ứng dụng phần mềm Surfer trong công tác vẽ đường bình độ thành lập bản đồ địa hình

ứng dụng phần mềm Surfer trong công tác vẽ đường bình độ thành lập bản đồ địa hình

Lời nói đầu

Bản đồ có vai trò rất quan trọng và là tài liệu cơ bảnkhông thể thiếu trong nghiên cứu khoa học, trong các ngànhkinh tế quốc dân và quốc phòng Nó là cơ sở, là công cụ, làkết quả trong việc thiết kế, quy hoạch các lĩnh vực của đất n-ớc

Trong giai đoạn hiện nay, việc thực hiện chiến lợc CNH HĐH đất nớc của Đảng và Nhà nớc ngày càng đợc đẩy mạnh.Bản đồ địa hình là tài liệu không thể thiếu, nhất là tại cácvùng kinh tế trọng điểm, các khu công nghiệp, thủy lợi, thủy

-điện …để phục vụ khảo sát, thiết kế và quy hoạch Vì vậycông tác thành lập bản đồ địa hình là công việc mang tínhcấp bách hiện nay

Có nhiều phơng pháp để thành lập bản đồ địa hìnhnh: đo vẽ trực tiếp ngoài thực địa, đo vẽ bằng phơng pháp đo

ảnh, biên tập bản đồ từ bản đồ có tỷ lệ lớn hơn Mỗi phơngpháp đều có những u nhợc điểm khác nhau Phơng pháp đo vẽtrực tiếp ngoài thực địa cho độ chính xác cao, nhng lại vất vả.Phơng pháp đo ảnh là phơng pháp mới, có độ chính xác khácao và công việc không vất vả nh đo vẽ trực tiếp ngoài thực

Sinh viên: Ngô Thế Anh Lớp:Trắc địa A-K48

1

bằng cách thay thế các công cụ đo vẽ cũ bằng các thiết bị mớivới công nghệ tiên tiến nh: các máy toàn đạc điện tử độ chínhxác cao, máy vi tính và các phần mềm tiện ích, công nghệGPS v.v Các máy móc và phần mềm tiện ích đó đã và đangdần dần thay thế các loại máy quang học cũ và các phơng pháp

đo đạc cổ truyền với độ chính xác không cao mà năng suấtlao động thấp Trong công tác thành lập bản đồ địa hình, sốliệu sau khi đo xong đợc xử lý và chạy trên các phần mềm đểthành lập bản đồ Để nghiên cứu một trong những cách để

thành lập bản đồ địa hình em đã thực hiện để tài: "ứng

dụng phần mềm Surfer trong công tác vẽ đờng bình độ thành lập bản đồ địa hình".

Mục đích của đề tài là nghiên cứu về bản đồ địa hình,công tác đo vẽ ngoài thực địa bằng máy toàn đạc điện tử,việc dùng phần mềm Surfer, AutoCad để vẽ đờng bình độ, vàthành lập bản đồ địa hình

Sau một thời gian nghiên cứu, với sự giúp đỡ, hớng dẫn tận

tình của thầy giáo Ts Đinh Công Hoà và các thầy cô trong bộ

môn, em đã hoàn thành bản đồ án Nội dung đồ án đợc trìnhbày nh sau:

Địa chất Có đợc kết quả này em xin chân thành cảm ơn thầy

giáo Ts Đinh Công Hoà là ngời đã trực tiếp hớng dẫn, đa ra

những gợi ý có giá trị về mặt khoa học và thực tiễn sản xuất,giúp em hoàn thành bản đồ án và em xin gửi lời cảm ơn tới cácthầy cô trong bộ môn đã giúp đỡ em trong suốt thời gian emhọc tập tại trờng cũng nh trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp.Trong quá trình làm đồ án, mặc dù đã rất cố gắng nhng lợngkiến thức còn hạn hẹp nên đồ án có thể còn nhiều sai sót rấtmong các thầy cô và bạn bè thông cảm và góp ý

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 6 2008

-Sinh viên thực hiệnNgô Thế AnhLớp : Trắc địa A-K48

Chơng I: Tổng quan về bản đồ địa hình và các phơng

pháp thành lập bản đồ địa hình

I.1 Khái quát về bản đồ địa hình

Bản đồ địa hình là bản đồ thể hiện một khu vực trên bềmặt của trái đất, trên đó bản đồ thể hiện những thành phầncủa thiên nhiên và kết quả hoạt động thực tiễn của con ngời

mà mắt ta có thể cảm nhận đợc, chúng đợc xây dựng theomột quy luật toán học nhất định bằng một hệ thống ký hiệu

Sinh viên: Ngô Thế Anh Lớp:Trắc địa A-K48

3

quy ớc và các yếu tố nội dung đã đợc tổng quát hoá.

Trên bản đồ địa hình, không đa lên tất cả mọi hình ảnh

có trên mặt đất mà chỉ thể hiện các đối tợng chứa đựng lợngthông tin phụ thuộc vào không gian, thời gian và mục đích sửdụng

Tính không gian giới hạn (xác định) khu vực đợc tiến hành

đọc chi tiết hoặc đo đếm chính xác” Dựa vào bản đồ địahình có thể nhanh chóng xác định tọa độ, độ cao của điểmbất kỳ nào trên mặt đất, khoảng cách và phơng hớng của hai

điểm, chu vi, diện tích, khối lợng của vật, vùng, cùng hàng loạtcác thông số khác

I.2 Cơ sở toán học của bản đồ địa hình

Cơ sở toán học của bản đồ địa hình bao gồm: Hệ thống

tỉ lệ bản đồ, phép chiếu bản đồ Elipxoid sử dụng để định

vị, hệ tọa độ vuông góc, hệ độ cao, mạng lới kinh vĩ tuyến, lới

đồ, sơ đồ bố cục, sự phân mảnh đánh số bản đồ.

I.2.1 Tỷ lệ

Theo qui phạm bản đồ địa hình nớc ta cũng dùng dãy tỉ

lệ nh hầu hết các nớc khác trên thế giới gồm các tỉ lệ sau:1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000, 1:10000, 1:20000, 1:25000,1:50000, 1:100000, …

I.2.2 Phép chiếu và lới tọa độ

1 Phép chiếu

Phép chiếu bản đồ là sự thể hiện (ánh xạ) bề mặt thựccủa trái đất lên mặt phẳng thông qua một công thức toán họcxác định Công thức chung :

X = f1(,)

Y = f2(,)

Trong đó:

- X, Y là tọa độ phẳng của 1 điểm trên mặt phẳng

-  ,  là tọa độ địa lý của 1 điểm bất kì trên bề mặt trái

đất

- f1,f2 là hàm đơn trị, liên tục và hữu hạn trong phạm vi bản

đồ thể hiện Tơng ứng với mỗi hàm f1, f2 chúng ta sẽ có cácphép chiếu bản đồ khác nhau

ở nớc ta, do điều kiện kinh tế xã hội và lịch sử nên các bản

đồ địa hình thể hiện lãnh thổ Vịêt nam đợc thành lập bằng

2 phép chiếu chủ yếu: phép chiếu Gauss và phép chiếu UTM Phép chiếu Gauss là phép chiếu hình trụ ngang đồnggóc, bán kính hình trụ ngang bằng bán kính trái đất Tâmchiếu là tâm quả đất và chiếu theo múi chiếu 60 (tức là có tấtcả 60 múi), các múi này đợc đánh số từ Tây sang Đông tính từ

Sinh viên: Ngô Thế Anh Lớp:Trắc địa A-K48

5

kinh tuyến gốc đi qua đài thiên văn Greenwich (Anh) Nh vâytrong phép chiếu Gauss thì các góc không bị biến dạng, hìnhchiếu các kinh vĩ tuyến giao nhau với một góc bằng 900 Diệntích của múi chiếu Gauss lớn hơn trên mặt cầu Kinh tuyếntrục không bị biến dạng (m0=1) Độ biến dạng về chiều dài vàdiện tích tăng từ kinh tuyến giữa về phía hai kinh tuyến biên

và giảm từ xích đạo về hai cực

Phép chiếu UTM cũng là phép chiếu hình trụ ngang

đồng góc và cũng có tâm chiếu là tâm quả đất nhng khác vớiphép chiếu Gauss để giảm độ biến dạng về chiều dài và diệntích thì trong UTM sử dụng hình trụ ngang có bán kính nhỏhơn bán kính quả đất, nó cắt mặt cầu theo 2 đờng cong đốixứng và cách kinh tuyến giữa khoảng 180 km Kinh tuyến trục

là đờng thẳng nhng biến dạng về chiều dài (m0=0.9996) Cáchkinh tuyến trục 1,50 về cả 2 phía có 2 đờng chuẩn, vùng lãnhthổ nằm trong hai đờng chuẩn này có biến dạng nhỏ hơn so vớiphép chiếu Gauss Các điểm nằm phía trong đờng cắt mặttrụ thì độ biến dạng mang dấu âm còn phía ngoài mang dấudơng

Nớc ta có lãnh thổ trải dài theo vĩ độ nên sử dụng phépchiếu Gauss là hợp lý Tuy nhiên với u điểm độ biến dạng phân

bố đều hơn và để thuận tiện cho việc sử dụng hệ tọa độchung trong khu vực và thế giới, trong hệ tọa độ mới VN-2000

ta sử dụng phép chiếu UTM thay cho phép chiếu Gauss trong

hệ HN-72

2 Lới tọa độ

Lới tọa độ địa lý ( ): Nó còn đợc gọi là lới kinh vĩ

đồ, hình dáng của nó phụ thuộc vào đặc điểm của phépchiếu.

Lới tọa độ vuông góc (Đêcac): Dùng để xác định tọa độ(x,y) của các điểm Lới của nó là những đờng thẳng song songvuông góc với nhau Kinh tuyến chính của múi là trục x, xích

đạo là trục y, gốc tọa độ là điểm giao nhau của hai trục trên.Gốc này có giá trị khởi đầu là (0, 500)

3 Chia mảnh và đánh số bản đồ địa hình

- Bản đồ 1:1000000 có kích thớc đợc thống nhất trên toànthế giới Khung hình thang của bản đồ 1:1000000 là 40 theo

vĩ độ và 60 theo kinh độ Kí hiệu múi đợc đánh số A rập bắt

đầu từ múi số 1 nằm giữa kinh tuyến 1800 Đông và 1740 Tây

Kí hiệu múi tăng từ Đông sang Tây Ký hiệu múi tăng dần từ

Đông sang Tây

Ký hiệu đai đợc đánh bằng chữ cái Latinh (A,B,C…), (bỏqua các chữ O,I) bắt đầu từ A nằm giữa vĩ tuyến 00 và 40 Kýhiệu đai tăng dần từ xích đạo về hai cực Trong hệ thống lớichiếu UTM quốc tế ngời ta đặt trớc ký hiệu đai chữ W với các

đai ở Bắc bán cầu và Nam bán cầu

- Bản đồ 1:500000

Chia mảnh 1:1000000 thành 4 phần ta đợc 4 mảnh tỷ lệ1:500000 có kích thớc 30x20 và đợc đánh ký hiệu từ trái quaphải, từ trên xuống dới

Theo kiểu UTM quốc tế các phiên hiệu A, B, C, D đợc đánhtheo chiều kim đồng hồ bắt đầu từ góc Tây Bắc

- Bản đồ 1:250000

Mỗi mảnh 1:500000 đợc chia thành 4 mảnh tỷ lệ 1:250000

có kích thớc 10x1030' ký hiệu bằng số ảrập theo thứ tự từ trái

Sinh viên: Ngô Thế Anh Lớp:Trắc địa A-K48

7

qua phải, từ trên xuống dới Theo UTM quốc tế mảnh bản đồ1:1000000 chia thành 16 mảnh bản đồ 1:250000, mỗi mảnh cókích thớc 10x1030' ký hiệu bằng các số ảrập từ 1 đến 16 theothứ tự từ trái qua phải, từ trên xuống dới

- Bản đồ 1:10000

Lấy mảnh 1:1000000 chia thành 96 mảnh1:100000 cókích thớc 30'x30' Đánh số từ trái qua phải, từ trên xuống dới

Theo UTM quốc tế hệ thống bản đồ tỷ lệ 1:100000 đợcchia độc lập so với hệ thống 1:1000000 Phân hiệu mảnh bản

đồ 1:100000 gồm 4 số, hai số bắt đầu từ 00 là số thứ tự củacác múi có độ rộng 30' theo kinh tuyến xuất phát từ kinh tuyến

750 Đông và tăng dần về phía Đông, hai số sau bắt đầu bằng

01 là số thứ tự của các đai có độ rộng 30' theo vĩ tuyến xuấtphát từ vĩ tuyến 40 Nam và tăng dần về phía cực

- Bản đồ 1:50000

Mỗi mảnh 1:100000 chia thành 4 phần thành 4 mảnh1:50000 có kích thớc 15'x15' đợc đánh ký hiệu chữ cái A, B, C,

D theo thứ tự từ trái qua phải, từ trên xuống dới

Theo kiểu UTM quốc tế việc chia mảnh thực hiện tơng tự.Phân hiệu mảnh bằng chữ số La mã theo thứ tự bắt đầu từmảnh góc Đông Bắc theo chiều kim đồng hồ

- Bản đồ 1:25000

Chia mảnh 1:50000 thành 4 mảnh 1:25000, mỗi mảnh cókích thớc 7'30"x7'30", ký hiệu a, b, c, d theo thứ tự từ trái sangphải, từ trên xuống dới

Theo UTM quốc tế không chia mảnh 1:25000 và tỷ lệ lớnhơn

Chia mảnh 1:25000 thành 4 phần 1:10000 có kích thớc3'45"x3'45" đợc đánh số 1, 2, 3, 4 theo thứ tự từ trái qua phải,

từ trên xuống dới

- Bản đồ 1:5000

Mỗi mảnh 1:100000 chia thành 256 mảnh 1:5000 có kíchthớc 1'52",5x1'52",5 và đợc đánh số từ 1 đến 256 theo thứ tự

từ trái qua phải, từ trên xuống dới

- Bản đồ 1:2000

Mỗi mảnh 1:5000 đợc chia thành 9 mảnh 1:2000 kích thớc37",5x37",5 đợc ký hiệu bằng chữ thờng a, b, c, d, e, f, g, h, ktheo thứ tự từ trái qua phải, từ trên xuống dới

- Bản đồ 1:1000

Mỗi mảnh 1:2000 chia thành 4 mảnh 1:1000 kích thớc18",75x18",75 đợc đánh ký hiệu I, II, III, IV theo thứ tự từ tráiqua phải, từ trên xuống dới

- Bản đồ 1:500

Mỗi mảnh 1:2000 đợc chia thành 16 mảnh 1:500 đợc đánh

số từ 1 đến 16 theo thứ tự từ trái qua phải, từ trên xuống dới

I.3 Nội dung của tờ bản đồ địa hình

Nội dung của tờ bản đồ địa hình bao gồm các yếu tố là

điểm khống chế trắc địa, địa vật (địa vật định hớng, các

điểm dân c, thủy hệ, giao thông, lớp phủ thực vật, ranhgiới.v.v…) và dáng đất (địa hình) Tất cả các đối tợng nói trên

đợc thể hiện trên bản đồ địa hình cần phải đầy đủ, chínhxác Mức độ tỷ mỉ của nội dung bản đồ phải phù hợp với mục

đích sử dụng bản đồ và đặc điểm của khu vực

I.3.1 Điểm khống chế trắc địa

Các điểm tọa độ và độ cao các cấp phải đợc biểu thị

Sinh viên: Ngô Thế Anh Lớp:Trắc địa A-K48

9

đầy đủ và chính xác lên bản đồ Đây là yếu tố dạng điểmcần thể hiện chính xác đến 0,1mm trên bản đồ.

Dùng các ký hiệu tơng ứng để thể hiện các điểm tọa độnhà nớc và điểm tọa độ cơ sở Đối với bản đồ bản đồ địahình tỉ lệ lớn, có thể hiện thị các điểm khống chế đo vẽ.Thông thờng các điểm khống chế đợc ghi chú số hiệu và độcao của chúng

I.3.2 Địa vật

1 Địa vật định hớng

Khi sử dụng bản đồ địa hình thì việc định hớng có ýnghĩa quan trọng, do vậy, các địa vật định hớng cũng là yếu

tố tất yếu của nội dung bản đồ địa hình

Đó là những đối tợng của khu vực, nó cho phép ta xác

định vị trí nhanh chóng và chính xác trên bản đồ nh các cây

độc lập, tòa nhà cao, nhà thờ, đình chùa, cột cây số… Các

địa vật định hớng còn bao gồm một số địa vật không nhôcao so với mặt đất nhng dễ dàng nhận biết nh ngã ba đờng,ngã ba sông…

2 Các điểm dân c

Các điểm dân c là một trong những yếu tố quan trọngnhất của bản đồ địa hình Các điểm dâc c đợc đặc trngbởi kiểu c trú, số ngời và ý nghĩa hành chính – chính trị của

nó Khi thể hiện các điểm dân c trên bản đồ phải giữ đợc

đặc trng về quy hoạch, cấu trúc

Trên bản đồ tỷ lệ lớn thì sự biểu thị các điểm dân ccàng tỉ mỉ, phạm vi dân c phải biểu thị khép kín bằng các kýhiệu tơng ứng, nhà trong vùng dân c phải biểu thị tính chất

Các công trình công cộng phải biểu thị tính chất kinh tế,xã hội, văn hóa của chúng nh nhà máy, trụ sở uỷ ban, bu điện…

3 Thủy hệ

Các yếu tố thủy hệ đợc biểu thị tỉ mỉ, trên bản đồ địahình biểu thị các bờ biển, bờ hồ, sông, ngòi, mơng, kênh,rạch… Các đờng bờ nớc đợc thể hiện trên bản đồ địa hìnhtheo đúng đặc điểm của từng kiểu bờ đờng Đồng thời cònphải thể hiện các thiết bị phụ thuộc thủy hệ nh các bến cảng,trạm thủy điện, đập…

Sự biểu thị các yếu tố thủy hệ còn đợc bổ sung bằng các

đặc trng chất lợng nh độ mặn của nớc, độ sâu và rộng củasông, tốc độ dòng chảy…

Biểu thị

sông

Độ rộng của sông ở thực địa1:10000 1:25000 1:50000 1:100000

4 Mạng lới đờng giao thông

Trên các bản đồ địa hình mạng lới đờng đợc thể hiện tỉ

mỉ về khả năng giao thông và trạng thái của đờng Mạng lới ờng đợc thể hiện chi tiết hoặc khái lợc và tuỳ thuộc vào tỷ lệ

đ-Sinh viên: Ngô Thế Anh Lớp:Trắc địa A-K48

11

của bản đồ, cần phải phản ánh đúng mật độ của lới đờng, ớng và vị trí của đờng, chất lợng của chúng.

h-Khi lựa chọn phải xét đến ý nghĩa của đờng Phải biểuthị những con đờng đảm bảo mối liên hệ giữa những điểmdân c với nhau, với các ga xe lửa, các bến tàu, sân bay…

Trên các bản đồ tỷ lệ lớn phải biểu thị tất cả các con ờng nh: đờng sắt, đờng ô tô, đờng rải nhựa, đờng đất lớn-nhỏ, đờng mòn, chú ý biểu thị vị trí hạ hoặc nâng cấp đ-ờng, biển chỉ dẫn đờng, cầu cống, cột cây số…

6 Ranh giới phân chia hành chính – chính trị

Ngoài dáng đất biên giới quốc gia, còn phải thể hiện ranhgiới của các cấp hành chính Các đờng ranh giới phân chia hànhchính – chính trị đòi hỏi phải thể hiện rõ ràng, chính xác và

đúng quy định trong quy phạm

I.3.3 Dáng đất

Dáng đất trên bản đồ địa hình đợc biểu thị bằng các

đờng bình độ Những yếu tố dáng đất mà đờng bình độkhông thể hiện đợc thì biểu thị bằng các ký hiệu riêng, ngoài

Tỷ lệ bản đồ Khoảng cao đều (m)

Nhỏ nhất Trung bình Lớn nhất

- Nghiên cứu đặc điểm địa lý khu vực và những vấn

đề kinh tế – xã hội có liên quan

- Thu thập đánh giá tài liệu có khả năng sử dụng nh: ảnhhàng không, ảnh địa hình, mốc khống chế trắc địa… Sau

đó đánh giá nguồn tài liệu về mặt cơ sở toán học, độ chínhxác, độ tin cậy, tính hiện thời, mức độ chi tiết và đầy đủ

- Hình thành các phơng án sử dụng tài liệu:

Sinh viên: Ngô Thế Anh Lớp:Trắc địa A-K48

13

Tài liệu gốc: là tài liệu dùng làm cơ sở để đo vẽ hoặc biên vẽ.Tài liệu bổ sung: Bổ sung từng phần hoặc từng yếu tố nộidung của bản đồ Thờng là ảnh điều vẽ, danh mục địa danh,tài liệu tham khảo…

Tài liệu tham khảo: thờng để xác minh thông tin của hai loại tàiliệu trên

- Lập luận chứng kinh tế - kỹ thuật

Chỉ đạo biên tập trong quá trình sản xuất thành lập bản đồ

địa hình:

- Phổ biến bản thiết kế kỹ thuật và phân công sản xuất

- Lập và phổ biến biên tập mảnh cho bản đồ có nội dungkhó

- Chỉ đạo kỹ thuật trong quá trình sản xuất

Chỉ đạo kiểm tra nghiệm thu trong quá trình sản xuất

Công tác này tiến hành thờng xuyên trong quá trình sảnxuất nhằm phát hiện kịp thời những sai sót và đề ra phơng ánsửa chữa

2 Thành lập bản đồ gốc của địa hình

Là quá trình chuyển các bản vẽ các yếu tố mặt đất lênbản biên vẽ theo đung quy định Bản gốc của bản đồ có ýnghĩa quan trọng là nguyên bản vẽ nội dung của bản đồ, cácquá trình tiếp theo không đợc làm sai các nội dung của bảngốc

- Bản gốc đo vẽ: đợc thành lập khi chúng ta đo vẽ trựctiếp từ thực địa hoặc ảnh hàng không

- Bản gốc hiện chỉnh: Hiện chỉnh nội dung mới của bản

đồ

Chế bản: có hai nhiệm vụ chính là: Làm ra các bản sao

để phục vụ biên vẽ và chế khuân in

Nhiệm vụ chế khuôn in bao gồm các công việc: Chế film

âm hoặc film dơng tách màu, phân bố tách màu và gia côngcác phần tử in nền

Khuôn in là tấm kim loại phẳng (dày 0,6  0,8 m) trên bềmặt có hình vẽ của bản đồ gọi là phần tử in Những chỗkhông có hình vẽ gọi là phần tử trống Khi in màu đợc truyền tớiphần tử in sau đó truyền lên giấy đợc hình ảnh

In: có hai loại là in thử và in sản lợng

I.4.2 Phơng pháp chung thành lập bản đồ địa hình

Để thành lập bản đồ địa hinh các loại tỷ lệ, có thể ápdụng nhiều phơng pháp khác nhau Hiện nay thờng sử dụngmột trong 3 phơng pháp sau:

- Thành lập bản đồ địa hình bằng phơng pháp đo vẽtrực tiếp ngoài thực địa

- Thành lập bản đồ địa hình bằng phơng pháp chụp ảnh

- Thành lập bản đồ địa hình bằng phơng pháp biên tậptrên cơ sở các bản đồ tỷ lệ lớn hơn

toàn đạc Đo ảnh lậpthể Đo ảnh phốihợp

Ưu điểm của phơng pháp này đợc phát huy khi diện tíchkhu đo nhỏ, địa hình bằng phẳng đơn giản và ít bị địavật che khuất.

Nhợc điểm lớn nhất là khâu xử lý số liệu, vì phải trải quanhiều bớc thủ công do đó không tránh khỏi những sai lầm.Ngoài ra, khi áp dụng phơng pháp này hiệu quả kinh tế thấp,thời gian kéo dài, độ chính xác không cao và phụ thuộc khá

Đo ảnh lập thể trờn trạm ảnh số

Đo ảnh lập thể trờn mỏy toàn năng

Đo ảnh vi phõn

2 Phơng pháp toàn đạc điện tử

Phơng pháp này đang đợc áp dụng rộng rãi hiện nay dới sựtrợ giúp của máy toàn đạc điện tử và công nghệ máy tính(công nghệ bản đồ số) và là phơng pháp cơ bản trong việc

đo vẽ thành lập các loại bản đồ địa hình tỷ lệ lớn

Ưu điểm điển hình là các khâu xử lý số liệu hoàn toàn

tự động, khả năng cập nhật các thông tin cao, đạt hiệu suấtkinh tế, tiết kiệm thời gian, độ chính xác cao và khả năng lutrữ quản lý bản đồ thuận tiện

Nhợc điểm nằm trong khâu tổ chức quản lý dữliệu.Tránh các sự cố công nghệ làm mất hoàn toàn dữ liệu, thờigian thực hiện kéo dài công việc lặp đi lặp lại dễ nhàm chán

và chịu ảnh hởng rất lớn của điều kiện tự nhiên

Sinh viên: Ngô Thế Anh Lớp:Trắc địa A-K48

17

Hình 1.2 Sơ đồ quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa

hình bằng máy toàn đạc điện tử

Các thông tin khác

Biên tập bản đồ

và kiểm tra nghiệm thu

độ cao

In, đối soát, kiểm tra bổ sung ngoại nghiệp

I.4.4 Thành lập bản đồ địa hình bằng phơng pháp chụp ảnh

Đối với những khu vực rộng lớn thì việc thành lập bản đồ

địa hình tỷ lệ trung bình bằng phơng pháp chụp ảnh là uviệt nhất Tuỳ thuộc vào thiết bị kỹ thuật sử dụng khi chụp vàcông nghệ xử lý phim ảnh, ngời ta chia ra làm 3 phơng phápchính sau:

- Đo vẽ địa hình bằng phơng pháp chụp ảnh mặt đất

- Đo vẽ địa hình bằng phơng pháp chụp ảnh máy bay

- Đo vẽ địa hình bằng ảnh viễn thám

Ngoài các phơng pháp đo chụp nói trên, còn tuỳ thuộc vàophơng pháp đo vẽ địa hình đợc lựa chọn khác nh: phơngpháp phối hợp đo vẽ lập thể, mô hình số (trạm photomod…)

1 Phơng pháp đo ảnh đơn

Phơng pháp đo ảnh đơn áp dụng ở vùng bằng phẳng làchủ yếu, nó đợc áp dụng để đo vẽ địa hình khi mà độ chínhxác đo độ cao của phơng pháp đo lập thể khó thoả mãn Đo

ảnh đơn áp dụng thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn rất cóhiệu quả ở vùng địa hình bằng phẳng

và địa hình Đặc biệt đối với bản đồ tỷ lệ trung bình và tỷSinh viên: Ngô Thế Anh Lớp:Trắc địa A-K48

19

lệ bé thì không có phơng pháp nào cho độ chính xác cao hơnphơng pháp đo ảnh lập thể Có thể nói phơng pháp này luôn

đợc áp dụng các thành tựu khoa học mới vào sản xuất để giảiphóng con ngời khỏi lao động vất vả, làm tăng năng suất lao

động dẫn tới giảm giá thành sản phẩm

Nhợc điểm khi áp dụng phơng pháp chụp ảnh thờng thấytrong khâu đoán đọc điều vẽ ảnh là các đối tợng bị che khuất

và độ chính xác bản đồ không cao

I.4.5 Thành lập bản đồ địa hình bằng phơng pháp biên tập trên cơ sở các bản đồ có tỷ lệ lớn hơn

Thực chất của phơng pháp biên tập từ bản đồ có tỷ lệ lớnhơn là số hoá bản đồ giấy có sẵn đợc quét bằng máy quét

ảnh Bản đồ sau khi quét có dữ liệu dạng raster với file ảnh có

đuôi *.rle (hoặc đuôi *.tif), sau đó sử dụng chơng trình IrasB(hoặc IrasC) trong bộ phần mềm Microstation thực hiện nắn

ảnh theo các mấu khung đã chọn trớc tỷ lệ Sau đó tiến hànhvector hoá các đối tợng ảnh dới dạng Line, Polyline, Circle, Text…

Ưu điểm của phơng pháp này là dùng để thành lập các loạibản đồ chuyên đề nh: bản đồ quy hoạch, điều tra dân số…

và các lĩnh vực kinh tế – xã hội khác

Nhợc điểm của phơng pháp này là độ chính xác bản đồthấp, có nhiều nguồn sai số và giá trị sử dụng phần lớn mangtính chất biểu thị

Bao gồm các bớc sau:

- Xây dựng cơ sở toán học bằng các phần mềm chuyêndụng

- Quét bản đồ có tỷ lệ lớn hơn

- Nắn ghép bản đồ trên máy tính tạo bản đồ nền chobiên vẽ

- Ra film đợc âm bản, phiên lam đợc dơng bản tạo bản

đồ nền cho biên vẽ trên Diamat

- Biên vẽ các yếu tố nội dung theo quy định quy phạm

- Quét bản gốc biên vẽ, nắn, số hoá biên tập

- Kiểm tra, sửa chữa, in thử, lu CD

- Biên tập ra film để chế in

- In sản lợng

CHƯƠNG II: THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA HèNH TỪ SỐ LIỆU ĐO CỦA

MÁY TOÀN ĐẠC ĐIỆN TỬ

Sinh viên: Ngô Thế Anh Lớp:Trắc địa A-K48

21

II.1 Máy toàn đạc điện tử TC-705

II.1.1 Giới thiệu chung

Máy toàn đạc điện tử (Total Station) hiện nay đang

đợc sử dụng rộng rãi trên thế giới và ở nớc ta Cấu tạo một máytoàn đạc bao gồm 3 khối chính:

Máy toàn đạc điện tử gồm 3 khối chức năng:

Hình 2.1 Sơ đồ tổng quát máy toàn đạc điện tử

Khối 1: Bộ đo xa điện quang (Elictronic Distance Meterviết tắt EDM) là khối đo xa điện tử Kết quả đo đợc hiển thịmàn hình tinh thể lỏng LCD

Khối 2: Khối kinh vĩ số (Digital Theodolite viết tắt DT) cócấu tạo tơng tự máy kinh vĩ cổ điển, điểm khác nhau cơ bản

là khi thực hiện đo góc không phải thực hiện các thao tácthông thờng nh chập vạch, đọc số trên thang số mà số đọc tự

động hiển thị trực tiếp trên màn hình của máy nhờ một tronghai phơng pháp mã hoá bàn độ và phơng pháp xung

Khối 3: Trong khối này cài đặt các chơng trình tiện ích

để xử lý một số bài toán trắc địa nh cải chính khoảng cách

Bộ đo xa điện quang

(EDM)

Máy kinh vĩ số (DT)

Các model và phần mềm tiện ích 1

2

3

cách do các yếu tố khí tợng, hiệu chỉnh do chiết quang và độcong quả đất, tính chênh cao giữa hai điểm theo công thứccủa đo cao lợng giác Tính tọa độ của điểm theo chiều dàicạnh và phơng vị, từ các đại lợng tọa độ đã tính đợc đem ápdụng để giải các bài toán nh giao hội, tính diện tích, khối lợng,

đo gián tiếp…vv Ngoài ra bộ chơng trình còn cho phép nối

và trao đổi dữ liệu với máy tính điện tử

Kết hợp 3 khối trên với nhau thu đợc một máy toàn đạc

điện tử đa chức năng có thể đo đạc, tính toán các đại lợngcần thiết và cho kết quả tin cậy với hầu hết các bài toán trắc

địa thông thờng

II.1.2 Máy toàn đạc điện tử của hãng Leica – TC 705

Máy Leica TC-705 là một thế hệ máy toàn đạc điện tử mớichất lợng cao đợc thiết kế cho sử dụng trên các công trờng xâydựng Các đổi mới mang tính cách mạng giúp cho công việckhảo sát ngày càng trở nên nhanh chóng và dễ dàng hơn

Việc thao tác dễ dàng các chức năng của máy giúp cho quátrình làm quen với máy đợc nhanh chóng, ngay cả với nhữngngời còn ít kinh nghiệm trong lĩnh vực đo đạc, khảo sát

Sinh viên: Ngô Thế Anh Lớp:Trắc địa A-K48

23

H×nh 2.2 H×nh ¶nh m¸y TC – 705 §é chÝnh x¸c ®o gãc: m =  10”

- Bµn phÝm cho phÐp nhËn trùc tiÕp sè/ ch÷ c¸i

C¸c th«ng sè kü thuËt cña m¸y TC-705

Giá trị hiển thị nhỏ nhất

Thời gian thực hiện một phép đo

Đo khoảng cách sử dụng tia Laser

(TCR) Khoảng cách đo không sử dụng

Chịu nước, độ ẩm và bụi Tiêu chuẩn IPX54

Nhiệt độ bảo quản - 40 độ C đến +70 độ C

V Góc đứng N Toạ độ X

Hiện kết quả lên màn hình,

ch-a ghi lại dữ liệu

trong số các chức năng từ menuFNC

SHIFT Chuyển tới chức năng thứ hai

của các phím( nh EDM, FNC,MENU, phím đèn chiếu sángmàn hình, ESC) và bật chuyểngiữa chữ cái\ số khi nhập dữliệu

POWE phím nguồn Tắt mở (ON/OFF) nguồn điệnSinh viên: Ngô Thế Anh Lớp:Trắc địa A-K48

27

SHIFT + DIST  EDM: Truy cập tới các chức năng đo khoảng

cách hay hiệu chuẩn khoảngcách đo dài (ppm)

SHIFT + USER  FNC: Truy cập nhanh tới các chức năng hỗ trợ

cho việc khảo sát

SHIFT + PROG  MENU: Truy cập tới mục Quản lý dữ liệu, các

cài đặt với máy và các chức năng hiệuchỉnh

SHIFT + CE  ESC: Thoát khỏi một màn hình đối thoại hoặc

chế độ soạn thảo, trở về mục trớc đóSHIFT +   Cuộn màn hình lên nếu một đối thoại vợt quá một

trang màn hìnhSHIFT +   Cuộn màn hình xuống nếu một đối thoại vợt quámột màn hình

Các nút chức năng mềm: Các nút là một dãy các lệnh xuất hiện

ở hàng cuối cùng của màn hình Chúng có thể đợc chọn bằngcác phím điều khiển (phím mũi tên) và đợc kích họat bằngphím  Tùy thuộc vào chức năng/ ứng dụng mà các nút khác cóthể hiện hữu PtNr : M13

Hr : 1600

Hz : 236 0 56 ’ 14 ”

V : 92 0 12 ’ 23 ”

HD : 123.569m

EXIT Thoát nhanh khỏi một chức năng/ ứng dụng hay một

menu Không chấp nhận thay đổi

  chọn menu

 thực hiện chức năng của menu đã chọn

<EXIT> thoát khỏi menu, trở về chế độ đo

Hình 2.3 Cấu trúc MenuTùy thuộc vào version phần mềm mà sắp xếp thứ tự cácbiểu tợng menu có thể khác nhau

Sinh viên: Ngô Thế Anh Lớp:Trắc địa A-K48

29

MENU QICK SETTING ALL SETTING DATA MANAGER CALIBRATION SYSTEM INFO

Instr Temp : 21 0 c DSP Heater : Off

Calibration Values Hz-Coll : -0.015g V-Index : +0.008g

<SW>

* Lấy thăng bằng và lấy tâm máy

a Đặt chân: Đầu tiên kéo dài các chân đến độ dài thíchhợp rồi vặn chặt các ốc cố định

b Lắp đặt máy lên chân: đặt máy cẩn thận lênchân và xê dịch máy bằng cách nới lỏng ốc hãm máy (ốc5/8’’) Nếu quả dọi đinh vị đứng trên tâm điểm nhẹnhàng vặn chặt ốc hãm máy

c Lấy thăng bằng sơ bộ máy dùng bọt thuỷ tròn xoay

ốc lấy thăng bằng A&B để dịch chuyển bọt nớc trong bọtthuỷ tròn Bọt nớc hiện đang ở trên đờng vuông góc với đ-ờng chạy qua tâm của 2 ốc lấy thăng bằng đang đợc

điều chỉnh; Xoay ốc lấy thăng bằng C để đa bọt nớc vàotâm của bọt ống thuỷ tròn

d Lấy tâm máy dùng bọt thuỷ dài

(1) Quay máy theo chiều ngang bằng cách dùng ốc kẹp/vi

động ngang và đặt bọt thuỷ dài song song với đờng nối

2 ốc lấy thăng bằng A&B sau đó đa bọt vào tâm của bọt

(2) Quay máy 900 xung quanh trục đứng và xoay ốc lấythăng bằng C để đa bọt nớc vào tâm bọt thuỷ dài

(3) Lặp lại các bớc (1)&(2) cho mỗi lần quay 900 của máy vàkiểm tra xem bọt nớc có đúng ở tâm của bọt ống thuỷ dài

ở 4 vị trí của nó

e Lấy tâm máy bằng cách dùng kính dọi tâm quang học:dùng mắt điều chỉnh kính mắt của dọi tâmquang học Trợt nhẹ máy bằng cách nới lỏng ốc hãm máy đặt

điểm đánh dấu X lên dấu tâm sau đó vặn chặt ốc hãmmáy Trợt nhẹ máy cẩn thận không để quay điều đó chophép bạn có đợc sự dịch chuyển ít nhất của bọt ống thuỷ

f Hoàn thành việc lấy thằng bằng máy: Lấy thằng bằngmáy chính xác nh ở bớc 4 quay máy và kiểm tra xem bọt nớc

có ở tâm của bọt ồng thuỷ dài không bất kể vị trí xoay nàocủa ống kính sau đó vặn chặt ốc hãm máy

3 Bật công tắc nguồn(Power switch) cuả máy

a.Phải đảm bảo máy đã ở vị trí cân bằng

b.Bật công tắc nguồn

LEICA TC-705Hình 2.5 Màn hình khởi động máy Leica TC-705

Từ màn hình đo, có thể gọi tất cả các chức năng/ ứngdụng FNC (chức năng), EDM (cấu hình) cho tín hiệu đo), PROG(các chơng trình ứng dụng), MENU, LIGHT (chiếu sáng mànhình), LEVEL (cân bằng) và LASER PLUMMET (dọi tâm laser)

c Tạo dữ liệu trạm

Sinh viên: Ngô Thế Anh Lớp:Trắc địa A-K48

31 Bật công tắc nguồn ON

Mục này tạo ra khối dữ liệu không chứa tọa độ Phơng vịnhập bằng tay

Thủ tục tiến hành:

<Setup>: Nút này hiển thị trên màn hình đo, có tácdụng kích hoạt việc xác định các thông số trạm và định h-ớng bàn độ

Hình 2.6 Tạo dữ liệu trạm không chứa tọa độTrạm: Trạm (Station) có thể đợc định nghĩa với một têntrạm

- Chuyển Cursor tới Stn và nhập tên trạm và chiều caomáy (hi) Đóng màn hình nhập bằng phím 

<SET>: Đặt góc bằng về 00 hoặc 0 gon

<STN>: Các giá trị nhập đợc ghi lại và trở về màn hình

đo

SETUP Stn : 100

Hi : 1.500m BsPt : 101 BsBrg: 0 0 00 ’ 00 ”

<SETUP> <JOB> <STN> <SET>

Nhập tọa độ trạm đo theo cách thủ công: có thể nhậptên, chiều cao và tọa độ trạm máy theo lối thủ công

Hình 2.7 Nhập tọa độ trạm thủ công-Chuyển con trỏ tới dòng cần nhập Nhập số liệu và kếtthúc bằng phím 

- <SET>: Khẳng định các giá trị đã nhập và trở về mànhình chế độ đo

33

STATION Stn : 41

2 SetStation 3 SetOrientation

4 Start

<EXIT>

Một dấu "" chỉ ra rằng có một Job đã đợc lập và rằngtrong Job đó có các thông số trạm/phơng vị mới nhất tơng ứngvới trạm/phơng vị hiện tại.

Phím từ 14: Phím tắt để khởi động một chơngtrình

 : Chọn hay bỏ qua một chơng trình khởi sự Trờnglựa chọn đợc đánh dấu bởi thanh focus màu đen

: Thực hiện chơng trình khởi sự đã đánh dấu

<EXIT>: Thoát ra khỏi màn hình Các chơng trình khởi sự

và trở về menu chơng trình hoặc chọn một ứng dụng khác

Các lỗi có thể mắc phải:

"SET A JOB FIRST"

"NO STATION IN SYSTEM"

• Cha thiết lập Job

 Tiến hành việc thiết lập Job ("SET JOB") và lựa chọn một Jobhợp lệ hoặc tạo ra một Job mới

"SET A STATION FIRST"

"NO STATION IN SYSTEM"

• Cha có trạm hợp lệ nào đợc thiết lập trong Job

 Tiến hành việc Thiết lập trạm (SET STATION) và định nghĩa

ra một trạm hợp lệ

"SET ORIENTATION FIRST"

"NO ORIENTATION IN SYSTEM"

• Cha thiết lập phơng vị trong Job

 Tiến hành việc thiết lập phơng vị ("SET ORIENTATION") và

l-u ý rằng Job và các thông số trạm là có giá trị

e Setting job ( Đặt tên công việc)

Toàn bộ dữ liệu đều đợc ghi vào trong các Jobs, ở đây,các Job có vai trò giống nh các th mục Các jobs chứa các số liệu

ở các dạng khác nhau (nh dữ liệu đo, code, tọa độ cứng, thông

số trạm,…), đợc quản lý riêng biệt và có thể đọc ra, sửa chữahay xóa bỏ một cách riêng rẽ

Nếu Job cha đợc tạo ra mà thực hiện các chức năng ALLhay REC trong chế độ đo, thì hệ thống tự tạo ra một Job vớitên là "DEFAULT"

Sử dụng công cụ "TPS setup" trong phần mềm SurveyOffice cho TPS700 cho phép đặt số Job là 8 (quản lý dữ liệuhỗn hợp) hoặc là 16 (Chỉ cho số liệu đo hoặc cho tọa độcứng)

Các ghi chú

1/2 Job số 1 trong tổng số 2 Job

Hình 2.9 Cách tạo Job mới khi đoLựa chọn: Sử dụng các phím mũi tên để cuộn qua các Job

Oper : R.FISCHER Date : 04/03/2008

<EXIT> <NEW> <SET>

EXIT Trở về mục "Các chơng trình khởi sự"

Thiết lập tọa độ trạm

Mọi tính toán tọa độ đều liên quan tới tọa độ trạm hiệnhành Điểm trạm đòi hỏi mặt phẳng tọa độ (E, N) Cao độtrạm có thể nhập hay không tùy ý Các tọa độ có thể nhập bằngtay hoặc đọc ra từ bộ nhớ trong

Nếu điểm đó có sẵn trong bộ nhớ:

Hình 2.10 Chọn điểm có sẵn trong bộ nhớ máy

1 Nhập một tên điểm hiện hữu trong bộ nhớ hoặc tìm

SET STATION Stn : 200

2 Nhập các giá trị tọa độ và độ cao

3 <OK>: chấp nhận và ghi lại các giá trị tọa độ trạm Trở

4) Tiến hành đo và ghi lại số liệu với các phím ALLhoặc DIST + USER (nếu nh chức năng REC đợc ấn

định cho phím USER)

<QCODE> Khởi động chức năng Qick Code

Sử dụng tổ hợp phím SHIFT + / bạn có thể chuyển nhanhchóng và dễ dàng giữa các màn hình khác nhau

Màn hình đo 2

Màn hình đo 3

Hình 2.11 Màn hình khi tiến hành đo đạc

II.3 Truyền số liệu

II.3.1 Phơng pháp truyền số liệu

1 Thiết lập các thông số

Hình 2.12 Menu đặt chế độ truyền dữ liệu

Để trao đổi dữ liệu giữa máy tính PC và máy đo, cần thiết

đặt các thông số hoạt động cho giao diện nối tiếp TS 232.Các thông số chuẩn của máy hãng Leica: 19200 Baud,7 Databit,Parity Even, 1 Stopbit, CRLF

Parity Even: Kiểm tra chẵn lẻ kiểu chẵn

Odd: Kiểm tra chẵn lẻ kiểu lẻ None: Không kiểm tra ( nếu Databits đợc

2 Chọn chức năng truyền dữ liệu

Để truyền số liệu từ máy toàn đạc điện tử TC sang máy

tính ta có thể dùng chơng trình có tên là Leica Survey

Office Chơng trình cài đặt cho Leica Survey Office nằm

trên đĩa CD đi kèm theo khi mua máy toàn đạc Phần mềm

Leica Survey Office chạy đợc trên các hệ điều hành MS

Window 95, MS Window 98 và NT 4.0

Để cài đặt, gọi chơng trình "Setup.exe" trong th mục \SOffice\Language\Disk1 trên CD-Rom và theo các hớng dẫn trênmàn hình Khi sử dụng các máy TPS700, chọn tùy chọn

"Standard" hoặc "User defined" và chọn mục TPS700 Tools

Khi truyền dữ liệu thì với máy toàn đạc điện tử TC, vào

mục Data Download, mục này cho phép truyền dữ liệu đo

theo cổng giao diện nối tiếp với thiết bị nhận (máy tính) Sửdụng cách truyền này cho phép truyền dữ liệu không có kiểm tra

Sinh viên: Ngô Thế Anh Lớp:Trắc địa A-K48

39

DATA DOWNLOAD Jop : Prọect_04B ◄ ► Data: Mesurments◄ ► Form: EASI◄ ►

<EXIT> <SEND>

trong quá trình truyền

Với chức năng đặc biệt này, có thể truyền dữ liệu đo theocổng giao diện nối

tiếp với các thiết bị nhận (ví dụ một máy tính Laptop) Sử dụngcách truyền này cho phép truyền dữ liệu không có kiểm tra quátrình truyền

Hình 2.13 Menu truyền dữ liệu   : Lựa chọn các thông số cụ thể

<SEND> : Truyền dữ liệu theo cổng giao diện.

Jop : Lựa chọn Jop để truyền.

Data : Chọn kiểu dữ liệu truyền Có thể truyền các

điểm toạ độ hay các số đo một cách riêng lẻ

Format : Lựa chọn định dạng dữ liệu Các định dạng

có thể lựa chọn phụ thuộc vào các Format đã nạp vào máy.Các định dạng mới có thể đợc nạp vào khi sử dụng chơngtrình Leica Survey Office (mục Data Exchange Manager) Các

định dạng chuẩn của Leica GS18/16 cũng đợc hỗ trợ