Bài giảng hệ thống thông tin địa lý chương 3 cơ sở toán học

LOGO Cơ sở toán học NỘI DUNG MÔ HÌNH TRÁI ĐẤT HỆ TỌA ĐỘ ĐỊA LÝ HỆ QUY CHIẾU HỆ ĐỘ CAO VIỆT NAM HỆ QUY CHIẾU TRONG GIS MÔ HÌNH TRÁI ĐẤT MÔ HÌNH TRÁI ĐẤT a.Mặt geoid Là mặt nước biển trung bình yên tĩnh, trải rộng xuyên qua lục địa tạo thành mặt cong khép kín Mặt geoid b.Mặt ellipsoid Độ dẹt α khác chiều dài hai bán trục: α = (a – b)/a Bình phương độ lệch tâm e a − b2 e = a2 b.Mặt ellipsoid Mô hình tóan học thỏa điều kiện: a Tâm điểm ellipsoid trùng với trọng tâm trái đất mặt xích đạo ellipsoid trùng với mặt xích đạo trái đất b Khối lượng ellipsoid khối lượng trái đất c Tổng bình phương chênh cao ζ mặt ellipsoid geoid cực tiểu Mặt đất H ζ Mặt geoid Mặt ellipsoid Phương trình tóan X a 2 + Y a 2 + Z b =1 c.Thông số elipxoid sử dụng Việt Nam Everest 1830 a (m) 1/α Hệ tọa độ Krasovsky 1940 WSG 1984 6,377,276.3 6,378,245.0 6,378,137.0 300.8 298.3 298.257223563 INDIAN54 (Thai, Vietnam) HN72 (QG VN) VN2000 (QG VN) Datum Datum dịch chuyển elipxoid không gian so với elipxoid chuẩn nhằm xác định vị trí elipxoid phù hợp với khu bề mặt trái đất 10 HỆ TỌA ĐỘ ĐỊA LÝ Hệ toạ độ địa lý (Geographic Coordinate System): Điểm bề mặt đất xác định: kinh độ (ϕ) vĩ độ (λ) 11 HỆ TỌA ĐỘ ĐỊA LÝ +90 -180 +180 -90 12 HỆ QUY CHIẾU Hệ quy chiếu định nghĩa bề mặt phẳng hai chiều, xây dựng dựa hệ tọa độ địa lý Khác với hệ tọa độ địa lý, hệ quy chiếu có chiều dài, góc diện tích cố định theo hai chiều trục tọa độ Vị trí điểm xác định cặp tọa độ x, y lưới tọa độ phẳng với gốc tọa độ (0,0) 13 HỆ QUY CHIẾU a ĐN Phép chiếu đồ: biểu diễn mặt elipxoid mặt cầu trái đất lên mặt phẳng theo quy luật toán học xác định 14 Hệ quy chiếu b.Sai số đồ: Khi chuyển bề mặt trái đất từ mặt cong xuống mặt mặt có sai số chiều dài, diện tích, góc… 15 Hệ quy chiếu c Phân loại lưới chiếu Đặc điểm sai số: lưới chiếu đồng góc, đồng diện tích,đồng khoảng cách… Vị trí mặt phẳng chiếu so mặt cầu:đứng, ngang, xiên Phương pháp chiếu hình: trụ, nón, phương vị 16 Hệ quy chiếu Vị mặt phẳng chiếu so mặt cầu: tiếp xúc, cắt 17 Hệ quy chiếu d Một số phép chiếu sử dụng Việt Nam +) Phép chiếu Gauss –Kruger Tiếp tuyến 18 Hệ quy chiếu +) Phép chiếu UTM (Universal Transverse Mercator) Cát tuyến Lập hệ tọa độ quy chiếu UTM khu vự bắc bán cầu 20 Hệ quy chiếu Thông số hệ tọa độ quy chiếu Gauss –Kruger INDIAN54 HN72 VN2000 Spheroid Everest 1830 Krasovsky 1940 WGS 1984 Datum ∆x = 227 ∆y = 803 ∆z = 274 rx = -0.444 ry = -0.645 rz = -0.33 ∆s = 0.0000065931 ∆x = 11.016 ∆y = -161.988 ∆z = -60.571 rx = 0.615 ry = 0.159 rz = -0.074 ∆s = 0.00000000023 ∆x = -191,90441429 ∆y = -39,30318279 ∆z = -111,45032835 rx = -0,00928836 ry = 0,01975479 rz = -0,00427372 ∆s = 0,000000252906278 Projection (TP.HCM) UTM Zone = 48 49 Múi chiếu 60 k = 0.9996 Gauss-Kruger ϕ0 = 1060 Múi chiếu 30 k=1 UTM ϕ0 = 105045’ Múi chiếu 30 k = 0.9999 21 HỆ ĐỘ CAO VIỆT NAM Đo nối từ điểm mốc cao độ Hòn Dấu – Hải Phòng Mũi Nai – Hà Tiên, Kiên Giang Chênh cao: hHP = hMN + 0.167m Mặt đất h H ζ Mặt geoid Mặt ellipsoid 22 5.Hệ quy chiếu GIS Các thông số hệ quy chiếu sử dụng GIS : Tên phép chiếu : hình trụ ngang (Transverse Mercator) Đơn vị đo mặt phẳng (Map units): metters, inchs, miles,… Độ dời hướng đông (False easting): giá trị tịnh tiến áp dụng để dời gốc trục tọa độ theo phương x Độ dời hướng bắc (False northing): giá trị tịnh tiến áp dụng để dời gốc trục tọa độ theo phương y Kinh tuyến trung ương (Central meridian Longitude of origin): xác định gốc tọa độ x Vĩ tuyến trung ương (Central parallel Latitude of origin): xác định gốc tọa độ y Hệ số tỉ lệ k (Scale factor): xét độ biến dạng chiều dài kinh tuyến trung ương Ví dụ: lưới chiếu Gauss k=1, lưới chiếu UTM 60 k=0.9996, lưới chiếu UTM 30 k=0.9999 23 [...]...2 HỆ TỌA ĐỘ ĐỊA LÝ Hệ toạ độ địa lý (Geographic Coordinate System): Điểm trên bề mặt đất được xác định: kinh độ (ϕ) và vĩ độ (λ) 11 2 HỆ TỌA ĐỘ ĐỊA LÝ +90 -180 +180 -90 12 3 HỆ QUY CHIẾU Hệ quy chiếu được định nghĩa trên bề mặt phẳng hai chiều, nó được xây dựng dựa trên một hệ tọa độ địa lý Khác với hệ tọa độ địa lý, hệ quy chiếu có chiều dài, góc và diện tích... 227 ∆y = 8 03 ∆z = 274 rx = -0.444 ry = -0.645 rz = -0 .33 ∆s = 0.0000065 931 ∆x = 11.016 ∆y = -161.988 ∆z = -60.571 rx = 0.615 ry = 0.159 rz = -0.074 ∆s = 0.000000000 23 ∆x = -191,90441429 ∆y = -39 ,30 318279 ∆z = -111,45 032 835 rx = -0,00928 836 ry = 0,01975479 rz = -0,0042 737 2 ∆s = 0,000000252906278 Projection (TP.HCM) UTM Zone = 48 hoặc 49 Múi chiếu 60 k = 0.9996 Gauss-Kruger ϕ0 = 1060 Múi chiếu 30 k=1 UTM... vị 16 3 Hệ quy chiếu Vị thế của mặt phẳng chiếu so mặt cầu: tiếp xúc, cắt 17 3 Hệ quy chiếu d Một số phép chiếu sử dụng ở Việt Nam +) Phép chiếu Gauss –Kruger Tiếp tuyến 18 3 Hệ quy chiếu +) Phép chiếu UTM (Universal Transverse Mercator) Cát tuyến Lập hệ tọa độ quy chiếu UTM khu vự bắc bán cầu 20 3 Hệ quy chiếu Thông số hệ tọa độ quy chiếu Gauss –Kruger INDIAN54 HN72 VN2000 Spheroid Everest 1 830 Krasovsky... độ x, y trên một lưới tọa độ phẳng với gốc tọa độ (0,0) 13 3 HỆ QUY CHIẾU a ĐN Phép chiếu bản đồ: là sự biểu diễn mặt elipxoid hoặc mặt cầu của trái đất lên trên mặt phẳng theo một quy luật toán học xác định 14 3 Hệ quy chiếu b.Sai số trên bản đồ: Khi chuyển bề mặt trái đất từ mặt cong xuống mặt mặt luôn có sai số chiều dài, diện tích, góc… 15 3 Hệ quy chiếu c Phân loại lưới chiếu Đặc điểm sai số: lưới... 60 k = 0.9996 Gauss-Kruger ϕ0 = 1060 Múi chiếu 30 k=1 UTM ϕ0 = 105045’ Múi chiếu 30 k = 0.9999 21 4 HỆ ĐỘ CAO VIỆT NAM Đo nối từ điểm mốc cao độ Hòn Dấu – Hải Phòng Mũi Nai – Hà Tiên, Kiên Giang Chênh cao: hHP = hMN + 0.167m Mặt đất h H ζ Mặt geoid Mặt ellipsoid 22 5 .Hệ quy chiếu trong GIS Các thông số cơ bản của một hệ quy chiếu sử dụng trong GIS : Tên phép chiếu : hình trụ ngang (Transverse Mercator)... hướng đông (False easting): giá trị tịnh tiến được áp dụng để dời gốc của trục tọa độ theo phương x Độ dời hướng bắc (False northing): giá trị tịnh tiến được áp dụng để dời gốc của trục tọa độ theo phương y Kinh tuyến trung ương (Central meridian hoặc Longitude of origin): xác định gốc của tọa độ x Vĩ tuyến trung ương (Central parallel hoặc Latitude of origin): xác định gốc của tọa độ y Hệ số tỉ lệ k (Scale... of origin): xác định gốc của tọa độ y Hệ số tỉ lệ k (Scale factor): xét độ biến dạng chiều dài trên kinh tuyến trung ương Ví dụ: lưới chiếu Gauss k=1, lưới chiếu UTM 60 k=0.9996, lưới chiếu UTM 30 k=0.9999 23 ... + Y a 2 + Z b =1 c .Thông số elipxoid sử dụng Việt Nam Everest 1 830 a (m) 1/α Hệ tọa độ Krasovsky 1940 WSG 1984 6 ,37 7,276 .3 6 ,37 8,245.0 6 ,37 8, 137 .0 30 0.8 298 .3 298.2572 235 63 INDIAN54 (Thai, Vietnam)... trái đất 10 HỆ TỌA ĐỘ ĐỊA LÝ Hệ toạ độ địa lý (Geographic Coordinate System): Điểm bề mặt đất xác định: kinh độ (ϕ) vĩ độ (λ) 11 HỆ TỌA ĐỘ ĐỊA LÝ +90 -180 +180 -90 12 HỆ QUY CHIẾU Hệ quy chiếu... 8 03 ∆z = 274 rx = -0.444 ry = -0.645 rz = -0 .33 ∆s = 0.0000065 931 ∆x = 11.016 ∆y = -161.988 ∆z = -60.571 rx = 0.615 ry = 0.159 rz = -0.074 ∆s = 0.000000000 23 ∆x = -191,90441429 ∆y = -39 ,30 318279