Ứng dụng công nghệ GPS xây dựng lưới địa chính xã tân châu, huyện di linh, tỉnh lâm đồng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM  NGUYỄN KỶ CƯƠNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS XÂY DỰNG LƯỚI ĐỊA CHÍNH XÃ TÂN CHÂU, HUYỆN DI LINH, TỈNH LÂM ĐỒNG CHUYÊN NGÀNH : QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI MÃ SỐ : 60850103 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN DUY BÌNH HÀ NỘI, NĂM 2014 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Nội dung đề tài này là những kết quả nghiên cứu, những ý tưởng khoa học được tổng hợp từ công trình nghiên cứu, các công tác thực nghiệm, các công trình sản xuất do tôi trực tiếp tham gia thực hiện. Tôi xin cam đoan, các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc./. Hà Nội, ngày … tháng … năm 2014 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Kỷ Cương Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành được đề tài, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: Ban giám hiệu Học Viện nông nghiệp Việt Nam, Ban đào tạo đại học, Khoa Quản lý đất đai, cùng quý Thầy Cô giáo đã giảng dạy, truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt thời gian tôi tham gia khóa học của Trường. TS. Nguyễn Duy Bình đã hết lòng quan tâm, trực tiếp hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện đề tài. Tôi xin cảm ơn Công ty cổ phần giải pháp công nghệ trắc địa đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn này. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè đã giúp đỡ, động viên và đóng góp ý kiến cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đề tài. Do thời gian thực hiện có hạn, kinh nghiệm thực tiễn của bản thân chưa nhiều, luận văn khó tránh khỏi những thiếu sót, kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý Thầy Cô để đề tài hoàn thiện hơn. Hà Nội, ngày tháng năm 2014 T ÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Kỷ Cương Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục các từ viết tắt vi Danh mục các bảng vii Danh mục các hình viii MỞ ĐẦU 1 1 Tính cấp thiết của đề tài 1 2 Mục đích của đề tài 2 3 Yêu cầu của đề tài 2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3 1.1 Khái quát chung về lưới khống chế tọa độ nhà nước 3 1.1.1 Khái niệm và vai trò của lưới khống chế tọa độ nhà nước 3 1.1.2 Các phương pháp xây dựng lưới khống chế tọa độ nhà nước 4 1.2 Khái quát công tác xây dựng lưới trắc địa bằng phương pháp trắc địa vệ tinh ở một số nước trên thế giới và ở Việt Nam 7 1.2.1 Trên thế giới 7 1.2.2 Tại Việt Nam 8 1.3 Khái quát hệ thống định vị toàn cầu GPS 10 1.3.1 Khái niệm hệ thống định vị toàn cầu GPS 10 1.3.2 Các thành phần của GPS 11 1.3.3 Các đại lượng đo 15 1.3.4 Các phương pháp định vị 17 1.3.5 Các nguồn sai số trong định vị GPS 25 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page iv CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 2.1 Đối tượng nghiên cứu 29 2.2 Phạm vi nghiên cứu 29 2.3 Nội dung nghiên cứu 29 2.4 Phương pháp nghiên cứu 30 2.4.1 Phương pháp điều tra, thu thập các số liệu phục vụ việc thiết kế, thi công lưới địa chính 30 2.4.2 Phương pháp thiết kế lưới truyền thống 30 2.4.3 Phương pháp sử dụng phần mềm GPSurvey 2.35 30 2.4.4 Phương pháp tổng hợp, phân tích, so sánh 30 2.4.5 Phương pháp kiểm tra thực địa 30 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội xã Tân Châu 31 3.1.1 Đặc điểm tự nhiên 31 3.1.2 Đặc điểm kinh tế và xã hội 32 3.2 Xây dựng lưới địa chính xã Tân Châu 33 3.2.1 Nguyên tắc xây dựng lưới địa chính 33 3.2.2 Quy trình xây dựng lưới địa chính. 35 3.2.3 Thiết kế lưới 36 3.2.3 Tổ chức đo GPS 42 3.2.4 Xử lý tính toán bình sai 49 3.3 Kiểm tra nghiệm thu 66 3.3.1 So sánh kết quả đo kiểm tra với kết quả đã thực hiện. 67 3.3.2 So sánh kết quả đo kiểm tra vị trí điểm 68 3.4 Đánh giá khả năng ứng dụng của công nghệ GPS vào việc thành lập lưới địa chính trên địa bàn tỉnh Lâm Đồng 68 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page v KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 69 1 Kết luận 69 2 Kiến nghị 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 PHỤ LỤC 73 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BĐĐC : Bản đồ địa chính VTNT : Vệ tinh nhân tạo DOP : Dilution of Precision Hệ số phân giản độ chính xác GPS : Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu HDOP : Horizon Dilution of Precision Hệ số phân giản độ chính xác theo phương ngang PDOP : Position Dilution of Precision Hệ số phân giản độ chính xác vị trí vệ tinh theo 3D Ratio : Tỉ số phương sai Reference Variance : Độ chênh lệch tham khảo Rms : Sai số chiều dài cạnh VDOP : Vertiacal Dilution of Precision Hệ số phân giản độ chính xác theo phương dọc X, Y, h : Tọa độ X, Y, Độ cao thủy chuẩn tạm thời Mx, My, Mh : Sai số theo phương x, y, h Mp : Sai số vị trí điểm Dx, Dy : Chênh lệch theo phương x, y Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page vii DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang 3.1 Tên điểm, tọa độ và độ cao các điểm gốc 36 3.2 Các hạng mục công việc xây dựng lưới địa chính 39 3.3 Các máy thực hiện đo đạc 47 3.4 Bảng so sánh kết quả xử lý cạnh 56 3.5 Bảng so sánh kết quả sai số khép hình 57 3.6 Các chỉ tiêu kỹ thuật trong xây dựng lưới GPS (Bộ Tài nguyên và Môi trường - 2008) 60 3.7 Số lượng điểm GPS đo được 64 3.8 So sánh độ chính xác lưới GPS xã Tân Châu với quy phạm năm 2008 65 3. 9 So sánh tọa độ các điểm đo kiểm tra 67 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page viii DANH MỤC CÁC HÌNH STT Tên hình Trang 1.1 Mô hình hình ảnh trái đất và vệ tinh GPS 10 1.2 Cấu trúc tín hiệu GPS 12 1.3 Các trạm điều khiển GPS 14 1.4 Các thành phần chính của GPS 14 1.5 Xác định hiệu số giữa các thời điểm 15 1.6 Kỹ thuật giải đa trị tại các máy thu 17 1.7 Kỹ thuật định vị tuyệt đối 19 1.8 Kỹ thuật định vị tương đối 22 3.1 Sơ đồ thiết kế lưới địa chính 39 3.2 Quy cách mốc địa chính 41 3.3 Cửa sổ Select Date 44 3.4 Cửa sổ Add New Point 44 3.5 Cửa sổ Auto View Time Selection 45 3. 6 Cửa sổ ListTimes 45 3.7 Máy đo GPS Trimble R3 48 3.8 Cửa sổ Create a New Project 51 3.9 Cửa sổ GPSurvey Project. TAN CHAU 52 3.10 Cửa sổ Load from DAT file. Interactive 52 3.11 Verify Receiver Configuration 1 53 3.12 Cửa sổ Verify Station for Static Occupation 1 53 3.13 Cửa sổ Verify Station for Static Occupation 1 54 3.14 Cửa sổ Load 55 3.15 Cửa sổ Static Processing 55 3.16 Sơ đồ lưới TAN CHAU 56 3.17 Cửa sổ Closure 3 Baselines 57 3.18 Cửa sổ TRIMNET Plus Network Adjustment 61 Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 1 MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết của đề tài Global Positioning System - GPS là hệ thống định vị toàn cầu được Bộ Quốc Phòng Hoa Kỳ (US of Defense) triển khai và đưa vào hoạt động nhằm cung cấp nguồn thông tin phục vụ mục tiêu định vị và dẫn đường cho quân sự, nhưng sau đó đã được thương mại hóa, được ứng dụng rất rộng rãi trong các hoạt động kinh tế, xã hội. Ngày nay, trong rất nhiều lĩnh vực của đời sống xã hội đã và đang áp dụng công nghệ GPS. Trong trắc địa cũng vậy, công nghệ GPS đã mở ra thời kỳ mới, đã thay thế công nghệ truyền thống trong việc thành lập và xây dựng mạng lưới tọa độ các cấp. Với ngành trắc địa bản đồ thì đây là cuộc cách mạng thực sự về cả kỹ thuật, chất lượng cũng như hiệu quả kinh tế trên phạm vi toàn thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng. Hệ thống định vị toàn cầu GPS đã được công nhận và sử dụng rộng rãi như một công nghệ tin cậy, hiệu quả trong trắc địa bản đồ bởi các tính ưu việt sau: - GPS không đòi hỏi phải thông hướng ngắm giữa các điểm đo đạc. - Độ chính xác phép đo sử dụng GPS ít chịu ảnh hưởng của các yếu tố thời tiết (như mưa, bão, tuyết, nhiệt độ hay độ ẩm quá cao hoặc quá thấp). - Phép đo sử dụng công nghệ GPS đòi hỏi ít thời gian hơn so với các phương pháp đo truyền thống. - Các kết quả của phép đạc sử dụng công nghệ GPS đều nằm trong một hệ toạ độ thống nhất trên toàn thế giới. - Số liệu đo đạc thu được bằng công nghệ GPS đều ở dạng số (Digital) vì vậy rất dễ dàng chuyển đổi sang cho các hệ bản đồ tự động hoặc GIS. Cùng với thời gian, công nghệ GPS ngày càng phát triển hoàn thiện theo chiều hướng chính xác, hiệu quả, thuận tiện hơn và được sử dụng rộng rãi. Người ta đã sử dụng công nghệ GPS để xây dựng lưới tọa độ nhà nước thay thế cho các phương pháp truyền thống, đạt được độ chính xác cao. [...]... bàn xã Để mở rộng khả năng sử dụng công nghệ GPS, góp phần đưa công nghệ mới vào sản xuất, xây dựng hệ thống lưới địa chính xã Tân Châu, huyện Di Linh, tỉnh Lâm Đồng, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: Ứng dụng công nghệ GPS xây dựng lưới địa chính Xã Tân Châu, huyện Di Linh, tỉnh Lâm Đồng 2 Mục đích của đề tài - Tìm hiểu khả năng ứng dụng công nghệ GPS cho công tác đo đạc xây dựng lưới địa chính. .. cho công tác đo đạc xây dựng lưới địa chính - Xây dựng lưới địa chính xã Tân Châu, huyện Di Linh, tỉnh Lâm Đồng 3 Yêu cầu của đề tài Xây dựng lưới địa chính trên địa bàn xã Tân Châu, huyện Di Linh, tỉnh Lâm Đồng Phân tích, đánh giá độ chính xác và khả năng ứng dụng công nghệ GPS trong xây dựng lưới địa chính ở khu vực miền núi tỉnh Lâm Đồng - Lưới thiết kế lưới phải đảm bảo yêu cầu quy phạm, phù hợp... Nam, các ứng dụng của công nghệ GPS mới chỉ bắt đầu từ những năm 1990, song chúng ta đã khai thác có hiệu quả trong công tác xây dựng và hoàn thiện mạng lưới thiên văn - trắc địa quốc gia Xây dựng mạng lưới trắc địa biển, liên kết đất liền với các hải đảo, góp phần xây dựng cơ sở dữ liệu hình thành hệ quy chiếu VN - 2000 Công nghệ GPS còn được áp dụng để thành lập lưới địa chính cở sở phục vụ công tác.. .Xã Tân Châu, huyện Di Linh, tỉnh Lâm Đồng có di n tích khoảng 4.480 ha, những năm qua có tốc độ phát triển kinh tế tương đối nhanh kéo theo nhu cầu sử dụng đất ngày càng tăng mà trong khi đó BĐĐC không đáp ứng được nhu cầu Chính vì thế nhu cầu bức thiết trong quản lý đất đai của xã là phải thành lập được BĐĐC có độ chính xác cao Muốn có được điều đó cần phải xây dựng hệ thống lưới địa chính trên địa. .. Phải được xây dựng bảo bảo yêu cầu kinh tế kỹ thuật Mỗi quốc gia đều có những phương án xây dựng lưới khống chế tọa độ khác nhau, những quốc gia nhỏ thường xây dựng lưới tam giác dày đặc, những quốc gia lớn thường xây dựng phương án khóa tam giác Lưới khống chế tọa độ thường được xây dựng từ toàn di n đến cục bộ, từ độ chính xác cao đến độ chính xác thấp Trước hết người ta xây dựng mạng lưới điểm khống... dạng lưới nói trên Lưới tam giác đo cạnh có độ chính xác các yếu tố trong lưới ít chịu ảnh hưởng của kết cấu hình học của lưới Lưới đo góc cạnh có ưu điểm của cả hai dạng cơ bản 1.1.2.4 Lưới trắc địa vệ tinh Các phương pháp xây dựng lưới đã nêu ở trên có nhược điểm là phải thông hướng giữa các điểm liền kề: do ảnh hưởng của chiết quang và độ cong trái đất nên không xây dựng lưới cạnh dài Để xây dựng lưới. .. cục Địa chính (nay là Bộ Tài nguyên và Môi trường) cũng như việc lập lưới khống chế hạng III phủ trùm lãnh thổ và nhiều lưới khống chế cho các công trình dân dụng khác Những ứng dụng sớm nhất của GPS trong trắc địa bản đồ là trong công tác đo lưới khống chế Hiện nay hệ thống GPS vẫn đang phát triển và ngày càng hoàn thiện về phần cứng (thiết bị đo) và phần mềm (chương trình xử lý số liệu) được ứng dụng. .. kinh tế, quốc phòng Lưới tọa độ nhà nước Việt Nam hiện nay được xây dựng gồm 3 cấp đó là: Lưới hạng I, hạng II và lưới địa chính cơ sở 1.1.2 Các phương pháp xây dựng lưới khống chế tọa độ nhà nước 1.1.2.1 Lưới tam giác đo góc Phương pháp này được áp dụng vào đầu thế kỷ XX khi chưa có máy đo cạnh có độ chính xác cao Đồ hình cơ bản là lưới tam giác dày đặc, khóa tam giác, tứ giác trắc địa (tứ giác có hai... tế và quốc phòng Làm cơ sở để xây dựng lưới khống chế đo vẽ các loại bản đồ địa hình, địa chính với các tỷ lệ cơ bản của quốc gia Do lưới trắc địa quốc gia phải đảm bảo các nhiệm vụ kỹ thuật nên việc xây dựng lưới trắc địa quốc gia phải đảm bảo các nguyên tắc sau: - Phải dày đặc và bao phủ toàn quốc - Phải có đủ mật độ điểm cần thiết - Lưới trắc địa cơ sở Nhà nước có độ chính xác cao Học viện Nông nghiệp... độ chính xác của mạng lưới trắc địa có thể pân loại: Lưới khống chế trắc địa nhà nước, lưới khống chế trắc địa khu vực và lưới khống chế đo vẽ Theo chức năng nhiệm vụ lưới trắc địa được chia ra các loại: Lưới toàn cầu, lưới quốc gia, lưới địa phương và lưới chuyên dùng (Nguyễn Khắc Thời và Lê Minh Tá - 2009) 1.1.1.2 Vai trò của lưới tọa độ nhà nước Lưới tọa độ hạng cao nhà nước có vai trò và nhiệm vụ: . ứng dụng công nghệ GPS cho công tác đo đạc xây dựng lưới địa chính. - Xây dựng lưới địa chính xã Tân Châu, huyện Di Linh, tỉnh Lâm Đồng 3 Yêu cầu của đề tài Xây dựng lưới địa chính trên địa. địa bàn xã Tân Châu, huyện Di Linh, tỉnh Lâm Đồng. Phân tích, đánh giá độ chính xác và khả năng ứng dụng công nghệ GPS trong xây dựng lưới địa chính ở khu vực miền núi tỉnh Lâm Đồng. - Lưới thiết. phải xây dựng hệ thống lưới địa chính trên địa bàn xã. Để mở rộng khả năng sử dụng công nghệ GPS, góp phần đưa công nghệ mới vào sản xuất, xây dựng hệ thống lưới địa chính xã Tân Châu, huyện Di