Khai thác dữ liệu độ cao geoid theo mô hình EIGEN 6c4 trên phạm vi lãnh thổ việt nam

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA TRẮC ĐỊA, BẢN ĐỒ VÀ THÔNG TIN ĐỊA LÝ BÙI THỊ YẾN THANH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHAI THÁC DỮ LIỆU ĐỘ CAO GEOID THEO MƠ HÌNH EIGEN-6C4 TRÊN PHẠM VI LÃNH THỔ VIỆT NAM Hà Nội - 2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA TRẮC ĐỊA, BẢN ĐỒ VÀ THÔNG TIN ĐỊA LÝ BÙI THỊ YẾN THANH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHAI THÁC DỮ LIỆU ĐỘ CAO GEOID THEO MƠ HÌNH EIGEN-6C4 TRÊN PHẠM VI LÃNH THỔ VIỆT NAM Chuyên ngành: Kỹ thuật Trắc địa – Bản đồ Mã ngành: D520503 NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TH.S NGÔ THỊ MẾN THƯƠNG Hà Nội - 2018 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nghiên cứu đồ án, với nỗ lực thân giúp đỡ tận tình giáo viên hướng dẫn, thầy cô môn Trắc địa Cao cấp – Công trình, em hồn thành đồ án tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn tới Ban giám hiệu Nhà trường, khoa Trắc địa, Bản đồ thông tin địa lý môn Trắc địa Cao cấp – Cơng trình Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn tới cô Ngô Thị Mến Thương người tận tình hướng dẫn, bảo em suốt trình hồn thành đồ án tốt nghiệp Trong q trính làm đồ án, khơng tránh khỏi sai sót, em mong nhận đóng góp bảo thầy, cô để đồ án tốt nghiệp em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà nội, ngày 24 tháng năm 2018 Sinh viên thực Bùi Thị Yến Thanh MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Địa điểm, đối tượng nghiên cứu CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT THẾ TRỌNG TRƯỜNG 1.1 Lý thuyết trọng trường 1.1.1 Thế trọng trường thực 1.1.2 Thế trọng trường chuẩn Trái đất nhiễu 1.2 Các phương pháp xác định độ cao geoid 21 1.2.1 Phương pháp trọng lực 21 1.2.2 Phương pháp thiên văn trắc địa 22 1.2.3 Phương pháp thiên văn - trọng lực 22 1.2.4 Phương pháp GPS – Thủy chuẩn 23 1.2.5 Phương pháp không gian 23 1.2.6 Phương pháp kết hợp 24 1.2.7 Phương pháp nội suy dị thường độ cao từ giá trị dị thường độ cao biết 25 1.2.8 Xác định dị thường độ cao Việt Nam 28 CHƯƠNG 2: MƠ HÌNH TRỌNG TRƯỜNG TOÀN CẦU EIGEN – 6C4 31 2.1 Khái niệm geoid 31 2.2 Khái quát chung mơ hình tồn cầu 31 2.2.1 Khái quát chung 31 2.2.2 Các mơ hình trọng trường giới 32 2.3 Mô hình trọng trường EIGEN-6C4 35 2.3.1 Khái qt chung mơ hình trọng trường EIGEN-6C4 35 2.3.2 Sự khác biệt mơ hình trọng trường EIGEN-6C4 EGM-2008 37 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM 51 3.1 Giới thiệu khu vực thực nghiệm 51 3.1.1 Ví trí địa lý, điều kiện tự nhiên 51 3.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 53 3.2 Khai thác độ cao geoid theo mơ hình EIGEN-6C4 phạm vi lãnh thổ Việt Nam 53 3.2.1 Khảo sát độ lớn độ cao geoid từ mơ hình EIGEN-6C4 phạm vi lãnh thổ Việt Nam 53 3.2.2 So sánh độ lệch độ cao geoid khai thác từ mơ hình EIGEN-6C4 EGM-2008 63 3.3 Nhận xét 69 3.3.1 Nhận xét kết độ cao geoid khai thác từ mơ hình EIGEN-6C4 khu vực lãnh thổ Việt Nam 69 3.3.2 Nhận xét độ lệch độ cao geoid khai thác mơ hình EIGEN-6C4 EGM-2008 69 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71 Kết luận 71 Kiến nghị 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 5DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng nước ngồi Nguồn DOT Dymnamic Ocean Topography Mơ hình địa hình đại dương động EGM Earth Gravitials Model Mơ hình trọng trường Trái đất EIGEN European Improved Gravity Mơ hình lực hấp dẫn châu Âu model of the Earth by New cải thiện kỹ thuật ST T techniques GRACE Gravity Recovery Model Mơ hình khơi phục trọng lực GNSS Global Navigation Satellite Hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu System GOCE Gravity Field and Steady State Dữ liệu vệ tinh đo trọng lực Circulation Explorer GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu ICGEM International Centre for Global Trung tâm quốc tế mơ hình trái Earth Models đất toàn cầu National Imnagery and Cơ quan lập đồ chụp ảnh Mapping Agency quốc gia NIMA 10 RMS Root Mean Square Giá trị trung bình điểm 11 RMSe Root Mean Square Error Sai số trung phương DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Một số mơ hình xác định theo phương pháp khơng gian 23 Bảng 2.1: Các giá trị trung bình điểm gốc khác biệt mơ hình EIGEN-6C4 EGM-2008 44 Bảng 2.2: Giá trị trung bình (cm) GNSS – Thủy chuẩn trừ độ cao địa lý có từ mơ hình cho EGM-2008 EIGEN-6C4 (số điểm dấu ngoặc) 48 Bảng 2.3: Giá trị RMS (cm) quỹ đạo GOCE CHAMP mơ hình 50 Bảng 3.1: Độ lệch độ cao geoid khu vực miền Bắc mô hình EIGEN-6C4 EGM-2008 63 Bảng 3.2: Độ lệch độ cao geoid khu vực miền Trung mơ hình EIGEN-6C4 EGM-2008 64 Bảng 3.3: Độ lệch độ cao geoid khu vực miền Nam mơ hình EIGEN-6C4 EGM-2008 65 Bảng 3.4: Độ lệch độ cao geoid vùng núi Tây Bắc mơ hình EIGEN-6C4 EGM-2008 66 Bảng 3.5: Độ lệch độ cao geoid vùng đồng Nam Bộ mơ hình EIGEN-6C4 EGM-2008 67 Bảng 3.6: Độ lệch độ cao geoid vùng biển, ven biển Đông Nam Bộ mơ hình EIGEN-6C4 EGM-2008 68 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Vị trí tương hỗ đường dây dọi mặt đẳng Hình 1.2: Quang cảnh phân bố đường sức mặt đẳng trọng trường Trái đất Hình 1.3: Các thành phần độ cao 15 Hình 1.4: Dị thường độ cao theo mặt Teluroid 16 Hình 1.5: Độ lệch dây dọi trọng lực thành phần 19 Hình 1.6: Khoảng chênh mặt geoid mặt ellipsoid 20 Hình 2.1: Độ cao Geoid theo mơ hình EGM2008 34 Hình 2.2: Δg, Himalaia với mơ hình EIGEN-6C4 38 Hình 2.3: Tzz, Himalaia với mơ hình EIGEN-6C4 38 Hình 2.4: Δg, Himalaia với mơ hình EIGEN-6C4 trừ EGM-2008 39 Hình 2.5: Tzz, Himalaia với mơ hình EIGEN-6C4 trừ EGM-2008 39 Hình 2.6: Δg, Châu Âu với mơ hình EIGEN-6C4 40 Hình 2.7: Tzz, Châu Âu với mơ hình EGM-2008 40 Hình 2.8: Δg, Châu Âu với mơ hình EIGEN-6C4 trừ EGM-2008 41 Hình 2.9: Tzz, Châu Âu với mơ hình EIGEN-6C4 trừ EGM-2008 41 Hình 2.10: Δg, Cộng Hòa Séc với mơ hình EIGEN-6C4 42 Hình 2.11: Tzz, Cộng Hòa Séc với mơ hình EIGEN-6C4 42 Hình 2.12: Δg, Cộng Hòa Séc với mơ hình EIGEN-6C4 trừ EGM-2008 43 Hình 2.13: Tzz Cộng Hòa Séc với mơ hình EIGEN-6C4 trừ EGM-2008 43 Hình 2.14: Kiểm tra mơ hình EGM-2008 GPS – Thủy chuẩn lãnh thổ CH Séc (GPS Thủy chuẩn trừ EGM-2008 geoid, trung bình -43 cm, rmse 3,3 cm, GPS – Thủy chuẩn độ xác khoảng cm) 45 Hình 2.15: Kiểm tra mơ hình EIGEN-6C4 GPS – Thủy chuẩn lãnh thổ CH Séc (GPS – Thủy chuẩn trừ EIGEN-6C4 geoid, trung bình -46 cm, rmse 4.0 cm; GPS – Thủy chuẩn độ xác khoảng cm) 45 Hình 2.16: Kiểm tra mơ hình EGM-2008 GPS – Thủy chuẩn lãnh thổ Slovakia (GPS – Thủy chuẩn trừ EGM-2008 geoid, trung bình -44 cm, rmse 0,5 cm, GPS – Thủy chuẩn độ xác khoảng cm) 46 Hình 2.17: Kiểm tra mơ hình EIGEN-6C4 GPS – Thủy chuẩn lãnh thổ Slovakia (GPS – Thủy chuẩn trừ EIGEN-6C4 geoid, trung bình -46 cm, rmse 4.0 cm; GPS – Thủy chuẩn độ xác khoảng cm) 46 Hình 2.18: Biểu đồ dánh giá biên độ phổ (1) 49 Hình 2.19: Biểu đồ đánh giá biên độ phổ (2) 49 Hình 3.1: Vị trí địa lý Việt Nam 51 Hình 3.2: Lựa chọn yếu tố ICGEM 53 Hình 3.3: Giao diện phần mềm Global Mapper 55 Hình 3.4: Load file liệu 55 Hình 3.5: Mơ độ cao geoid khu vực miền Bắc 56 Hình 3.6: Mơ độ cao geoid khu vực miền Trung 57 Hình 3.7: Mô độ cao geoid khu vực miền Nam 58 Hình 3.8: Mơ độ cao geoid khu vực vùng núi Tây Bắc 60 Hình 3.9: Mơ độ cao geoid khu vực đồng Nam Bộ 61 Hình 3.10: Mơ độ cao geoid khu vực ven biển Đông Nam Bộ 62 Hình 3.11: Biểu đồ thể chênh lệch độ cao geoid mơ hình EIGEN-6C4 EGM-2008 khu vực miền Bắc 63 Hình 3.12: Biểu đồ thể chênh lệch độ cao geoid mơ hình EIGEN-6C4 EGM-2008 khu vực miền Trung 64 Hình 3.13: Biểu đồ thể chênh lệch độ cao geoid mơ hình EIGEN-6C4 EGM-2008 khu vực miền Nam 65 Hình 3.14: Biểu đồ thể chênh lệch độ cao geoid mô hình EIGEN-6C4 EGM-2008 vùng núi Tây Bắc 66 Hình 3.15: Biểu đồ thể chênh lệch độ cao geoid mơ hình EIGEN-6C4 EGM-2008 vùng đồng Nam Bộ 67 Hình 3.16: Biểu đồ thể chênh lệch độ cao geoid mơ hình EIGEN-6C4 EGM-2008 khu vực ven biển Đông Nam Bộ 68 ... 53 3.2 Khai thác độ cao geoid theo mơ hình EIGEN- 6C4 phạm vi lãnh thổ Vi t Nam 53 3.2.1 Khảo sát độ lớn độ cao geoid từ mơ hình EIGEN- 6C4 phạm vi lãnh thổ Vi t Nam ... sánh độ lệch độ cao geoid khai thác từ mơ hình EIGEN- 6C4 EGM-2008 63 3.3 Nhận xét 69 3.3.1 Nhận xét kết độ cao geoid khai thác từ mơ hình EIGEN- 6C4 khu vực lãnh thổ Vi t... NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA TRẮC ĐỊA, BẢN ĐỒ VÀ THÔNG TIN ĐỊA LÝ BÙI THỊ YẾN THANH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHAI THÁC DỮ LIỆU ĐỘ CAO GEOID THEO MƠ HÌNH EIGEN- 6C4 TRÊN PHẠM VI LÃNH THỔ VI T NAM Chuyên