Bản đồ có những tính chất cơ bản là: Tính trực quan, tính đo đạc và tínhthông tin Bằng bản đồ ngời sử dụng có thể tìm ra đợc những quy luật của sự phân

bố các đối tợng và hiện tợng trên bề mặt đất, từ bản đồ ta có thể xác định đợc cáctrị số nh : Toạ độ, độ dài, diện tích, thể tích, góc, phơng vị

Về cơ bản, bản đồ đợc phân chia theo các dãy tỷ lệ : Tỷ lệ lớn ( 1: 5000),

tỷ lệ trung bình( 1: 10.000 1: 25.000) và tỷ lệ nhỏ (1:100.000 1:100.000 hoặcnhỏ hơn)

Có hai loại bản đồ mà chúng ta thờng gặp là bản đồ địa hình và bản đồchuyên đề

Mọi bản đồ đều bao gồm : Sự thể hiện các yếu tố nội dung, cơ sở toán học,các yếu tố hỗ trợ và bổ xung

+ Sự thể hiện các yếu tố nội dung bản đồ là bộ phận chủ yếu của bản đồ, baogồm các thông tin về các đối tợng và các hiện tợng đợc biểu đạt trên bản đồ nh :

sự phân bố các tính chất, những mối liên hệ và sự biến đổi của chúng theo thờigian Những thông tin đó chính là nội dung bản đồ Ví dụ các yếu tố nội dung củabản đồ địa hình là : thuỷ hệ, các điểm dân c, dáng đất, lớp phủ thực vật, mạng lớicác đờng giao thông và các đờng dây tải điện, dây thông tin, một số đối tợng kinh

tế nông nghiệp và văn hoá, sự phân chia hành chính v.v Đối với các yếu tố nộidung của bản đồ chuyên đề thì phụ thuộc vào đề tài cụ thể của nó

+ Các quy luật hình học của sự hiển thị bản đồ thì phụ thuộc vào cơ sở toánhọc của bản đồ Các yếu tố cơ sở toán học của bản đồ bao gồm : tỷ lệ, phép chiếu

và hệ lới toạ độ đợc dựng trong phép chiếu đó, mạng lới khống chế trắc địa, sựphân mảnh đáng số và bố cục của bản đồ

+ Các yếu tố hỗ trợ và bổ sung bao gồm : Bảng chú giải, thớc tỷ lệ và các đồthị

Ngoài ra trên tờ bản đồ còn thờng có các bản đồ phụ, các biểu đồ, đồthị nhằm mục đích bổ sung làm sáng tỏ và làm phong phú thêm về những phơngdiện nào đó của nội dung bản đồ

Trờng Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa

1.2 Khái quát về bản đồ địa hình

Bản đồ địa hình là loại bản đồ thể hiện một cách có chọn lọc các đối tợng tựnhiên và nhân tạo có trên mặt đất ở một tỷ lệ nhất định nào đó Các yếu tố nộidung cơ bản của bản đồ địa hình đợc biểu thị trên bản đồ bằng các ký hiệu quy ớchiện hành

Mức độ chi tiết biểu thị nội dung của bản đồ phụ thuộc vào tỷ lệ và mục đích

sử dụng của bản đồ Bản đồ địa hình thờng đợc sử dụng nh là một “khung hìnhhọc” cho các loại thông tin chuyên đề không gian khác

Các yếu tố quan trọng cần chú ý khi sử dụng bản đồ địa hình là: nội dung, tỷ

lệ, lới chiếu, thời gian thành lập và hiệu chỉnh

Các bản đồ địa hình ở những dãy tỷ lệ: 1:200, 1:500, 1: 1.000, 1: 2.000, 1:5.000, 1: 10.000, 1: 25.000, 1: 50.000 và 1: 100.000 đợc gọi là hệ thống bản đồ

địa hình cơ sở Trong đó những bản đồ ở dãy tỷ lệ: 1:500, 1: 1.000, 1: 2.000, 1:5.000 là hệ thống bản đồ địa hình tỷ lệ lớn, những bản đồ ở dãy tỷ lệ: 10.000, 1:25.000 là hệ thống bản đồ địa hình tỷ lệ trung bình, và những bản đồ tỷ lệ: 1:50.000 và 1: 100.000 là hệ thống bản đồ địa hình tỷ lệ nhỏ

1.3 Mục đích sử dụng và các yêu cầu của bản đồ địa hình

Bản đồ địa hình (BĐĐH) đợc sử dụng rất rộng rãi trong nhiều ngành nghề,nhiều lĩnh vực khác nhau Các tổ chức kinh tế khác nhau thì sử dụng BĐĐH ở góc

độ khác nhau ở mức độ chi tiết khác nhau của mỗi loại BĐĐH sẽ đáp ứng nhucầu khác nhau cho mục đích sử dụng

Các BĐĐH tỷ lệ lớn phục vụ trực tiếp cho công tác quy hoạch và thiết kế chitiết, cụ thể:

- Bản đồ địa hình 1:5.000 đợc dùng để thành lập tổng bình đồ thành phố, khucông nghiệp, quy hoạch mặt bằng cho khu vực cha xây dựng, thiết kế các côngtrình dạng thẳng, lập thiết kế kỹ thuật cho hệ thống tới tiêu trong khu vực có diệntích nhỏ, địa hình phức tạp

- Các bản đồ địa hình 1: 2.000 đợc dùng để thiết kế kỹ thuật, thiết kế chi tiếtmặt bằng và chuyển thiết kế ra thực địa cho các công trình công nghiệp, dândụng , lập bản vẽ thi công cho hệ thống tới tiêu bằng thiết bị ngầm, thiết kế xâydựng các tuyến kênh đào, các tuyến đờng giao thông ở những vùng có địa hình vàcấu tạo địa chất phức tạp BĐĐH tỷ lệ 1: 1.000, 1: 500 dùng để thiết kế chỉ đạothi công các công trình ở khu vực cha xây dựng và để đo vẽ hoàn công các côngtrình

Yêu cầu về nội dung của các bản đồ ở dãy tỷ lệ này phải rất đầy đủ và rõràng, các đối tợng địa vật thờng đợc biểu thị theo tỷ lệ và đúng ký hiệu quy ớc

Độ chính xác của bản đồ rất cao

Các BĐĐH tỷ lệ trung bình và nhỏ thờng đợc sử dụng rộng rãi trong pháttriển kinh tế cũng nh trong quân sự.

+ Về mặt kinh tế: Nó đợc dùng làm quy hoạch ruộng đất, điều tra thổ nhỡng,thiết kế hệ thống tới tiêu ở vùng tơng đối bằng phẳng, chọn vị trí đập nớc thiết kếsơ bộ hệ thống đầu mối công trình, xác định diện tích và khối lợng hồ chứa ,dùng để thăm dò và quy hoạch tổng thể các vùng khoáng sản, tiến hành khảo sátthiết kế các tuyến giao thông, dùng để quy hoạch quản lý các loại rừng, quyhoạch tổng thể việc xây dựng thành phố, khu công nghiệp

+ Về mặt quân sự: Dùng để nghiên cứu địa hình, tổ chức lới hoả lực Chỉ huyquân đội tác chiến Thiết kế và xây dựng các hệ thống phòng thủ , xây dựng sânbay, các công trình và mục tiêu quân sự khác

- Bản đồ địa hình 1: 50.000, 1: 100.000 đợc sử dụng trong nhiều ngành kinh

tế quốc dân Dùng trong công tác khảo sát sơ bộ trong phạm vi rộng, trong quyhoạch lãnh thổ và tổ chức các vùng kinh tế trọng điểm; dùng nghiên cứu về mặt

địa chất, thuỷ văn của một vùng rộng lớn Bản đồ 1: 100.000 còn là cơ sở địa lý

để thành lập các bản đồ chuyên đề tỷ lệ lớn và trung bình nh bản đồ địa chất, bản

Cơ sở toán học của bản đồ địa hình bao gồm: tỷ lệ, phép chiếu, hệ thống toạ

độ, cơ sở trắc địa, sự phân mảnh và bố cục của bản đồ

1.4.1 Tỷ lệ.

Tỷ lệ của bản đồ đợc xác định mức độ thu nhỏ của bề mặt trái đất khi biểuthị lên bản đồ Nó là tỷ số giữa chiều dài một đoạn thẳng trên bản đồ và chiều dàithực của đoạn thẳng đó ngoài thực địa

Có 3 hình thức thể hiện tỷ lệ trên bản đồ:

- Tỷ lệ số: Ví dụ: 1: 10.000

- Tỷ lệ chữ: Ví dụ: “1cm bản đồ bằng 100m thực địa”

- Tỷ lệ thớc Gồm thớc tỷ lệ xiên và thớc tỷ lệ thẳng

Trên bản đồ địa hình thờng thể hiện cả 3 loại tỷ lệ trên

Về hệ thống tỷ lệ bản đồ địa hình thì nớc ta cũng dùng các dãy tỷ lệ nh hầuhết các nớc khác trên thế giới, gồm các tỷ lệ: 1: 200, 1: 1.000, 1: 2.000, 1: 5.000,1: 10.000, 1: 25.000, 1: 100.000 và tỷ lệ nhỏ hơn

Tỷ lệ của bản đồ địa hình chủ yếu đợc xác định tuỳ thuộc vào mục đích sửdụng bản đồ và đặc điểm khu đo Yêu cầu thiết kế quy hoạch càng chi tiết , địa

Trờng Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa

hình, địa vật hay các công trình cần xây dựng càng phức tạp thì yêu cầu tỷ lệ củabản đồ càng lớn

Nó ứng dụng cho từng múi chiếu 60 hoặc 30 của mặt phẳng Elippxoid

Phép chiếu Gauss đợc dùng để thành lập bản đồ địa hình có tỷ lệ từ 1:50.000 đến lớn hơn Trong đó đối với các bản đồ có tỷ lệ  1: 25.000 thì dùngmúi chiếu 60 còn đối với các bản đồ tỷ lệ  1: 10.000 thì sử dụng múi chiếu 30

để tính toạ độ cho các điểm khống chế trắc địa

Trên bản đồ địa hình, sự biểu hiện của phép chiếu chính là mạng lới các ờng kinh tuyến, vĩ tuyến

Bản đồ địa hình ở nớc ta đợc thành lập trên cơ sở phép chiếu Gauss, hệ toạ

độ và độ cao nhà nớc 1972 Từ năm 2000 đến nay, các loại bản đồ đợc chuyển về

Bán trục lớn: a = 6378245m

Bán trục bé: b = 6356863,01877m

Độ dẹt thứ nhất:  = 0,0033523299

Hiện nay theo quyết định của Thủ tớng chính phủ số: 83/2000/QĐ - TTgngày 12 tháng 7 năm 2000 thì kể từ ngày 12/8/2000 nớc ta sử dụng Hệ quy chiếu

và Hệ toạ độ quốc gia mới: VN-2000 thay thế Hệ quy chiếu và hệ toạ độ quốc gia

Hà Nội 1972 Hệ quy chiếu và Hệ toạ độ quốc gia: VN-2000 có các tham sốchính nh sau:

a Elipxoid quy chiếu WGS- 84, có;

+ Bán trục lớn: a = 6378137,000m

+ Độ dẹt: f = 1/298,257223563

b Điểm gốc toạ độ quốc gia: Điểm N00 tại khuôn viên Viện nghiên cứu Địachính (Hà Nội)

c Lới toạ độ phẳng cơ bản: Lới chiếu hình trụ ngang đồng góc uTm quốc tế

d Chia múi và phân mảnh hệ thống bản đồ cơ bản: Theo hệ thống lới chiếu

pháp UTM quốc tế

b Lới khống chế cơ bản nhà nớc.

- Lới tam giác và đờng truyền hạng I,II,III,IV

- Lới độ cao hạng: I, II, III, IV

c Lới khống chế cơ sở (lới tăng dày).

- Lới giải tích và đờng truyền cấp 1,2

- Lới độ cao kỹ thuật

d Lới khống chế đo vẽ.

- Lới tam giác nhỏ, đờng truyền kinh vĩ và giao hội mặt phẳng

- Lới độ cao kinh vĩ, độ cao lợng giác

1.4.5 Sự phân mảnh và đánh số bản đồ địa hình.

Bản đồ địa hình đợc thành lập trên từng vùng rộng lớn và phủ khắp toànquốc nên tiện cho việc đo vẽ, quản lý và sử dụng cần phải phân mảnh và đánh sốmảnh

Sự phân mảnh và đánh số bản đồ là dựa vào một hệ thống ký hiệu riêng biệt

đối với từng khu vực, cho từng loại tỷ lệ và từng mảnh bản đồ Ký hiệu riêng củamỗi mảnh bản đồ gọi là danh pháp (số hiệu) của mảnh bản đồ đó

Cơ sở của sự phân mảnh và đánh số các bản đồ địa hình là dựa theo các đờngkinh tuyến và các đờng vĩ tuyến Trớc hết là sự phân mảnh và đánh số và đánh sốbản đồ địa hình 1:1.000.000, sau đó các bản đồ địa hình có tỷ lệ lớn hơn sẽ đợcphân mảnh và đánh số dựa trên cơ sở của sự phân mảnh và đánh số của bản đồ địahình 1:1.000.000

a Sự phân mảnh và đánh số của bản đồ địa hình 1:1.000.000.

Các bản đồ địa hình 1: 1.000.000 đợc phân mảnh và đánh số thống nhất trêntoàn thế giới

Trờng Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa

Theo các kinh tuyến cách nhau 1 kinh sai  = 60, ngời ta chia bề mặt trái

đất ra các múi 60 và đợc đánh dấu lần lợt bằng chữ số ả Rập từ 1 đến 60 bắt đầu

từ kinh tuyến 1800 theo chiều ngợc kim đồng hồ (từ Tây sang Đông)

Mặt khác theo các vĩ tuyến khác nhau 1 vĩ sai  = 40 chia bề mặt trái đấtthành các đai 40 bắt đầu từ xích đạo về hai cực Các đai đợc đánh dấu lần lợt bằngchữ cái La tinh từ A đến V

Nh vậy bề mặt trái đất đợc chia ra thành các hình thang có kích thớc 40 x 60.Mỗi hình thanh nh vậy nó biểu thị chọn vẹn 1 mảnh bản đồ địa hình 1:1.000.000.Danh pháp của tờ bản đồ này là sự biểu thị giữa chữ cái tên đai với dấu hiệu củamúi chia nh trên

Ví dụ: Danh pháp của tờ bản đồ 1: 1.000.000 là F- 48

Ví dụ: F- 48-23-A- b

e Phân mảnh đánh số bản đồ 1: 10.000.

Chia mảnh 1: 25.000 thành 4 mảnh tỷ lệ 1:10.000 và đánh số 1,2,3,4 Danhpháp của mảnh 1: 10.000 gồm danh pháp mảnh 1: 25.000 ghép với số thứ tự củamảnh1: 10.000 tơng ứng

Ví dụ: F - 48 - 23 - A - b - 1

g Phân mảnh đánh số bản đồ 1: 5.000.

Mảnh bản đồ 1: 5.000 đợc chi thành mảnh bản đồ 1:100.000 theo vĩ độ là 16hàng và theo kinh độ là 24 cột thành 384 mảnh tỷ lệ 1: 5000, đợc đánh số theothứ tự từ trái qua phải từ trên xuống dới bắt đầu từ 1 384

Danh pháp của mảnh bản đồ 1: 5000 bao gồm danh pháp của mảnh 1:100.000 đem chia, cùng với số thứ tự của mảnh chia 1: 5.000 đợc để trong ngoặc

đơn

Ví dụ: F-48-23-(384)

h Phân mảnh đánh số bản đồ 1: 2000.

Chia mảnh bản đồ 1: 5000 thành 3 hàng x 2 cột đợc 6 mảnh tỷ lệ 1: 2.000,các mảnh chia đợc đánh dấu bằng các chữ thờng: a,b,c,d,e,f

Danh pháp mảnh 1: 2.000 gồm danh pháp của mảnh 1: 5000 kèm theo dấuhiệu của mảnh chia tơng ứng Trong đó số thứ tự của mảnh 1: 5000 và dấu hiệucủa mảnh chia 1: 2000 đợc cùng để trong dấu ngoặc đơn

h-Khung bản đồ bao gồm khung trong và khung ngoài h-Khung trong của bản

đồ địa hình đợc tạo bởi hai kinh tuyến biên và 2 vĩ tuyến biên Tại 4 góc khungtrong ghi rõ toạ độ địa lý  ,  Ngoài ra còn có khung độ phút nằm cách khungtrong về phía ngoài 0,6mm (đối với bản đồ 1: 10.000 1: 25.000)

Bên trong khung trong của bản đồ là sự thể hiện các phần tử nội dung bản đồ

và mạng lới toạ độ vuông góc

Các nội dung trình bày bên ngoài khung bản đồ bao gồm: Danh pháp, tênmảnh, tên khu vực đo vẽ, ghi chú tỷ lệ, giải thích ký hiệu

1.5 Nội dung của bản đồ địa hình

Các nội dung cơ bản cần thể hiện trên bản đồ địa hình bao gồm các yếu tốsau:

- Điểm khống chế trắc địa

- Điểm dân c

- Các đối tợng kinh tế, văn hoá, xã hội

- Đờng giao thông và các thiết bị phụ thuộc

- Thuỷ hệ và các công trình phụ thuộc

- Dáng đất và chất đất

- Lớp phủ thực vật

- Ranh giới hành chính - chính trị

- Địa danh và các ghi chú hành chính khác

Tất cả các đối tợng nói trên đợc thể hiện trên BĐĐH với độ chi tiết cao và

đ-ợc ghi chú về các đặc trng số lợng, chất lợng

Ngoài ra khi sử dụng BĐĐH thì việc định hớng có ý nghĩa quan trọng Dovậy các vật định hớng cũng là yếu tố tất yếu của nội dung bản đồ địa hình

Trờng Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa

 Địa vật định hớng: Là địa vật dễ dàng nhận biết ngoài thực địa, nó chophép xác định đợc vị trí nhanh chóng và xác định trên bản đồ Các vật định hớng

có thể là: toà nhà cao tầng, nhà thờ, cây độc lập, ngã t đờng

 Điểm dân c

Dân c là một trong những yếu tố quan trọng nhất của bản đồ địa hình Khithể hiện các điểm dân c trên bản đồ địa hình phải giữ đợc đặc điểm đặc trng củachúng về quy hoạch và cấu trúc

Bản đồ tỷ lệ càng lớn thì sự biểu thị các điểm dân c càng chi tiết Các điểmdân c đợc đặc trng bởi kiểu c trú, số ngời và ý nghĩa hành chính, chính trị của nó,nh: các thành phố, các kiểu dân c thành phố, kiểu dân c nông thôn Kiểu dân c đ-

ợc thể hiện trên bản đồ địa hình bằng kiểu ghi chú tên của nó

Trên bản đồ tỷ lệ 1: 10.000 và 1: 25.000 các điểm dân c đợc biểu thị bằng kýhiệu quy ớc đối với các ngôi nhà và các vật kiến trúc riêng biệt, nh trong đó đã có

sự lựa chọn nhất định

 Các đối tợng kinh tế, văn hoá xã hội

Các công trình công cộng phải biểu thị tính chất kinh tế, văn hoá xã hội củachúng nh: nhà máy, ubnd, nhà thờ, chùa, bu điện, nghĩa trang, tợng đài, trờnghọc, bệnh viện, các đờng dây điện cao thế - hạ thế, đờng dây thông tin v.v

Nói chung các đối tợng kinh tế, văn hoá xã hội khi biểu thị phải có sự lựachọn tuỳ theo tỷ lệ bản đồ; u tiên biểu thị các đối tợng có ý nghĩa lịch sử, văn hoáhoặc ý nghĩa phơng vị Ghi chú chiều cao cho các đối tợng cao từ 15m trở lên vàghi chú tên riêng nếu có

 Đờng giao thông và các tthiết bị phụ thuộc

Hệ giao thông bao gồm các loại: Đờng sắt, đờng ôtô, đờng đất, đờng mòn, ờng bờ ruộng và các sân bay, bến tàu thuyền và bến đò

đ-Các thiết bị phụ thuộc gồm các loại cầu, cống bắc qua đờng đ-Các cầu ôtô qua

đợc đều phải ghi chú vật liệu làm cầu, trọng tải cầu, chiều dài, chiều rộng Ghichú đầy đủ tên riêng nếu có

Trên các bản đồ tỷ lệ 1: 10.000 lớn hơn phải biểu thị tất cả mạng lới giaothông và các đối tợng liên quan

Trên các bản đồ tỷ lệ 1: 25.000 và nhỏ hơn thì sự biểu thị hệ thống đờnggiao thông có sự chọn lọc lấy bỏ và khái quát cao hơn Ưu tiên chọn lọc theo ýnghĩa của từng con đờng

Khi biểu thị hệ thống giao thông cần lu ý đến các cấp đờng, các đoạn đờng

đắp cao, xẻ sâu, cầu cống, biển chỉ đờng, cột cây số

Đối với đờng sắt khi biểu thị cần phân loại độ rộng đờng ray và lu ý đến các

đối tợng liên quan nh: nhà ga, nhà tuần phòng

Đối với đờng ô tô cần thể hiện chất liệu rải mặt, độ rộng lòng đờng và tên ờng bằng ghi chú

đ- Thuỷ hệ và các công trình phụ thuộc

Các yếu tố thuỷ hệ đợc biểu thị chi tiết trên bản đồ địa hình, gồm đờng bề và

đờng mép nớc của biển, hồ, sông ngòi, kênh, mơng, rạch Khi biểu thị cần táchbiệt đờng bờ và đờng mép nớc

Tuỳ theo tỷ lệ của bản đồ và độ rộng của sông, hồ, kênh, mơng mà ta thểhiện nó bằng nét đôi hay nét đơn

Trên bản đồ biểu thị các con sông có chiều dài 1cm trở lên

Độ rộng của sông đợc tính bằng mét và đợc biểu thị bằng ghi chú Phải xác

định biểu thị chất liệu đáy, hớng nớc chảy

Ngoài các yếu tố thuỷ hệ chính nêu trên, trên bản đồ địa hình còn thể hiệncác nguồn nớc tự nhiên và nhân tạo nh giếng nớc, mạch nớc và các đối tợng liênquan nh: máng dẫn nớc, trạm bơm, cống, các loại đê, đập

 Dáng đất và chất đất

Địa hình đợc thể hiện lên bản đồ bằng đờng bình độ Những yếu tố dáng đất

và đờng bình độ không thể hiện đợc thì thể hiện bằng các ký hiệu riêng và ghichú

Tại những điểm đặc trng của địa hình địa vật nh: đỉnh núi, yên ngựa, lòngchảo, ngã ba đờng, chân vật định hớng cần phải ghi chú điểm độ cao để tăng c-ờng cho biểu thị địa hình

ở những nơi địa hình phức tạp nếu đờng bình độ cơ bản không đủ mô tả thì

có thể sử dụng các loại đờng bình độ nửa khoảng cao đều, bình độ phụ, bình độ

đờng kính thân cây và biểu thị và biểu thị đầy đủ ở các tỷ lệ bản đồ

Danh giới của các khu thực phủ đợc biểu thị bằng các đờng chấm, ở diệntích bên trong đờng viền thì vẽ các ký hiệu quy ớc đặc trng cho từng loại thực vật.Khi biên vẽ thực vật phải tiến hành lựa chọn và khái quát; việc chọn lọc thờngdựa theo tiêu chuẩn kích thớc và diện tích nhỏ nhất của các đờng viền đợc thểhiện trên bản đồ

Trờng Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa

đợc khép kín

Ranh giới thực vật và ranh giới các địa vật khác phân ra loại chính xác vàkhông chính xác Thể hiện bằng ký hiệu tơng ứng

 Địa danh và các ghi chú khác

Tên gọi vùng dân c phải đợc điều tra tại UBND các địa phơng Tên sông,núi, các di tích văn hoá phải biểu thị theo cách gọi phổ thông, lâu đời của nhândân các địa phơng

Trên bản đồ địa hình, tất cả các ghi chú bằng chữ thay bằng số phải theomẫu chữ và kích cỡ tiêu chuẩn đã quy định

Khoảng cách giữa ghi chú và ký hiệu thờng quy định từ 0,5mm đến 1mm.Nói chung, đặt ghi chú ở bên phải ký hiệu, trờng hợp không đủ chỗ để ghithì có thể chọn chỗ khác nhng vẫn phải rõ ràng dễ đọc

Tất cả các ghi chú bằng số, phân số đều viết song song với khung nam bản

đồ ( trừ ghi chú số nhà tầng, số đờng bình độ, số đờng dây, số ống dẫn, số đờnggiao thông) Với độ rộng, độ sâu và chất đáy của sông suối thì ghi vào bên tronglòng sông dọc theo ký hiệu mũi tên độ rộng đặt tại nơi đo, nếu sông suối đủ rộng,các trờng hợp khác đặt song song với khung Nam bản đồ

1.6 độ chính xác của bản đồ địa hình

Trên bản đồ địa hình, chủ yếu đợc thể hiện 3 nội dung cơ bản là: Vị trí các

điểm khống chế trắc địa, vị trí các thông tin về nội dung của điểm địa vật, sự biểuthị địa hình bằng đờng bình độ và điểm ghi chú độ cao, điểm đặc trng địa hình

Độ chính xác của việc thể hiện 3 nội dung trên sẽ quyết định độ chính xác củabản đồ địa hình

Quy phạm đo vẽ bản đồ địa hình quy định: Sai số giới hạn vị trí điểm khốngchế mặt phẳng của lới khống chế đo vẽ sau bình sai so với điểm khống chế trắc

địa cấp cao gần nhất không vợt quá 0,2mm ở vùng quang đãng và 0,3mm ở vùngrậm rạp ( tính theo tỷ lệ bản đồ)

Sai số giới hạn của điểm khống chế độ cao đo vẽ sau bình sai so với độ caocủa mốc độ cao gần nhất không vợt quá 1/5 khoảng cao đều cơ bản ở vùng đồngbằng và 1/3 khoảng cao đều cơ bản ở vùng núi

Độ chính xác vị trí mặt bằng các điểm địa vật đợc đặc trng bởi sai số trungbình vị trí điểm của chúng so với điểm khống chế đo vẽ gần nhất (điểm khốngchế mặt phẳng) Ngời ta thờng quy định sai số này không lớn quá 0,5mm trên bản

đồ với các địa vật chủ yếu, rõ nét hoặc đối với khi thành lập bản đồ ở vùng đồngbằng, vùng đồi Sai số này không vợt quá 0,7mm trên bản đồ đối với các địa vậtthứ yếu, có đờng viền không rõ ràng hoặc là đối với khi thành lập bản đồ ở vùngnúi, vùng cao.

Về độ chính xác biểu thị dáng đất thì sai số trung bình về độ cao của đờngbình độ, độ cao của điểm đặc trng địa hình và điểm ghi chú độ cao biểu thị trênbản đồ so với độ cao điểm khống chế đo vẽ gần nhất (điểm khống chế độ cao)không vợt quá quy định trong quy phạm thành lập bản đồ)

Khoảng

cao đều

(m)

Sai số trung bình về độ cao đờng bình độ

(khoảng cao đều)

không có tài liệu bay chụp Chuyển tất cả các điểm khống chế lên mặt ván ( giấybồi trên nền cứng bằng bản kẽm, gỗ hoặc nhôm) sau đó tiến hành đo vẽ Đo chitiết trên trạm máy đợc tiến hành bằng phơng pháp cực Khi độ dốc nhỏ hơn 30 cóthể dùng máy thuỷ chuẩn hoặc tia ngắm ngang của máy bàn đạc đo độ cao của

điểm mia chi tiết Khi đo vẽ chi tiết phải xác định và đa lên bản vẽ độ cao các

điểm đặc trng của địa hình Trên cơ sở độ cao của các điểm mia chi tiết vẽ đờngbình độ ngay tại thực địa

Trờng Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa

ợc ghi vào sổ đo và vẽ sơ hoạ các điểm chi tiết, kèm theo Trên sơ đồ thể hiện các

điểm định hớng, điểm mia đặc trng địa hình và các ghi chú cần thiết khác Tỷ lệsơ đồ xấp xỉ bằng tỷ lệ bản đồ đo vẽ Việc tính toán và chuyển nối các điểm chitiết lên ván vẽ thực hiện ở trong phòng

Hiện nay với sự phát triển của công nghệ máy tính kết hợp sự hỗ trợ của một

số phần mềm thì việc áp dụng phơng pháp này sẽ giảm bớt khối lợng công tác nộinghiệp Bằng cách đa các số liệu đợc đo trực tiếp từ ngoại nghiệp bằng các máykinh vĩ thông thờng, máy toàn đạc điện tử hoặc công nghệ đo GPS động Sau đóchúng ta trút số liệu vào máy theo toạ độ hoặc filedbook và tiến hành nối điểm có

sự hỗ trợ của bảng sơ hoạ

Thành lập bản đồ có sự hỗ trợ của máy tính cũng phải dựa trên phơng pháptruyền thống hay nói cách khác sản xuất bản đồ có sự trợ giúp của máy tính là sựkết hợp nhịp nhàng giữa phơng pháp truyền thống và phơng pháp hiện đại

 Nhận xét u nhợc điểm của phơng pháp

- Ưu điểm: Đạt đợc độ chính xác cao, thuận lợi cho khu vực thành lập nhỏ,vùng cần thành lập có địa vật phức tạp, che khuất nhiều, tận dụng sử dụng đợccác loại máy móc truyền thống hiện có Chủ yếu áp dụng cho thành lập bản đồ

địa hình tỷ lệ nhỏ và trung bình (1:25.000,1:10.0000 và thành lập bản đồ địachính

- Nhợc điểm: Tốn nhiều công sức, thời gian thi công kéo dài, chịu nhiều ảnhhởng của điều kiện ngoại cảnh, kém hiệu quả kinh tế Việc nối các điểm chi tiếttrong phòng theo sơ hoạ thực địa hay theo trí nhớ của ngời đo vẽ rất dễ bị nhầmlẫn Đôi khi không thể thực hiện đợc khi vùng cần thành lập có địa hình phức tạp,khó khăn cho việc tiến hành đo đạc tại thực địa

2.1.2 Biên tập từ bản đồ có tỷ lệ lớn hơn.

Phơng pháp này đợc áp dụng khi khu vực cần thành lập đã có bản đồ tỷ lệlớn hơn mới đợc thành lập hoặc mới hiệu chỉnh Có thể sử dụng bản đồ mới đợcthành lập cách thời điểm triển khai công tác thành lập khoảng 2-3 năm ( tính theothời điểm thông tin của bản đồ) song trớc khi sử dụng phải đánh giá mức độ biến

đổi ở ngoài thực địa so với bản đồ

Nội dung trên bản đồ tài liệu đợc coi là mới và chuẩn, ngời ta tiến hành xác

định sự khác nhau giữa bản đồ cần thành lập với bản đồ tài liệu Yếu tố nào cótrên bản đồ cần thành lập mà không có trên bản đồ tài liệu thì gạch bỏ trên bản đồ

cũ, yếu tố nào thay đổi và mới có trên bản đồ tài liệu mà không có trên bản đồcần thành lập (bản đồ gốc) thì tiến hành chuyển vẽ lên bản đồ gốc thông qua sự

tổng quát hoá nội dung bản đồ và theo quy định trong quy phạm thành lập bản đồ

địa hình tỷ lệ tơng ứng

 Nhận xét u nhợc điểm của phơng pháp

- Ưu điểm: Công tác thành lập bản đồ đợc thực hiện nhanh chóng, đạt độchính xác cao, công việc thành lập đợc tiến hành hoàn toàn trong phòng nên triểnkhai công việc khá thuận tiện, chỉ cần sử dụng các phơng tiện, dụng cụ truyềnthống

- Nhợc điểm: Phơng pháp này chỉ thực hiện đợc ở khu vực cần thành lập đã

có bản đồ địa hình tỷ lệ lớn hơn mới đợc thành lập hoặc mới hiệu chỉnh Độ chínhxác của bản đồ đã thành lập phụ thuộc vào độ chính xác của bản đồ tài liệu và ph-

ơng pháp chuyển vẽ

2.1.3 Thành lập bản đồ bằng ảnh hàng không.

Đã từ lâu ảnh hàng không đã đợc sử dụng rộng rãi và rất có hiệu quả tronglĩnh vực thành lập bản đồ địa hình tỉ lệ nhỏ, tỷ lệ trung bình và tỷ lệ lớn, ảnh hàngkhông còn dùng để thành lập bản đồ địa chính cho các khu vực đất nông - lâmnghiệp hoặc ở khu vực có độ che phủ ít

ảnh hàng không cho ta khả năng đo đạc tất cả các đối tợng đo mà khôngnhất thiết phải tiếp xúc hoặc đến gần chúng, miễn các đối tợng có hình ảnh trên

ảnh, ảnh hàng không giúp ta thu nhập thông tin địa vật, địa hình một cách nhanhchóng và khách quan Sử dụng ảnh hàng không để thành lập bản đồ cho phépgiảm nhẹ công tác ngoài trời, tránh các ảnh hởng của thời tiết đối với kế hoạch vàkết quả công tác Giá thành sản phẩm của các phơng pháp đo vẽ ảnh hàng khôngthấp hơn các phơng pháp đo vẽ trực tiếp 3 lần, thời gian thành lập cũng nhanh hơnrất nhiều và đo vẽ ở mọi địa hình, đặc biệt những vùng con ngời không đặt chântới đợc

Hiện nay, các tiến bộ kỹ thuật và công nghệ mới nhanh chóng đợc đáp ứngvào ngành đo ảnh, vì thế khả năng tự động hoá việc thành lập bản đồ bằng ảnh rấtlớn, càng nâng cao hiệu suất công tác và tính kinh tế của phơng pháp Trên toànnớc hiện nay (khoảng 98%) hầu hết thành lập bản đồ từ ảnh hàng không với cácloại tỷ lệ

Sau đây là sơ đồ quy trình công nghệ thành lập bản đồ bằng ảnh hàng khôngtheo các phơng pháp đo ảnh đơn và đo ảnh lập thể

Sơ đồ quy trình công nghệ tổng quát phơng pháp

Trờng Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa

1 Đo ảnh đơn.

Phơng pháp đo ảnh đơn đợc dùng ở vùng bằng phẳng là chủ yếu, nó đợc ápdụng để đo vẽ địa hình khi mà độ chính xác đo độ cao của phơng pháp đo ảnh lậpthể khó thoả mãn Đo ảnh đơn áp dụng cho thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn vàbản đồ địa chính rất có hiệu quả ở vùng thổ canh có địa hình bằng phẳng

 Nhận xét u nhợc điểm của phơng pháp

- Ưu điểm: Độ chính xác cao, đợc ứng dụng trong thành lập bản đồ vùngrộng lớn, bằng phẳng, bản đồ có yêu cầu khoảng cao đều và độ chính xác độ caongoại lệ

Miền thực địa, khảo sát thiết kế

Công tác bay chụp hoặc t liệu ảnh HK đã có Công tác đoán đọc

Thành lập mô hình số địa hình (DTM) hoặc mô hình

số độ cao (DEM)

Đo vẽ địa hình

Tạo trực ảnh

Số hoá nội dung bản đồ

Kiểm tra, đo vẽ bổ sung ở thực địa

Biên tập, l u trữ dữ liệu

và in bản đồ Lập bình đồ ảnh

Số hoá nội dung bản đồ

- Nhợc điểm: Khối lợng công tác ngoại nghiệp khá nhiều do đó làm giảmtính u việt của phơng pháp đo ảnh.

b Phơng pháp giải tích.

 Nhận xét u nhợc điểm của phơng pháp

- Ưu điểm: Độ chính xác cao và ổn đinh, có điều kiện làm việc thuận lợi

- Nhợc điểm: Thiết bị sử dụng đắt tiền, khối lợng tính toán lớn và phức tạp,năng suất lao động không cao

hệ thống thông tin đất đai

Các đối tợng đo vẽ đợc thể hiện trực tiếp trên mô hình tập thể Do đó việckiểm tra chỉnh sửa các sai sót trong quá trình đo vẽ đợc tiến hành thuận tiện Độchính xác và đảm bảo nh các máy quang cơ, máy giải tích

- Nhợc điểm: Việc đầu t cho hệ thống đo ảnh số đòi hỏi chi phí lớn Bộ nhớcủa máy phải rất lớn Đối với công tác thành lập bản đồ địa hình, cần phải cónhững giải pháp khắc phục cho việc nội suy mô hình số địa hình (DTM) tạinhững vùng địa hình đặc biệt

Hiện nay với việc phát triển của công nghệ tin học, nhiều trạm ảnh số ra đờilàm cho giá thành sản phẩm giảm nhiều Do đó phơng pháp đo ảnh số đang chiếm

u thế trong sản xuất và dần đợc áp dụng phổ biến hơn Đây là công nghệ thànhlập bản đồ của hiện tại và của tơng lai

2.2 Khả năng ứng dụng của các phơng pháp thành lập BĐĐH

Qua sự trình bày bằng các phơng pháp thành lập bản đồ ở phần trên, mặc dùhết sức tổng quát, song cũng đủ cho ta thấy rằng đối với mỗi phơng pháp thànhlập đều có những mặt mạnh, mặt yếu nhất định của nó Ưu điểm của mỗi phơngpháp chỉ đợc phát huy tuỳ theo từng điều kiện cụ thể (về tỷ lệ bản đồ, đặc điểmkhu cần thành lập và t liệu dùng để thành lập) Tuy nhiên xét về phơng diện thìphơng pháp dùng ảnh hàng không thành lập bản đồ là u điểm hơn cả

Trờng Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa

Thế nhng, nếu nh tiến hành thành lập bản đồ theo cách truyền thống thì chakhai thác hết những u việt của ảnh hàng không, mà trong thời đại ngày nay với sựphát triển nh vũ bão của khoa học kỹ thuật và công nghệ thông tin đã và đang ápdụng mạnh mẽ vào ngành đo ảnh và kỹ thuật bản đồ đã đem lại khả năng tự độnghoá rất cao trong công tác thành lập bản đồ bằng phơng pháp ảnh

Khi thành lập bản đồ bằng ảnh hàng không theo cách truyền thống thì tồn tạinhững nhợc điểm sau:

+ Độ chính xác của bản đồ thành lập đợc cha cao bởi ảnh hởng của các sai

số do đo vẽ và chỉnh sửa thủ công

+ Thời gian thực hiện công tác kéo dài, trải qua nhiều công đoạn, tốn nhiềucông sức do đó không đạt hiệu quả cao về kinh tế, nhiều khi không đáp ứng đợcnhu cầu sử dụng của bản đồ

+ Kết qủa bản đồ thành lập đợc là bản đồ giấy cho nên có nhiều hạn chếnhất định của nó, nhất là trong việc quản lý, lu trữ gặp nhiều khó khăn và không

đảm bảo về tính quản lý thống nhất về dữ liệu bản đồ trong toàn ngành hiện nay.Hơn nữa là bản đồ giấy nên việc cập nhật, chỉnh lý sau này không đợc tiện lợi nh

là bản đồ số

Những nhợc điểm trên có thể hoàn toàn đợc khắc phục đợc nếu nh ứng dụngtriệt để công nghệ mới vào hầu hết các công đoạn trong quy trình công nghệthành lập bản đồ Nhng giải pháp này gặp phải một số khóa khăn: Phải có sự đầu

t trang thiết bị mà điều kiện kinh phí ở các địa phơng hiện nay khó có thể thựchiện đợc, hơn nữa phải đào tạo lại toàn bộ đội ngũ cán bộ kỹ thuật Vấn đề nàykhông thể giải quyết đợc ngay đợc Ngoài ra còn gặp phải một số hạn chế trongmột vài công đoạn, nếu sử dụng công nghệ mới.Ví dụ nh khâu điều vẽ ảnh bằngcông nghệ số không thể hiệu quả hơn khi điều vẽ ảnh bằng phơng pháp cổ truyền.Bởi thế cho nên phơng pháp thành lập bản đồ tối u nhất hiện nay là sự kết hợpgiữa công nghệ với công nghệ hiện đại cho các công trình trong qúa trình thànhlập bản đồ sao cho hợp lý và đạt hiệu quả cao về kinh tế cũng nh kỹ thuật

Việc ứng dụng công nghệ mới kết hợp với công nghệ truyền thống bằng sửdụng ảnh hàng không để thành lập bản đồ địa hình có những u điểm nh sau:

+ Công tác thành lập đợc triển khai nhanh chóng, công việc đợc tiến hànhchủ yếu trên máy vi tính nên dễ sử lý, dễ kiểm tra

+ Rút ngắn đáng kể quy trình thành lập bản đồ nâng cao đợc độ chính xác,

đạt hiệu quả cao về kinh tế, đáp ứng kịp thời nhu cầu sử dụng bản đồ

+ Bởi có sự kết hợp các công việc hiện đại với công việc truyền thống trongquy trình thành lập bản đồ nên giảm nhẹ đợc việc đầu t máy móc thiết bị mới,không phải đào tạo lại hoàn toàn đội ngũ cán bộ kỹ thuật mà ngợc lại tận dụng sửdụng và khai thác đợc vốn tri thức và kinh nghiệm sẵn có của đôị ngũ cán bộ kỹthuật , đồng thời với hình thức thành lập này còn tạo điều kiện cho họ tiến tới nắmbắt kịp thời các công nghệ mới và vận dụng một cách hợp lý

+ Sản phẩm thu đợc là một bản đồ số nên rất thuận tiện cho quá trình quản

lý, lu trữ và sử dụng thống nhất về khuôn dạng dữ liệu và hình thức sản phẩmtrong toàn ngành hiện nay Riêng về vấn đề cập nhật, chỉnh sửa bản đồ sau này sẽhết sức thuận lợi, thực hiện nhanh chóng

Qua những phân tích trên, ta thấy rằng thành lập BĐĐH bằng sử dụng ảnhhàng không theo phơng pháp kết hợp giữa công việc truyền thống với công việcbằng công nghệ mới (tức thành lập bản đồ theo ảnh hàng không với sự trợ giúpcủa công nghệ xử lý số) là quy trình thành lập bản đồ có đầy đủ tính u việt và tínhkhả thi trong điều kiện kinh tế chung hiện nay Nhận định này cũng là phù hợpvới xu hớng chung đối với công tác thành lập BĐĐH trong thực tế sản xuất

2.3 quy trình công nghệ thành lập BĐĐH bằng ảnh đơn

Quy trình này đợc dựa trên hình ảnh của đối tợng đo vẽ đợc chụp trên ảnhhàng không, kết hợp với công tác điều vẽ và đo vẽ bổ sung ngoài thực địa Do vậyngời ta thờng gọi là quy trình công nghệ thành lập bản đồ bằng phơng pháp đo vẽphối hợp

Để thành lập bản đồ theo phơng pháp này, chúng ta có thể dựa vào hai quytrình ảnh nắn đơn hoặc bình đồ ảnh

Quy trình I: Đo vẽ bản đồ bằng ảnh đơn.

Đặc điểm của quy trình này là sử dụng các ảnh nắn đơn từ các ảnh hàngkhông làm t liệu cho công tác điều vẽ và đo vẽ ngoại nghiệp Nhờ đó mà đồngthời tiến hành nhiều tổ công tác trong khu đo của một mảnh bản đồ Tuy nhiênviệc vạch ranh giới và kế hoạch công tác cho các tổ phải đợc chú ý đặc biệt

Quy trình II: Đo vẽ bản đồ bằng bình đồ ảnh.

Đặc điểm của quy trình này là sử dụng các ảnh nắn ghép dán chúng lại theotừng mảnh bản đồ đợc gọi là bình đồ ảnh làm t liệu cho công tác điều vẽ và đo vẽngoại nghiệp Nhợc điểm của phơng pháp này là phải sử dụng nhiều bản vẽ đểchế bình đồ ảnh và trong phạm vi đo vẽ của mảnh bản đồ chỉ có thể bố trí một tổ

công tác, tuy nhiên sẽ tránh đợc sai số tiếp biên giữa các tờ ảnh nh đối với Quy trình I

Trờng Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa

Hình1 : Quy trình công nghệ TLBĐ

bằng ảnh nắn

Hình2: Quy trình công nghệ TLBĐ

bằng bình đồ ảnh

Nội dung của từng công đoạn áp dụng trong việc thành lập bản đồ địa hình

tỷ lệ lớn bằng ảnh hàng không Theo quy trình công nghệ đo vẽ phối hợp đợc nêutóm tắt nh sau

2.3.1 Công tác chuẩn bị.

Nghiên cứu nhiệm vụ đợc giao, xác định tỷ lệ bản đồ, yêu cầu về độ chínhxác Tiến hành thu thập, hệ thống hoá và nghiên cứu các t liệu cần thiết cho việcthành lập phơng án kỹ thuật Các t liệu phải có:

- Tình hình địa lý, kinh tế khu đo Từ đó có thể hình dung đợc mức độ phứctạp của địa hình, độ dốc, sự chia sẻ của địa hình Tình trạng thực phủ, thờitiết Hệ thống thuỷ văn, hệ thống giao thông, sự phân phối dân c, mức độ pháttriển kinh tế và an ninh xã hội

- T liệu trắc địa và bản đồ của khu đo Cụ thể là các loại bản đồ đã thành lập

Hệ thống mạng lới trắc địa đang tồn tại trên khu đo

- Cơ sở vật chất kỹ thuật của đơn vị thực hiện Hiểu biết đợc các thông tinnêu trên sẽ giúp ích cho phơng án kinh tế kỹ thuật của đơn vị

2.3.2 Công tác bay chụp hoặc sử dụng các t liệu ảnh hàng không đã có.

Công tác bay chụp hoặc t liệu ảnh

Đây là công đoạn đầu tiên có ý nghĩa lớn về tính kỹ thuật và hiệu quả kinh

tế Dựa vào độ chính xác, tỉ lệ bản đồ, các yếu tố địa hình khu chụp, các thiết bị

xử lý mà tiến hành lựa chọn máy chụp ảnh, xác định chiều cao bay chụp, phơngthức bay chụp nhằm bảo đảm cho ra những tấm ảnh có chất lợng cao nhất

Khi đo vẽ ảnh theo phơng pháp phối hợp, ta cần xuất phát từ hạn sai chophép của độ xê dịch vị trí điểm ảnh do chênh cao địa hình h để xác định độ caobay chụp và tiêu cự của máy ảnh

Độ xê dịch vị trí điểm ảnh do chênh cao địa hình h đợc tính theo côngthức

trung bình của khu chụp

r - Khoảng cách từ điểm ảnh đó đến đáy ảnh

H - Độ cao bay chụp

Từ cơ sở trên mà trong quy trình thành lập bản đồ địa hình ngoại thành thànhphố Nam Định đã sử dụng các máy chụp RMK.top 15 với các thông số kỹ thuật:

fk = 152,09mm; L(cỡ phim) = 23 x 23cm; 1/ma (mẫu số tỷ lệ ảnh) = 1/12.000 vớichiều cao bay chụp

H = ma fk = 152.09 x 12000 = 1825 m

ảnh đợc chụp theo hớng Tây - Đông ảnh chụp có chất lợng tốt về mặtquang học và hình học với độ phủ dọc q = 40%, độ phủ ngang p = 70% do đóhoàn toàn thoả mãn các yêu cầu về kỹ thuật để thành lập BĐĐH tỷ lệ 1: 2000

2.3.3 Đo nối khống chế ảnh.

Điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp (KCNN) là cơ sở trực tiếp xác định toạ độ

và độ cao của các điểm tăng dày phục vụ cho công tác định hớng mô hình Vìvậy mục đích chủ yếu của công tác này là xác định toạ độ và độ cao của các điểmKCNN cần thiết để xây dựng và bình sai lới KCNN

KCNN là điểm ảnh rõ nét đợc nhận biết trên ảnh và ngoài thực địa, toạ độtrắc địa của chúng đợc xác định trực tiếp ngoài trời

Loại điểm KCNN: Tổng hợp (X.Y, Z); mặt phẳng (X,Y); độ cao(Z)

Một số yêu cầu đối với điểm KCNN trong công tác đo nối:

a Số lợng: KCNN đợc bố trí cho từng chuyến bay hoặc từng khối Trong

một khối tối thiểu có 4 điểm bố trí tại các điểm đầu mút nhng để đảm bảo độchính xác và kết cấu vững chắc của đồ hình lới mà có thể bố trí thêm các điểm ởcạnh tuyến (hình a,b,c) Việc bố trí điểm linh hoạt theo yêu cầu độ chính xác

điểm tăng dày và phơng pháp tăng dày

Trờng Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa

l-b Đồ hình bố trí: Yêu cầu nắm vững vị trí đã thiết kế trên ảnh.

c Độ chính xác: Xuất phát từ yêu cầu độ chính xác thành lập bản đồ cần thể



+ Khoảng cao đều h = 2m đợc thể hiện trên bản đồ tỷ lệ lớn theo quy phạm

có độ chính xác mBĐ = 1/3 x h = 0,7m; thì ta có:

2

7 , 0





d Phơng pháp đo: Cần phải xây dựng các lới đờng chuyền cấp 1,2 và các lới

tam giác nhỏ đợc phát triển từ các điểm khống chế cấp cao

Hiện nay việc áp dụng công nghệ GPS để đo nối là chủ yếu vì những u điểmnh: Hiệu quả kinh tế cao, không phải phát cây thông tuyến khi làm lới, đo đợc tấtcả các vị trí ảnh yêu cầu và số liệu đo đảm bảo độ chính xác đặt ra, ít chịu ảnh h-ởng của ngoại cảnh

Điểm khống chế ảnh sau khi đo ngoài thực địa đợc châm chích trên ảnh đợcthể hiện với: số hiệu điểm, độ cao, điểm châm chích đợc khoanh tròn 0,8mm, mặtsau của ảnh có sơ hoạ điểm

2.3.4 Công tác nắn ảnh và thành lập bình đồ ảnh.

Đợc thực hiện theo phơng pháp nắn ảnh quang cơ hoặc phơng pháp nắn ảnh

vi phân hay nắn ảnh số

2.3.5 Điều vẽ và đo vẽ ngoại nghiệp

Mục đích: Hoàn thiện nội dung mô tả của bản đồ về hệ thống thuỷ văn, hệthống giao thông, hệ thống dân c, thảm thực vật và các ghi chủ

Đợc thực hiện trên bình đồ ảnh hoặc các ảnh nắn

Các yếu tố cần điều vẽ và đo vẽ ngoại nghiệp trên khu vực đo vẽ:

+ Đo vẽ nội dung địa hình ( đờng bình độ, đờng độ cao ) điều tra xác địnhcác nội dung ghi chú trên bản đồ

+ Xác định tất cả tên sông suối, hệ thống cầu cống, hớng dòng chảy

+ Hệ thống giao thông nh: Tên đờng quốc lộ, đờng rải nhựa, bờ lở, ta luy, ớng đi của đờng

h-+ Xác định các công trình công cộng, văn hoá xã hội ( trụ sở UBND, trờnghọc, bệnh xá, ); xác định tên các bản làng, số hộ sinh sống

+ Thảm thực vật: Điều vẽ các loại rừng, xác định độ cao trung bình của từngcụm rừng

+ Xác định các đờng biên ranh giới, đồi trọc, núi đá

+ Hệ thống đờng dây điện, đờng dây thông tin, trạm biến áp

+ Ngoài ra khi tiến hành công tác ngoại nghiệp cũng cần đo vẽ bổ sung các

địa vật mới xuất hiện hoặc đã thay đổi so với ảnh chụp

Kết quả điều vẽ và đo vẽ ngoại nghiệp đợc thể hiện trên ảnh phóng to và chúgiải trong sổ sách kèm theo

Trờng Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa

Chơng 3

thành lập bản đồ địa hình bằng phơng pháp đo

vẽ phối hợp

Phơng pháp đo ảnh đơn là một trong những phơng pháp đo vẽ bản đồ chủ yếu

hiện nay và đang đợc ứng dụng rộng rãi, đặc biệt là đối với nhiệm vụ thành lậpbản đồ tỷ lệ lớn ở vùng bằng phẳng và bản đồ địa chính

Công nghệ thành lập bản đồ địa hình bằng phơng pháp đo vẽ ảnh đơn đợc thựchiện theo trình tự sau

- Nắn ảnh : Nắn ảnh bằng các phơng pháp khác nhau là nguồn thông tin hết

sức phong phú và trung thực trên bề mặt thực địa, cho phép nhanh chóng thu đ ợccác nội dung về địa vật trên bề mặt thực địa với độ chính xác thoả mãn yêu cầutuỳ theo tỷ lệ bản đồ thành lập Các bình đồ ảnh đợc chế tạo từ ảnh nắn và có thểcoi là bản gốc về nội dung địa vật của bản đồ địa hình

- Công tác đo vẽ ngoại nghiệp : Bao gồm các nội dung.

+ Điều vẽ địa vật, các nội dung ghi chú trên bản đồ

+ Đo vẽ địa hình

+ Đo vẽ bổ sung các địa vật mới xuất hiện

Công tác đo vẽ ngoại nghiệp đợc thực hiện trên bình đồ ảnh nên có thể chọncác địa vật rõ nét trên ảnh và trên thực địa làm trạm đo

3.1 Định nghĩa bình đồ ảnh

Bình đồ ảnh là hình ảnh của miền thực địa, đợc thành lập từ những tấm ảnh

đã nắn trên cơ sở từ các điểm định hớng (điểm nắn) rồi tiến hành cắt, dán ghépchúng lại theo khuôn khổ từng mảnh bản đồ cùng tỷ lệ

So với bản đồ thì bình đồ ảnh chứa lợng thông tin lớn và địa vật đợc thể hiệnmột cách chi tiết rõ ràng các dạng đặc trng của địa hình có thể dễ nhận biết nh:chỗ đứt gẫy, chỗ uốn nếp

Tuy vậy bình đồ ảnh cho thấy , hình ảnh của các địa vật cha đợc chọn lọckhái quát hoá bằng các ký hiệu quy ớc để dễ đọc nh trên bản đồ, đồng thời cha

có các ký hiệu dáng đất, ghi chú độ cao

Bình đồ ảnh thờng đợc sử dụng khi thành lập bản đồ địa hình, đôi khi có thểthay thế bản đồ trong công tác khảo sát thăm dò Trong lĩnh vực quân sự bình đồ

ảnh là tài liệu dẫn đờng hành quân di chuyển Trong chiến đấu là tài liệu quan

trọng giúp ngời chỉ huy trận đánh, cũng nh trong bảo vệ các mục tiêu quan trọng.Trong huấn luyện bình đồ ảnh là tài liệu học tập.

3.2 Cơ sở lý thuyết nắn ảnh

Từ nghiên cứu sự biến hình trên ảnh và khả năng loại trừ chúng, công tácnắn ảnh là biện pháp hữu hiệu đã và đang sử dụng Vậy quá trình biến đổi hình

ảnh của miền thực địa đợc chụp trên ảnh nghiêng thành hình ảnh tơng ứng trên

ảnh nằm ngang, có tỷ lệ phù hợp với tỷ lệ bản đồ cần thành lập gọi là “ nắn ảnh”.Vì thế, nhiệm vụ của công tác nắn ảnh chủ yếu là khử ảnh sai số vị trí điểm

do ảnh nghiêng gây ra, hạn chế sai số vị trí điểm do địa hình lồi lõm gây ra, xác

định tỷ lệ của ảnh nắn cho phù hợp

* Nguyên lý nắn ảnh

+ Biến hình ảnh trên ảnh nghiêng thành hình ảnh trên ảnh nắn

Hình 3.1 Quan hệ phối cảnh giữa miền thực địa ảnh hàng không và ảnh nắn.

Giả sử trên mặt phẳng (G) ta có một vật đợc xác định bởi 4 điểm A, B, C, D

và hình chiếu phối hợp cảnh của điểm địa vật này trên ảnh chụp nghiêng P là a, b,

c, d và hình chiếu phối hợp cảnh trên mặt nắn (E) sẽ là A, B, C, D đồng dạng với

a

e

a' p

Trờng Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa

H - Chiều cao bay chụp tính từ tâm S đến G

mbd - Mẫu số tỷ lệ bản đồ

Ngợc lại, nếu trên mặt nắn (E) hình A, B, C, D đã đợc xác định đồng dạngvới A, B, C, D và thu nhỏ lại với tỷ lệ 1/mbd khi ta dùng mặt phẳng (E) để hứngchùm tia chiếu Sa, Sb, Sc, Sd sao cho các tia chiếu tơng ứng đi qua các điểm cùngtên Khi đó vị trí của mặt phẳng (E) cũng hoàn toàn đợc xác định, tức là E // G và

S gọi là “Điểm nắn ảnh”

Mối quan hệ phối cảnh trên đợc biểu diễn bằng công thức:

1

8 7

3 2 1

f u y u x u

1

8 7

6 5 5 4

f u y u x

u

Trong đó:

x’, y’ - Toạ độ của điểm ảnh trên ảnh nghiêng

x, y - Toạ độ của điểm tơng ứng trên ảnh nắn

uk (k = 18) là các tham số

Công thức (3.1) chỉ đợc xác định khi ta biết đợc ít nhất 4 điểm có toạ độ trên

ảnh nghiêng Những điểm này gọi là “điểm nắn ảnh”

+ Hạn chế sai số vị trí điểm do địa hình lồi lõm gây ra

ảnh hàng không là hình chiếu xuyên tâm của miền thực địa trên mặt phẳng

ảnh Do vậy, khi miền thực địa có độ lồi lõm thì hình ảnh của chúng trên ảnhkhông tơng ứng với hình ảnh của chúng trên bản đồ Để hạn chế sai số địa hình,cần khảo sát sự xê dịch vị trí điểm ảnh do độ chênh cao địa hình gây ra

Từ hình (3.2) ta thấy: Sai số xê dịch vị trí điểm ảnh do địa hình gây ra đợcxác định theo công thức:

H

r h

h

r

'

r’ - Bán kính hớng tâm của điểm ảnh (r  x' 2 y' 2 ).

H - Độ cao bay chụp trung bình

Để giới hạn độ chênh cao địa hình của miền thực địa chúng ta xét công thứcsau:

max min

max max H H 2h

m r h x

k a

f m

Trờng Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa

Hình 3.2 Sự xê dịch điểm ảnh do chênh cao địa hình gây ra.

Nếu miền thực địa trong phạm vi tấm ảnh có độ chênh cao địa hình lớn hơn

Nh vậy, để tính toạ độ điểm nắn trên mặt nắn ta phải có:

Các tham số uk còn đợc gọi là các yếu tố nắn ảnh giải tích Chúng có thể đợcxác định theo hai phơng thức sau:

a Tính các yếu tố nắn ảnh giải tích theo các nguyên tố định hớng của ảnh

đơn.

k

f c

a Z

a Z u

a Z u

b Z

b Z u

b Z u

c u

b Xác định các yếu tố nắn ảnh giải tích trên cơ sở các điểm khống chế nắn

X, Y – Là toạ độ trắc địa của điểm khống chế nắn ảnh

x’, y’ – Là toạ độ điểm ảnh của điểm khống chế nắn ảnh

Khi số điểm khống chế nắn ảnh nhiều hơn 4 (n>40, ta có thể lập một hệ ph

-ơng trình sai số dạng (3.8) và giải nó theo nguyên tắc số bình ph-ơng nhỏ nhất

(3.7)

Trờng Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa

Để nâng cao độ chính xác các yếu tố nắn ảnh uk khi sử dụng vào việc lập matrận hệ số c, các toạ độ ảnh đợc hiệu chỉnh các loại sai số xê dịch vị trí điểm ảnh.Các trị hiệu chỉnh toạ độ ảnh của điểm nắn đợc tính theo:

H

h x r r

x

'

' '   



H

h y r r

y

'

' '   

) ' ' ( ) ' ' ( 1

8 7

3 2

f u y y u x x u m

bd n

) ' ' ( ) ' ' (

) ' ' ( ) ' ' ( 1

8 7

6 5

f u y y u x x u m

bd n

 , Là các trị hiệu chỉnh toạ độ ảnh của điểm cần nắn

Ngày nay với sự phát triển của kỹ thuật tính toán, phơng pháp nắn ảnh giảitích trở thành một trong những biện pháp nắn chủ yếu dùng trong tính chuyểntrên

nhng sai số vị trí điểm đo địa hình lồi lõm gây ra không thể loại trừ, mà chỉ có thểhạn chế nó trong phạm vi cho phép Tức là:

' 2

max

r

f m

bd gh

Số vùng nắn trong một tấm ảnh đợc xác định theo công thức:

In ảnh và sử lý hoá ảnh

Trờng Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa

h

 - Là toạ độ chênh cao địa hình của khu vực trong toàn tấm ảnh

Hình 3.4 Mô tả một ví dụ về việc phân vùng ảnh nắn theo nguyên tắc nói trên.

3.3.2.3 Phơng pháp nắn ảnh vi phân.

Khi vùng địa hình có độ chênh lệch cao lớn, đặc biệt đối với vùng núi, thìphơng pháp nắn ảnh quang cơ gặp rất nhiều khó khăn Vì vậy để hạn chế sai số vịtrí điểm do chênh cao địa hình gây ra, ngời ta chia phạm vi nắn của tấm ảnh thànhnhiều vùng nhỏ, sao cho trong mỗi vùng nắn đó độ chênh cao địa hình không vợtquá trị cho phép hmax Tuy vậy, với vùng núi thì số vùng nắn sẽ rất lớn, nên takhông thể thực hiện theo phơng pháp nắn phân vùng

Trong trơng hợp đó, công tác nắn ảnh sẽ thực hiện theo phơng thức nắn từngkhe nhỏ với sự thay đổi liên tục độ cao của mặt nắn Phơng thức này đợc gọi là

Hình 3.5: Sơ đồ khái niệm về phơng pháp nắn vi phân

Nguyên lý của nắn ảnh vi phân là biến đổi hình ảnh trong rẻo nắn thànhhình ảnh tơng ứng trên mặt nắn dựa trên quan hệ phối cảnh của phép chiếu xuyêntâm:

z a y a x a

z a y a x a f

x k

33 23 13

31 21 11

z a y a x a f

y k

33 23

13

32 22 12

x, y – Là toạ độ của điểm ảnh

X, Y – Là toạ độ của điểm nắn trong hệ toạ độ không gian nắn ảnh

z – La toạ độ của tâm chiếu đối với điểm nắn ảnh

aik (i, k = 1,2,3) – Các cosin chỉ hớng của ma trận quay

triệt tiêu thông qua động tác xoay bản điểm nắn trên mặt nắn Do dó ma trậnquay đợc xác định nh sau:

23 22 21

13 12 11

cos sin

0

sin cos

0

0 1

1 cos 0 sin

0 1 0

sin 0

cos

a a a

a a a

a a a A

Trờng Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa

a22 = cos ; a23 = -sin ; a31 = sin ; a32 = cos sin

cos sin

sin cos

Z Y

X

Z X

cos sin

sin cos cos

sin sin

Z Y

X

Z Y

X f

k x

k y

A = -(Ycos sin - Zsin cos); F = -Ycos

B = (Xcos sin + Ysin sin )

W = -(Xcos sin - Ysin cos + Zcos cos)2

C = -(Xcos + Ysin sin)

D = Ysin

E = -(Xsin - Zcos)

Trong nắn ảnh vi phân, ảnh đợc nắn trong từng khe nhỏ (Hình 3.5) trong đóchỉ có tâm khe nắn m là thoả mãn công thức (3.16), còn các điểm khác trong khenắn đợc hiệu chỉnh toạ độ theo công thức (3.17)

* Căn cứ vào mức độ xử lý, ảnh hởng của độ chênh cao địa hình trong từngrẻo nắn, nên trong nắn ảnh vi phân có hai mức nắn sau:

- Nắn ảnh vi phân mức không: Tức là trong từng rẻo nắn đợc coi là mặtphẳng nằm ngang với khoảng cách nắn tơng ứng với điểm tâm của rẻo nắn

- Nắn ảnh vi phân mức một: tức là trong quá trình nắn ảnh có hiệu chỉnh ảnhhởng của độ nghiêng ngang mặt địa hình đối với ảnh nắn, thông qua một bộ phậnquang học của máy nắn để thay đổi góc nghiêng và tỷ lệ của ảnh nắn trong từngrẻo nắn

3.4 Các phơng thức nắn ảnh trên máy quang cơ

Tức là sử dụng các vận động của máy nắn, để làm cho hình ảnh của các

điểm nắn trên ảnh chiếu xuống mặt nắn, trùng với các điểm nắn tơng ứng trên bảnnắn Phơng thức này thờng hay dùng trong thực tế

3.4.1 Nắn ảnh theo phơng pháp đối điểm.

Để nhanh chóng thực hiện quá trình đối điểm, ngời thao tác cần nắm vữngquy luật tác động của các vận động trên máy nắn đối với hình chiếu của ảnh trênmặt nắn.

Hình 3.6 Quy luật tác động của các vận động máy nắn đối với ảnh chiếu trên mặt nắn

Sau khi hoàn thành công tác chuẩn bị, có thể tiến hành quá trình đối điểm đểnắn ảnh Về nguyên tắc chỉ cần 4 điểm nắn để thực hiện nhiệm vụ này, nhng để

đảm bảo độ chính xác và có điều kiện kiểm tra kết quả nắn ảnh, thờng sử dụng 5

điểm nắn, trong đó có một điểm nằm gần điểm chính ảnh

k

+

e x x

c b

3

1

4 2