TIỂU LUẬN đề tài TRẮC địa BIỂN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI BÀI TIỂU LUẬN TRẮC ĐỊA BIỂN HỌ TÊN : NGUYỄN MẠNH TRƯỜNG LỚP:ĐH2TĐ5 MÃ SINH VIÊN:DC00203869 HÀ NỘI 2015 LỜI NÓI ĐẦU Trắc địa hay trắc đạc hay đo đạc ngành khoa học Trái Đất cụ thể đo đạc xử lý số liệu đo đạc địa hình đại vật nằm bề mặt Trái đất nhằm vẽ lên mặt phẳng giấy hay gọi đồ Trắc địa đo đạc vị trí tọa độ , độ cao , hình dạng kích thước , phương hướng đại hình mặt đất đại vật nằm mặt đất Đây ngành nghề có từ lâu đời nước Châu Âu , sản phẩm ngành có đóng góp quan trọng đến nhiều lĩnh vực nghiên cứu quy hoạch , thiết kê ,thi công công trình , quản lý đất đai , quản lý giao thông , điện lực , viễn thông , song , hồ , biển … Lịch sử phát triển ngành Trắc địa : Sau Ai Cập, Cổ Hi Lạp có văn hoá phát triển mạnh Khoảng 300 năm trước Công nguyên, nhà thiên văn học Eratosten cho đất có dạng hình cầu, đo độ dài cung kinh tuyến Thế kỷ thứ 13, Trung quốc tìm la bàn ứng dụng la bàn vào việc thành lập đồ hàng hải phương pháp hoả tâm Thế kỷ thứ 16, nhà đồ học Mecartor tìm phép chiếu phương vị ngang đồng góc để vẽ đồ Thế kỷ thứ 17, nhà bác học Vecnie phát minh du xích Thế kỷ thứ 18, nhà bác học Lambert đo độ dài kinh tuyến qua Pari đặt đơn vị độ dài đo mét Thế kỷ 19, nhà toán học Gauss tìm phương pháp chiếu đồ Trải qua nhiều thời đại, với phát triển không ngừng khoa học kỹ thuật sản xuất xã hội, khoa học trắc địa ngày phát triển Những phát minh kính viễn vọng, logarit, tam giác lượng mặt cầu tạo điều kiện vững cho phát triển khoa học trắc địa Trong thập kỉ gần đây, thành tựu khoa học kĩ thuật làm cho khoa học trắc địa có bước phát triển mạnh: kỹ thuật thăm dò từ xa (viễn thám) cho phép thành lập đồ từ ảnh máy bay, ảnh vệ tinh Nhiều nước công nghiệp phát triển chế tạo nhiều máy trắc địa có kích cỡ nhỏ, nhiều tính năng, có độ xác cao, sử dụng máy tính điện tử vào việc giải toán trắc địa có khối lượng lớn v.v… thành tựu khoa học áp dụng trắc địa Sự phát triển ngành Trắc địa Việt Nam Ở nước ta, ngành trắc địa phát triển từ lâu Nhân dân ta từ thuở xưa áp dụng kiến thức trắc địa vào sản xuất, quốc phòng Việc xây dựng thành luỹ cổ thành Cổ Loa, kinh đô Hoa Lư, việc mở mang đường sá, sông ngòi qua thời đại chứng minh vể hiểu biết trắc địa nhân dân ta Đặc biệt thời nhà Lê, năm 1467, vua Lê Thánh Tôn cho người khảo sát núi sông để lập đồ nước Đại Việt thời Hồng Đức Đầu kỷ 20, sau thôn tính lập đô hộ, Pháp tiến hành công tác đo vẽ cho toàn Đông Dương nhằm mục đích khai thác tối đa vùng đất Việc đo đạc tiến hành có tổ chức, áp dụng phương pháp đo khoa học máy móc có chất lượng cao Những đồ, hồ sơ lưu trữ nói lên điề Hiện đồ, số liệu đo đạc từ trước năm 1945 dùng số ngành Trong thời kháng chiến chống Pháp (1646-1954) công tác trắc địa chủ yếu phục vụ cho quân sự: trắc địa pháo binh, công binh, trinh sát … Sau kháng chiến thành công, nhà nước Việt Nam đời năm 1959 đánh dấu bước trưởng thành ngành trắc địa Việt Nam Đội ngũ người làm công tác đo đạc đồ nhà nước quan có chức tổ chức việc đo vẽ đồ toàn quốc tỷ lệ, ban hành Quy phạm trắc địa thống công tác trắc địa nước Trong ngành Trắc địa chia thành nhiều ngành nhỏ : trắc địa ảnh , trắc địa công trình trắc địa biển Biển chiếm diện tích khoảng 71% bề mặt tự nhiên địa cầu Biển nguồn lợi tự nhiên nói chung đặc biệt có ý nghĩa quan trọng quốc gia ven biển Không bờ biển mà biển vùng ven biển có ý nghĩa quan trọng chủ quyền quốc gia, an ninh quốc phòng, pháp luật kinh tế Nhiều tiêu kinh tế biển theo chuẩn mực chung giới xây dựng theo chiều dài bờ biển Những thông tin quốc tế xác nhận bờ biển Việt Nam có chiều rộng đến 100km tính từ ven biển vào đất liền, theo đó, có tới 83% dân số Việt Nam sống vùng duyên hải Trong đó, bình quân chung giới có khoảng 39% dân số sống vùng duyên hải Theo tiến sỹ Bùi Quốc Nghĩa, chuyên gia kinh tế biển, có phương pháp để xác định chiều dài bờ biển quốc gia, song thông thường có hai phương pháp - Thứ đo thủ công thước thẳng đồ, chiều dài đoạn đo nhỏ độ xác lớn - phương pháp truyền thống - Thứ hai đo công cụ GIS (hệ thống thông tin địa lý) với đồ kỹ thuật số lập với độ xác cao tính đến độ cong bề mặt trái đất Chiều dài bờ biển tiêu quan trọng để xác định quốc gia có biển hay biển Hiện chiều dài bờ biển Việt Nam công bố website Bộ Khoa học – Công nghệ 3.350km tính tổng chiều dài bờ biển tỉnh ven biển Một số tổ chức nước ngoài, CIA World Factbook website http:\\ www.cia.gov công bố chiều dài bờ biển Việt nam 3.444km chưa tính chiều dài bờ biển đảo, đồng thời xếp hạng Việt Nam đứng thứ 32 chiều dài bờ biển tổng số 156 nước có biển Riêng Viện Tài nguyên giới Tổ chức Môi trường Liên hiệp quốc xác định bờ biển Việt Nam dài 11.409,1km Theo “định nghĩa” ngành địa lý đại, bờ biển bao gồm bờ biển (theo định nghĩa cổ điển cộng với bờ đảo biển) bờ biển bao gồm đầm phá cửa sông chịu tác động mạnh thuỷ triều chiều dài bờ biển Việt Nam 11.409,1km Công nghệ định vị vệ tinh toàn cầu GPS nhanh chóng thay thiết bị đo đạc lưới toạ độ, mở rộng tầm hoạt động tới vài nghìn km tạo thêm khả định vị đối tượng động Công nghệ chụp ảnh vệ tinh đạt bước phát triển đáng kể năm gần đây, độ phân giải ảnh đạt tới mức 0,5 mét với nhiều phổ khác giúp cho khả thông tin nhanh để lập loại đồ địa hình, nghiên cứu yếu tố vật lý hóa học bề mặt đất Ảnh radar giúp cho trình phân tích biến động thông tin mặt đất hiệu Công nghệ quét siêu âm đáy nước từ tầu đo đạc, quét laser mặt đất từ máy bay giúp cho trình lập đồ loại tỷ lệ lớn xác nhanh chóng Công nghệ thông tin với kỹ thuật đồ hoạ đại tạo nên bước tiến việc xử lý thông tin thu nhận Trái đất (thông tin địa lý), tổ chức quản lý thông tin xây dựng mô hình thông tin lãnh thổ (hệ thống thông tin địa lý) Đến nay, toàn dây chuyền công nghệ sản xuất thông tin đo đạc đồ tổ chức dạng công nghệ xử lý số, từ khâu thu nhận, xử lý, quản lý tới cấp phát thông tin Hệ thống định vị điện tử LORAN-A, LORAN-C với độ xác ± 500m it sử dụng , thay vào hệ thống định vị thủy âm với độ xác vài cm định vị DGPS Vì vậy, tiểu luận em sâu phân tích kỹ thuật mà giới dùng, định vị vi phân DGPS, đo vẽ đồ biển công nghệ viễn thám hồi âm đa tia Để thực phần việc đó, thiếu kiến thức thủy triều dòng chảy, kiến thức phân loại đặc trưng đáy biển Xuất phát từ ý nghĩa quan trọng , em nhận tiểu luận : “ Em hiểu trắc địa biển :” Nội dung trình bày theo chương sau : Chương : Những nguyên tắc trắc địa biển Chương : Định vị biển Chương : Xác định độ sâu Chương : Xác định đặc trưng phân loại đáy biển Chương : Dòng chảy thủy triều Chương : Quan trắc thành lập đồ Chương : Ứng dụng thực tiễn Bài tiểu luận em dựa vào giáo trình Trắc địa biển trường Đại Học Tài nguyên Môi trường, đồng thời cập nhật kiến thức mạng phù hợp với thực tiễn khoa học Bài tiểu luận khiếm khuyết, em mong thầy bổ sung góp ý giúp em hoàn thiện học tập tốt môn học trắc địa biển Em xin chân thành cảm ơn thầy ! Hà nội 20 , tháng năm 2015 Sinh viên thực : Nguyễn Mạnh Trường CHƯƠNG NHỮNG NGUYÊN TẮC CƠ BẢN CỦA TRẮC ĐỊA BIỂN NHIỆM VỤ VÀ PHẠM VI CỦA TRẮC ĐỊA BIỂN Nhiệm vụ Tương tự công tác Trắc địa – Bản đồ nói chung, công tác trắc địa biển kỹ thuật khảo sát thủy văn bao gồm kiến thức kỹ quan trọng Nhằm phục vụ hoạt động hàng hải, khai thác tài nguyên khoáng sản, quản lý giám sát công tác dầu khí, nghề cá, tuyến cáp ngầm, khảo cổ, tìm kiếm cứu nạn an toàn hàng hải Công việc kỹ sư trắc địa biển chia thành bốn nhóm sau: 1/ Tiến hành khảo sát tiền khả thi, dịch vụ hậu cần chuyến biển dài ngày lập kế hoạch khảo sát; 2/ Thực quy trình khảo sát biển; 3/ Quản lý liệu thu thập; 4/ Bảo trì thiết bị Theo quy định trước đây, nhiệm vụ trắc địa biển bao gồm: 1/ Xây dựng lưới khống chế trắc địa biển bao gồm điểm khống chế bố trí ven bờ, hải đảo, bãi ngầm dàn khoan, phao tiêu 2/ Thành lập đồ địa hình đáy biển Các đồ phục vụ cho giao thông hàng hải, điều tra khảo sát tài nguyên biển, thăm dò khoáng sản biển, quy hoạch sử dụng tài nguyên biển Góp phần bảo vệ phát triển bền vững kinh tế biển lâu dài 3/ Trắc địa biển phải cung cấp tài liệu sở cho việc thiết kế, thi công xây dựng công trình như: cảng biển, cầu vượt biển, giàn khoan, đường ống ngầm cáp ngầm sân bay biển; 4/ Phục vụ công tác nghiên cứu khoa học biển đại dương như: đo trọng lực biển, nghiên cứu hình dạng mặt đẳng trọng trường biển, khí tượng thủy văn biển nghiên cứu môi trường biển; 5/ Nghiên cứu ứng dụng hoàn thiện thiết bị đo đạc biển, phương pháp đo đạc xử lý số liệu đo đạc biển Các kiến thức sử dụng hợp lý đắn để mô tả chất đáy biển, mối quan hệ địa lý ven bờ với địa lý đại dương Trắc địa biển, theo định nghĩa, chìa khóa để thực tiến hàng hải có tầm quan trọng tuyệt kinh tế quốc gia Các môn học liên quan tới trắc địa biển Hiện nay, nhiệm vụ trắc địa biển quy định sau: 1/ Đảm bảo hoạt động an toàn hiệu giao thông hàng hải; 2/ Quản lý vùng ven biển; 3/ Thăm dò khai thác tài nguyên biển; 4/ Bảo vệ môi trường biển môi trường toàn cầu; 5/ Hàng hải quốc phòng Vì nhiệm vụ trên, đề cập tới lĩnh vực thuộc thẩm quyền trắc địa biển nguyên tắc khảo sát biển Lĩnh vực thuộc phạm vi khảo sát biển  Vận tải biển trường biển  Quản lý vùng ven biển  Khoa học biển  Thăm dò khai thác tài nguyên biển  Cơ sở liệu không gian quốc gia  Bảo vệ quản lý môi  Phân định ranh giới biển  Quốc phòng  Du lịch biển  Thể thao giải trí NHỮNG NGUYÊN TẮC CƠ BẢN Mục tiêu Khảo sát biển bao gồm xác định địa hình đáy biển địa hình khu vực ven biển, bao gồm sông, hồ, bến cảng dạng môi trường nước khác có liên quan • Trước kia, khảo sát biển khảo sát vùng nước ven biển • Hiện nay, bao gồm loạt nhiệm vụ như: đo thủy triều, đo trọng lực từ trường trái đất, xác định tính chất vật lý hóa học nước biển vùng nước ven biển Mục tiêu khảo sát biển là: a/ Thu thập điều tra có hệ thống liệu vùng bờ biển hải đảo: Vẽ đồ đường biển, bao gồm đường người tạo với tất tính cần thiết để biển - Độ sâu vùng cần quan tâm, bao gồm nguy hiểm tiềm tàng việc dẫn đường hoạt động đánh bắt cá - Thành phần chất đáy biển - Thủy triều dòng chảy - Tính chất vật lý nước biển vùng - b/ Xử lý thông tin thu thập nhằm tạo sở liệu có khả biên tập đồ chuyên đề biển, biểu đồ hải trình tài liệu hướng dẫn: Dẫn đường hàng hải quản lý giao thông biển Hướng dẫn cho hoạt động hải quân Quản lý vùng bờ ven biển Bảo vệ môi trường biển Khai thác tài nguyên biển, lắp đặt cáp ngầm đường ống ngầm đáy biển - Dựa yêu cầu khảo sát chi tiết, mật độ điểm chi tiết xây dựng phù hợp với tỷ lệ thành lập đồ Tuy nhiên, cần tăng dày nơi có địa hình thay đổi đáng kể như: độ dốc lớn, gò, yên ngựa, rặng núi, Khu vực cảng biển, vùng nước nông ven bờ, địa hình đáy nước cần tiến hành khảo sát theo đường song song gần vuông góc với đường bờ biển Cần thể đặc trưng địa hình đáy biển với mật độ điểm đảm bảo yêu cầu thành lập đồ, cần biểu diễn đầy đủ đặc trưng địa hình tự nhiên địa vật người để lại đáy biển 5.2.3.3 Phương pháp đo vẽ Kỹ thuật định vị vệ tinh lý tưởng thành lập đồ biển Độ cao WGS 84 chuyển đổi hệ thống độ cao quốc gia, dựa mô hình Geoid áp dụng cho khu vực đo vẽ Mật độ điểm chi tiết thành lập đồ 1/5000 1/10 000 50m 100m điểm chi tiết Mật độ điểm chi tiết bề mặt đáy biển cài đặt máy đo hồi âm định vị GPS tàu khảo sát, tương ứng với tốc độ tàu tần số đo thiết bị Việc xử lý liệu hồi âm liệu định vị GPS tàu tiến hành hoàn toàn tự động, cho kết khảo sát địa hình đáy biển theo yêu cầu 5.3.2.3 Phát đặc trưng nguy hiểm 1/ Các điều tra viên cần ý rằng, vài đặc trưng gây nguy hiểm cho dẫn đường hàng hải, ví dụ như: xác tàu đắm có cột buồm, đầu giếng dầu, mà không mô tả ZOC Khả phát đặc trưng phụ thuộc vào kiểu hệ thống khảo sát ứng dụng Ví dụ: đặc trưng thông thường xác định SSS không bị phát MBES, Lidar 2/ Các máy quét sonar cần thiết để phủ kín đáy biển, nơi vệt hồi âm không quét tới Mặc dù tiêu chí phát vật thể lớn 3m khảo sát, điều chưa đủ để đảm bảo an toàn hàng hải Các điều tra viên cần định đặc trưng cần tìm kiếm 3/ Lưu ý rằng, tiêu chuẩn đề cập đến vật thể đáy biển độ dài, không đề cập đến độ cao Đôi độ cao vật gây nguy hiểm cho hàng hải Khi tính toán chiều dài tối đa vật thể đáy biển, thường vào năm tín hiệu “ping” không phản hồi, số lượng tối thiểu để phát vật Điều chưa đủ để phát độ cao vật 5.3.3 Phương pháp xác định đặc trưng đáy biển 5.3.3.1 Tổng quan Side Scan Sonar (SSS) chứng minh phương pháp xác định đặc trưng đáy biển tin cậy Tuy nhiên , thiết bị sonar thường kéo theo đằng sau tàu, thường xảy sai số vị trí điểm Để giảm thiểu sai số này, người ta sử dụng đầu thu đặt thiết bị có hình cá chạy đằng sau thiết bị sonar, phía sau hướng chạy tàu, nhằm tiếp thu nhiều tín hiệu phản hồi từ sonar xác định vị trí xác Hệ thống SSS cần thiết kế trước vệt quét, cho độ che phủ vệt quét đủ nhất, tránh trường hợp để lọt khoảng trống hai vệt quét sonar Một hạn chế hệ thống SSS tốc độ tiến tàu phải phù hợp để thu nhận đủ số tín hiệu “ping” hệ thống Trong vài trường hợp ngoại lệ, giới hạn tốc độ tiến tàu mang hệ thống SSS vào khoảng hải lý/giờ Sự đời hệ thống hồi âm đa tia cung cấp khả quét đáy biển rộng với tốc độ cao hơn, làm gia tăng khả khảo sát đáy biển Ngày nay, hệ thống MBES xác định đặc trưng biển theo tiêu chuẩn bậc đặc biệt ZOC A1/A2 Tuy nhiên, việc nhận dạng hiểm nguy hàng hải cần có biện pháp bổ sung, phòng ngừa định, chẳng hạn hạn chế chiều rộng vệt khảo sát, tính toán trước tốc độ hợp lý tàu kéo theo máy quét sonar 5.3.3.2 Máy quét sonar (SSS) Máy quét sonar hai kênh thiết bị trợ giúp cần thiết khảo sát đại Một khảo sát thềm lục địa yêu cầu thiết phải có hệ thống SSS tham gia toàn từ đầu đến cuối Ngoài việc xác định vị trí xác tàu đắm hay vật cản dòng, SSS cung cấp số lượng đáng kể thông tin khác từ đáy biển Các liệu này, kết hợp với mẫu thăm dò đáy biển đường đẳng sâu, cung cấp thông tin để phân loại đáy biển Đồng thời cung cấp thông tin đáng kể cho hoạt động quân như: phạm vi hoạt động tàu đổ công nhanh, phạm vi rải mìn thủy lôi, phạm vi hoạt động tàu ngầm, Các thông tin bao gồm hướng tuyến tiếp cận bờ biển, khoảng cách an toàn cho hoạt động tàu quân 5.3.3.4 Những hạn chế hệ thống sonar 1/ Sự ổn định thủy động lực học cá kéo Phần lớn trường hợp cá kéo hoạt động tách rời chuyển động tàu Bản thân cá kéo bị ảnh hưởng tượng roll, pitch, heading giống tàu Vì thế, giải pháp sonar kênh đôi nhằm cung cấp so sánh kênh với kênh để nhận dạng địa hình điều cần thiết 2/ Trường hợp kêch sonar cho hình ảnh nhận diện đáy biển, buộc phải dùng kênh lại Lúc phải hiệu chỉnh tượng nhồi sóng xoay chệch hướng, Như vậy, với độ rộng chùm tia hẹp mặt phẳng ngang, biến động làm giảm khả phát chi tiết nhỏ đáy biển 3/ Vấn đề ổn định cá kéo quan trọng vấn đề vị trí Trong điều kiện biển động, nhìn thấy rõ dao động vết quét cá kéo Người ta ý đến khả quét dò tìm đáy biển sonar nhiều khả hồi âm đa tia tàu Do vậy, vấn đề vị trí sonar yếu điểm 4/ Chiều cao cá kéo Đối với hầu hết độ sâu đáy biển cần khảo sát, độ sâu cá kéo 10% cách đáy biển hợp lý Ví dụ, độ sâu đáy biển 150m độ sâu cá kéo 15m tính từ đáy biển Khi đầu cá kéo hướng xuống dưới, sóng siêu âm phản hồi bị suy giảm nhiều Khi đầu cá kéo hướng lên, sóng siêu âm không hình thành phía sau chướng ngại vật, làm cho khó phát 5/ Trong vùng nước nông, cần giảm phạm vi quét khoảng cách vệt quét Bởi cá kéo gần đáy biển, hình ảnh mà cung cấp có nhiều thiếu sót 6/ Trong vùng nước nông, đầu dò hồi âm gần cáp kéo máy sonar, điều gây ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng siêu âm máy 7/ Người điều khiển cáp kéo máy sonar phải tùy theo địa hình đáy biển để trì độ sâu máy, dây cáp lúc ngắn lúc dài cho phù hợp với tốc độ tàu điều kiện địa hình, tránh gây tai nạn cho máy bị va chạm vướng vào chướng ngại vật 8/ Đuôi cá kéo Một số cá kéo SSS trang bị vây đuôi cá nhằm tăng giảm độ sâu theo ý muốn Lúc này, ảnh hưởng lực kéo cáp tàu thay đổi, làm cho việc điều khiển cáp tay khó thực Khoảng cách từ cá kéo đến tàu bị thay đổi độ sâu cá kéo thay đổi Tốc độ tàu thay đổi độ sâu cá kéo thay đổi Do vậy, thực điều buộc phải vượt qua nguy hiểm bất ngờ mà 9/ Trong hoạt động gần đáy biển, cá kéo trang bị thiết bị ngắt nhả cáp, nhằm đảm bảo gặp tai nạn, không làm tàu bị hư hại Sau đó, người ta thu hồi 10/ Hướng kéo Khi có ảnh hưởng thủy triều, hướng kéo nên theo dòng thủy triều mà đi, nhằm giảm tác động dòng chảy đến khả kéo tàu Nếu không tính đến ảnh hưởng thủy triều, hướng kéo nên theo hướng đường viền độ sâu Điều có lợi điều chỉnh phạm vi kéo tàu qua địa hình nước nông - sâu khác Hình 5.10 Máy quét sonar Trường hợp đụn cát 11/ Trường hợp ngoại lệ Khi khu vực thăm dò có đụn cát Hướng kéo phải thỏa mãn cho mô tả góc khuất đụn cát Hình 5.10 12/ Phạm vi quét hiệu Các tín hiệu siêu âm không thiết phản hồi trở lại tất Tổn thất truyền tải nhiễu từ nguồn khác hạn chế phạm vi quét sonar Một sonar truyền sóng siêu âm tối đa 270m Với vật thể nhỏ khoảng 1m, sonar khó phát sau khoảng cách 150m Kết tốt đạt phạm vi khoảng cách 150m tận dụng lợi tần số xung cao để xác định rõ vật thể Trước thưc khảo sát, kiểm tra ngắn cần thiết để kiểm tra phù hợp điều kiện hoạt động sonar 5.3.3.7 Nguồn sai số Một câu hỏi cần giải là: tàu khảo sát phải trước cá kéo bao xa phạm vi an toàn cho phép Giả sử cần ping đủ để phát đặc trưng dài 1m đáy biển phục vụ khảo sát tỷ lệ 1/25000, tuyến cách 125m, phạm vi quét cá kéo 150m, hai tuyến cách chồng lấn 25m Ta có sai số: Vị trí cá kéo (e1): 10m Dẫn hướng tàu (e2): 5m; Hiệu ứng nghiêng (e3): 1m; Biến động vận tốc âm (e4): 1,5m; Do đó: ; Sai số trung phương tổng: RMS Mức chồng lấn 25m, nhiên có 24m vẽ biểu đồ, sai số tổng vết 5.3.3.9 Sai số vị trí điểm đáy nước sonar Trong thăm dò đáy biển thông thường, điều tra viên cố gắng quét toàn đáy biển để phát đặc trưng Bất kỳ kích thước đáy biển định vị xác đáy biển hồi âm Tuy nhiên, số khảo sát đặc biệt, đặc trưng cần phát nhỏ Vì cần biết vị trí đặc trưng phát sonar * * * * * Sai số vị trí xuất phát sau (1 ): Sai số vị trí thân tàu: 5,0m; Sai số vị trí cá kéo: 10m; Sự biến động vận tốc âm nước: 1,5m/s; Độ phân giải vệt quét giấy: (0,75%) 0,75m; Sai số đáy biển nghiêng: 1,0m; Sai số tổng hợp: RSM(1 ): 11,4m Giá trị sai số vị trí cá kéo 10m tính theo giả định cá kéo thay đổi vị trí 20m dòng chảy biến động vận tốc tàu * Sự biến động vị trí cá kéo nguồn sai số lớn ảnh hưởng tới vị trí điểm định vị nhiều trường hợp, phải dùng cá kéo định vị phương tiện tiên tiến khác UUV 5.3.3.10 In ấn đo khoảng cách từ ghi sonar 1/ Hướng chính: khoảng lùi theo hướng tiến tàu kéo (hình 5.13) Trong điều kiện bình thường, tính sau: Hình 5.13 Hướng máy quét sonar đây, DT khoảng cách từ điểm định vị GPS tàu tới điểm móc kéo; WO chiều dài dây kéo tính từ điểm kéo tới cá kéo; DS độ sâu cá kéo nước 2/ Giả định dây xích, trục tàu, cá kéo nằm mặt phẳng thẳng đứng theo hướng tiến tàu Tất nhiên, điều lý tưởng 3/ Hiệu chỉnh độ nghiêng mặt phẳng thẳng đứng định lý Pythagor Nếu đáy biển nghiêng dốc, hiệu chỉnh áp dụng 4/ Cấu hình độ cao SSS Một đặc điểm quan trọng hệ thống SSS đo cao vật thể đặc trưng đáy biển, dựa vào bóng đổ vật thể theo hướng quét sonar Tuy nhiên, khả phụ thuộc hệ thống SSS phải xác định độ cao mà hoạt động Hình 5.14 Hình 5.14 Độ cao vật đặc trưng đáy biển Ta có: đây, H độ cao vật đặc trưng đáy biển; S khoảng nghiêng bóng đổ; R khoảng nghiêng từ cá kéo đến vật đặc trưng; h độ cao cá kéo tính từ đáy biển Giả thiết trường hợp đáy biển nằm ngang 5.3.3.11 Hệ thống hồi âm đa tia 1/ Hệ thống hồi âm đa tia chứng minh khả đo sâu vượt trội so với phương pháp khác Khi đầu dò gắn vào thân tàu, có nghĩa vị trí xác định Với khả tạo thành từ tia đơn, hệ thống hồi âm đa tia công cụ lựa chọn để khảo sát địa hình đáy biển 2/ Khả định vị hệ thống MBES phụ thuộc vào hệ thống định vị tàu, phụ thuộc vào cách xác định vị trí đầu dò so với vị trí đặt antenna máy thu GPS Khả xác định đặc trưng đáy biển không sonar, cần người ta nhận dạng chỗ thợ lặn tàu lặn không người lái Mục tiêu MBES nhận dạng biến đổi địa hình đáy biển, nhận dạng vật đặc trưng đáy biển 3/ Phương pháp khảo sát Các yêu cầu hệ thống MBES cho khảo sát kéo theo hệ thống SSS, tương tự yêu cầu hệ thống SBES truyền thống Nghĩa sử dụng dòng, tuyến song song cách hiệu Hướng tuyến phụ thuộc vào yêu cầu SSS gần với hướng thủy triều Bản đồ đáy biển biểu diễn giống ma trận, bao gồm điểm đo sâu dày đặc, theo hình vuông, phủ kín diện tích cần khảo sát 4/ Khoảng cách tuyến sonar yêu cầu, đương nhiên phải đảm bảo độ chồng lấn Ở vùng biển nông, độ sâu 30m, khả nhận dạng đặc trưng đáy biển hệ thống MBES tốt SSS Do vậy, người kỹ sư trắc địa phải định xem có nên dùng hệ thống SSS hay không, cần MBES độc lập quét đáy biển lần khảo sát 5/ Hệ thống hồi âm đa tia xác định khoảng cách tuyến phụ thuộc độ sâu trung bình khu vực khảo sát Nếu có nơi có độ sâu đáng kể phần lại khu vực khảo sát, phải lập khu vực phụ, chạy tàu theo tuyến cho phù hợp với khu vực phụ Khuyến nghị sử dụng chống lấn tuyến 25%., tối thiểu 10% 6/ Khi có hệ thống MBES khảo sát, việc xác định hướng tuyến hiệu song song với triền dốc bờ đường cong Tránh hướng vuông góc với bờ dốc Bằng cách này, chồng lấn tuyến lớn khoảng cách tuyến rộng 5.4 PHÂN LOẠI ĐÁY BIỂN 5.4.1 Tổng quan Có ba yêu cầu phân loại đáy biển, là: Hải đồ; Phục vụ thương mại môi trường; Phục vụ quân (BĐĐHĐB&HĐ) 1/ Hải đồ: Đây phương pháp phân loại tương đối đơn giản, sử dụng biểu đồ hàng hải chủ yếu mục đích dẫn đường Thủy thủ sử dụng biểu đồ hàng hải với múc đích: * Tìm nơi neo đậu; * Loại cầu tàu nơi có chỗ neo đậu * Giúp đánh giá mức an toàn neo đậu * Khả cung cấp tư vấn dẫn đường 2/ Thương mại/ Môi trường: Một phân loại chi tiết hơn, thường sử dụng phần mềm xử lý với mục đích: * Xác định địa điểm giàn khoan dầu, đèn biển đèn hiệu biển, đê biển; Thăm dò khoáng sản; * Đánh bắt thủy hải sản 3/ Quân sự: Đây kết hợp bốn loại hình đáy biển với liệu chi tiết bổ sung thuộc tính Quân đội cần thông tin để: * Tiến hành hoạt động đổ bộ; * Có biện pháp đối phó chống đổ bộ, sử dụng địa hình để phòng thủ quốc phòng; * Tàu ngầm chống tàu ngầm; Thủy lôi chống thủy lôi; - Hiệu suất âm sonar 4/ Trong tương lai, phân loại thông tin quân cung cấp đến trụ sở quan quân sự, đọc thông tin hệ thống nhúng * 5.4.2 Mô hình phân loại đáy biển 1/ Dữ liệu thu cách MBES SBES lấy mẫu thực tế, trình bày biểu tượng minh họa Giống hồ sơ thông tin khác, hồ sơ phải xác rõ ràng 2/ Thông tin thể mô hình phân loại đáy biển: * Bản chất mẫu lấy từ đáy biển; * Kết cấu địa chất đáy biển từ kết hồi âm kết sonar; Các điểmmốcđã gắn đáy biển đặc trưng đáy biển (xác tàu, sóng cát, ); 5.4.3 Lấy mẫu đáy biển Việc lấy mẫu đáy biển thường thực độ sâu chưa tới 200m, để phục vụ: * Hỗ trợ việc giải thích hồ sơ quét sonar cần; * Cung cấp thật bề mặt đáy biển xác nhận mô hình phân loại đáy biển; * Cung cấp tư vấn khả neo đậu tàu; * Cần lấy mẫu tất vùng bờ, bãi cát ngầm, núi biển Đặc biệt vùng biển không ổn định; * Cần lấy mẫu đỉnh chân núi biển Khi độ sâu lớn 200m, không nguy hiểm phương pháp lấy mẫu có sẵn, cần phải lấy mẫu Bản chất việc lấy mẫu đáy biển tiến hành đặn toàn vùng gần bờ Tần số lấy mẫu khác tùy thuộc vào độ sâu mức độ mà đồng Sau khí lấy mẫu đáy biển, mẫu đưa vào mô hình phân loại Mối tương quan mẫu nguồn gốc mẫu liên quan tới scan sonar quan trọng Nó mang lại tự tin giải thích kết sonar Mẫu có phải thỏa mãn ba điều kiện: Là mẫu hoàn chỉnh Bởi trình lấy mẫu đòi hỏi phải có phương pháp giữ gìn bảo quản; * Mẫu lấy từ điểm nhất, mẫu hỗn tạp bao gồm nhiều địa lấy mẫu khác nhau; * Vị trí lấy mẫu xác Điều cung cấp thông tin điều tra có ích Thực lấy mẫu gầu ngoạm tàu khảo sát, lấy phần lõi mẫu sau lấy lên khỏi mặt biển Quá trình mẫu, tàu phải dừng đảm bảo định vị nơi dừng Vị trí mẫu mô hình phân loại thể chấm nhỏ bao quanh vòng tròn Thuyết minh mẫu viết bên cạnh * 5.4.4 Bản chất đáy biển Đáy biển hình thành từ đá loại thực phủ Lớp đất đáy biển hình thành từ hai nguồn chính: Vật chất xói mòn từ đất liền trôi biển, xói mòn thân đáy biển; * Các trình sinh học sản xuất lượng trầm tích đáy biển hình thành từ phân hủy động vật thực vật lưu vực đại dương 5.4.5 Phân loại mẫu Việc phân loại mẫu phải nêu hai đề mục sau: - Chỉ cần mô tả từ, ví dụ như: thô, nhỏ, ; Cần mô tả chung, ví dụ như: đá, bùn, Với mẫu hỗn hợp Hầu hết mẫu lấy tự nhiên, bao gồm loại trầm tích, thường hỗn hợp Khi đó, phân loại theo tên vật chất chủ yếu trước tiên, ví dụ: fSbkSh, điều rằng, có nhiều cát mẫu * Trầm tích phân loại theo kích thước hạt Kích thước hạt đươc xác định mắt thường so sánh với mẫu chuẩn Các trầm tích mịn thường khó phân loại Trường hợp khó phân loại, để mẫu vào hai hàm Nếu cảm thấy có sạn, tức cát phù xa, cảm thấy trơn mềm tức đất sét Thực khó khăn để ước tính tỷ lệ phần trăm mẫu có chứa cát, bùn, sét, Đá Một mẫu phân loại đá, chứng rõ ràng có sẵn 5.4.6 Các cảm biến dùng phân loại đáy biển Phần mô tả cảm biến khác dùng để phân loại đáy biển 1/ Máy quét sonar Ngoài việc xác định xác tàu vật cản đáy biển, SSS cung cấp số lượng đáng kể thông tin đáy biển khác Những liệu kết hợp với mẫu lấy lên từ đáy biển, ý đến độ sâu đường đồng mức, cung cấp mô hình phân loại đáy biển 2/ Máy hồi âm đa tia Sự đời MBES khảo sát thủy văn có ý nghĩa lớn không khả xác định độ sâu xác, có diện tích quét đáy biển lớn, có khả xác định ranh giới đáy biển phát loại trầm tích tương đối nhanh chóng hiệu 3/ Máy hồi âm đơn tia Hệ thống SBES ngày trang bị thêm phần mềm phân loại đáy biển, thuận lợi cho việc đánh bắt cá 5.4.7.5 Phân loại đáy biển hệ thống hồi âm đa tia sonar 1/ MBES cung cấp hai phép đo hình học, cường độ âm tán xạ tức thời hồi âm, tức độ sâu vị trí Có thể sử dụng riêng rẽ hai phép đo Một số hệ thống sử dụng kết hợp hai phép đo, để cố gắng phân loại đáy biển Các hệ thống sử dụng hai phương pháp: hiệu chỉnh tín hiệu so sánh với chuẩn tương đối Cường độ tán xạ suy giảm theo: Phạm vi cần xác định đặc trưng đáy biển Phạm vi suy giảm theo hình cầu lan rộng; * Nguồn lượng, tia định hướng (phát thu); * Diện tích vết tia đơn, góc chùm tia, hướng khúc xạ, độ dốc đáy biển 2/ Có ba phương pháp sử dụng vệt quét sonar để phân loại, dựa biến đổi cấu trúc tia phản hồi, để suy luận thông tin đáy biển: * Lập đồ bề mặt ước lượng phổ phản xạ; Hàm mật độ xác suất lớn biên độ xung; - Sự phụ thuộc vào góc tán xạ * 5.4.7.6 Lập đồ bề mặt Phương pháp xem biến đổi cường độ tán xạ hình ảnh không gian 2D Nó dựa việc xác định thay đổi tín hiệu âm mặt tính chất âm tiếng ping liên tiếp Về chất, ước lượng thống kê cường độ âm tán xạ từ đáy biển không gian 2D Điều thực hai phương pháp: * Phổ lượng; * Ma trận đồng mức xám 5.4.7.7 Ph lượng Các tán xạ tia âm đáy biển theo hướng cos2 góc tới đáy biển (định luật Lambert) Do đó, cho biến động độ lớn tia tán xạ từ đáy biển biểu diễn thô ráp vốn có bề mặt tán xạ Điều khả phân loại tia tán xạ mà sonar thu nhận Từ suy loại đáy biển dựa dạng phổ chúng 5.4.7.8 Ma trận đồng mức xám Để xác định ranh giới mô hình cấu trúc hình ảnh quét đáy biển, kỹ thuật cũ sử dụng, kỹ thuật Ma trận đồng mức xám Kỹ thuật biểu diễn cho không gian hai chiều theo cấp độ xám, tức cường độ tán xạ mà thị ảnh Vùng địa hình mịn tương ứng với biến động khoảng cách ngắn Vùng địa hình thô tương ứng với biến động khoảng cách dài Ma trận đồng mức đại diện cho tập hợp khoảng cách có tương quan góc không gian Mỗi ma trận đồng mức xám tương ứng với kêt cấu khác nhau, sau tập hợp lại thành ảnh đáy biển KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Từ kết nghiên cứu tìm hiểu sách giáo trình tài liệu tham khảo môn trắc địa biển , em xin đưa số kết luận sau : Nhiệm vụ nhằm phục vụ hoạt động hàng hải, khai thác tài nguyên khoáng sản, quản lý giám sát công tác dầu khí, nghề cá, tuyến cáp ngầm, khảo cổ, tìm kiếm cứu nạn an toàn hàng hải Định vị biển nhằm : Xác định vị trí điểm biển gán với hệ quy chiếu hay khung tham chiếu quốc tế, nhằm liên kết với hệ thống thông tin địa lý GIS mục đích định vị biển Xác định vị trí điểm bề mặt trái đất đòi hỏi phải thành lập khung tham chiếu thích hợp (DATUM), bao gồm điểm tọa độ sở, tham số phù hợp với hình dạng kích thước trái đất Hiện giới sử dụng chủ yếu hệ tọa độ WGS 84 khung tham chiếu quốc tế ITRF, điều đảm bảo: - Các tham số mô tả đầy đủ khung tham chiếu; - Các giá trị tọa độ biểu diễn chi tiết hình thể điểm đồ Xác định độ sâu nhiệm vụ trắc địa biển Để thực nhiệm vụ này, đòi hỏi kỹ sư trắc địa phải có kiến thức cụ thể môi trường âm nước, thiết bị đo sâu, cảm biến hỗ trợ đo trạng thái nhấp nhô tàu biển quy trình thích hợp đo sâu để đảm bảo độ xác phạm vị bao phủ khu khu đo theo tiêu chuẩn S-44 IHO Khảo sát thủy văn bao gồm việc xác định tính chất đặc điểm vùng biển không nhằm mục đích dẫn đường cho tàu thuyền Sự đời sonar máy đo hồi âm theo vệt cho phép mô tả ngày đầy đủ chi tiết đáy biển hơn, đảm bảo dẫn đường an toàn hàng hải Rõ ràng không thực tế muốn khảo sát thủy văn độ sâu Tổ chức IHO xác định mức tối thiểu mà phương pháp hay công nghệ thỏa mãn khu vực cụ thể Mục đích chương dòng chảy thủy triều mô tả thông tin cần thiết để hiểu áp dụng mức nước, sử dụng phương pháp đo lường mực nước để hỗ trợ hoạt động khảo sát, thành lập đồ thủy văn Khác với hải đồ, đồ địa hình biển cần thiết cho nhiều lĩnh vực khác có liên quan tới biển như: nghiên cứu khoa học biển, an ninh quốc phòng, xây dựng công trình, tìm kiếm khai thác tài nguyên khoáng sản, hoạt động nuôi thủy sản đánh bắt thủy sản, phát triển bền vững môi trường biển, tìm kiếm cứu nạn thể thao giải trí Việc thực hoạt động khảo sát biển, từ viết phương án hoạt động khảo sát cuối cùng, trình liên tục Tất công đoạn phải có phương pháp tỷ mỷ, liệu thu thập đầy đủ có giá trị Các liệu xác thu thập cẩn thận lãng phí không xử lý cách thấu đáo, so sánh báo cáo cách rõ ràng, dễ hiểu Mọi thông tin thu thập phải xác nhận, kiểm tra diễn giải hợp lý, thống với tiêu chuẩn chất lượng ban hành Trong khuôn khổ tiểu luận , em cố gắng học hỏi nghiên cứu nhiều tài liệu liên quan , trình độ thân hạn chế nên không tránh khỏi thiếu sót Kính mong thầy dùm em để tiểu luận em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy TS Đinh Xuân Vinh người trực tiếp hướng dẫn , dạy nhiệt tình để em hoàn thành tiểu luận Hà nội 27 , Tháng năm 2015 Sinh viên thực : Nguyễn Mạnh Trường [...]... biển Chế độ thủy triều tại Việt Nam khá phức tạp, bao gồm: - Nhật triều thuần khiết; Nhật triều không đều; Bán nhật triều và bán nhật triều không đều Một số đặc trưng thủy văn khác • Độ muối mặn • Sóng biển • Nhiệt độ • Hải lưu CÔNG ƯỚC QUỐC TẾ VỀ LUẬT BIỂN 1982 1.4.1 Lịch sử hình thành luật biển Luật biển bao gồm luật biển quốc tế và luật biển của từng quốc gia Hiện nay, Công ước quốc tế về luật biển. .. đó ra biển, với khoảng cách tối đa 200 hải lý tính từ đường cơ sở Nếu bờ ngoài của rìa lục địa có giơi hạn mở rộng, thì được phép kéo dài tới rìa lục địa theo Công ước 1982 7 Biển cả tiếp liền với vùng đặc quyền kinh tế Đây là vùng biển nằm ngoài vùng đặc quyền kinh tế, nằm ngoài phạm vi chủ quyền và quyền tài phán của quốc gia ven biển Tất cả các quốc gia đều được hưởng các quyền tự do ở vùng biển. .. chiếu trắc địa của hệ thống là Ellipsoid WGS 84 Phương pháp chủ yếu sử dụng trong trắc địa biển là phương pháp: - Đinh vị tuyệt đối; Định vị tương đối; Định vị vi phân Hình 2.6 Định vị vi phân DGPS và các phương tiện của tàu khảo sát thủy văn Bởi vì trắc địa biển liên quan đến một không gian rộng lớn, các hệ thống vệ tinh cũng vì thế được phát triển và bổ sung thêm cho công tác định vị trên biển của... về Luật Biển 1982 Quốc gia ven biển có quyền đối với vùng đặc quyền kinh tế như sau: a Thực hiện quyền chủ quyền về thăm dò và khai thác tài nguyên, bảo tồn và quản lý tài nguyên sinh vật hoặc không phải sinh vật của vùng nước và đáy biển b Thực hiện quyền tài phán theo quy định của Công ước 1982 - - - về: Lắp đặt và sử dụng các đảo nhân tạo; - Nghiên cứu khoa học về biển; - Bảo vệ môi trường biển Trong... vệ môi trường biển Trong vùng đặc quyền kinh tế biển, các quốc gia có biển và các quốc gia không có biển được hưởng các quyền lợi sau: Quyền được tự do hàng hải; Quyền được tự do hàng không; Quyền được tự do lắp đặt dây cáp và ống dẫn ngầm; Quyền được tự do sử dụng biển vào các mục đích hợp pháp quốc tế 6 Thềm lục địa bao gồm đáy biển và lòng đất dưới biển bên ngoài lãnh hải của một quốc gia, trên toàn... phú và có tiềm năng dầu mỏ và khí đốt thuộc biển Đông Đường cơ sở là đường ranh giới phía trong của lãnh hải và phía ngoài của nội thủy, do quốc gia ven biển hay quốc gia quần đảo định ra phù hợp với công ước của Liên hợp quốc về luật biển năm 1982 để làm cơ sở xác định phạm vi của các vùng biển thuộc chủ quyền và quyền tài phán quốc gia Khí hậu và thủy văn Biển Việt Nam thuộc vùng nhiệt đới gió mùa,... các vùng biển Phương pháp này khó xác định khách quan và chính xác, nên ít được dùng b Đường cơ sở thẳng được áp dụng cho trường hợp sau: - Bờ biển khúc khuỷu, bị khoét sâu, lồi lõm; - Bờ biển có đảo nằm gần sát và chạy dọc theo bờ; - Bờ biển có điều kiện tự nhiên không ổn định do có sự hiện diện của các đồng bằng châu thổ của các sông a CHƯƠNG 2 ĐỊNH VỊ TRÊN BIỂN Xác định vị trí điểm trên biển gán... trụ đứng có tỷ lệ biến dạng về phía hai cực Trái đất là khá lớn 2.2 PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ MẶT BẰNG Khảo sát địa hình trên biển dựa vào các mốc cơ sở có tọa độ trắc địa tại vùng ven biển Các điểm cơ sở và mạng lưới kết nối chúng tạo thành hệ thống lưới cơ sở cho những mục đích khảo sát khác nhau trên biển Các phương pháp xác định tọa độ mặt bằng có thể thực hiện bằng cách: - Phương pháp truyền thống: đo... khảo sát thủy văn MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CỦA VÙNG BIỂN VIỆT NAM Chiều dài bờ biển Việt Nam được công bố trên website của Bộ Khoa học – Công nghệ là 3.350km được tính bằng tổng chiều dài bờ biển của các tỉnh ven biển Các đảo có nhiều nguồn lợi về kinh tế và có vị trí địa chính trị rất quan trọng về quốc phòng và an ninh Quần đảo Trường Sa là một tập hợp thực thể địa lí được bao quanh bởi những vùng đánh cá... máy lục phân 2.4.3.2 Máy kinh vĩ Máy kinh vĩ là một thiết bị quen thuộc đối với người làm công tác Trắc địa – Bản đồ và đã giới thiệu trong giáo trình trắc địa cơ sở Máy kinh vĩ bao gồm ba trục cơ bản: - Trục quay của máy, trục này yêu cầu phải trùng với đường dây dọi và đi qua tâm mốc khống chế trắc địa; Trục quay của ống kính, trục này yêu cầu phải vuông góc với trục quay của máy và vuông góc với ... phạm trắc địa thống công tác trắc địa nước Trong ngành Trắc địa chia thành nhiều ngành nhỏ : trắc địa ảnh , trắc địa công trình trắc địa biển Biển chiếm diện tích khoảng 71% bề mặt tự nhiên địa. .. CHƯƠNG NHỮNG NGUYÊN TẮC CƠ BẢN CỦA TRẮC ĐỊA BIỂN NHIỆM VỤ VÀ PHẠM VI CỦA TRẮC ĐỊA BIỂN Nhiệm vụ Tương tự công tác Trắc địa – Bản đồ nói chung, công tác trắc địa biển kỹ thuật khảo sát thủy văn bao... trưng đáy biển Xuất phát từ ý nghĩa quan trọng , em nhận tiểu luận : “ Em hiểu trắc địa biển :” Nội dung trình bày theo chương sau : Chương : Những nguyên tắc trắc địa biển Chương : Định vị biển Chương