Bài viết tập trung phân tích, làm rõ các điểm giống nhau, khác nhau trong quá trình thành lập, sử dụng bản đồ giấy và bản đồ số. Thông qua các khảo sát và phân tích, giúp chọn và sử dụng bản đồ số có tỉ lệ cần thiết, theo quy định, để các bài toán thiết kế, quy hoạch đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đặt ra.
Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng NUCE 2018 12 (6): 67–72 TỈ LỆ VÀ ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA BẢN ĐỒ SỐ PHỤC VỤ QUY HOẠCH VÀ THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH Vũ Văn Thặnga,∗ a Khoa Xây dựng Cầu đường, Trường Đại học Xây dựng, 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 18/05/2018, Sửa xong 14/06/2018, Chấp nhận đăng 28/09/2018 Tóm tắt Hiện đồ giấy dần thay đồ số trong quy hoạch thiết kế khu đô thị, khu công nghiệp nhiều công tác khác Bản đồ giấy truyền thống đồ số có đặc trưng kỹ thuật tỉ lệ đồ Bài báo khảo sát, phân tích hai đặc trưng độ xác mức độ khái qt hóa địa hình, địa vật phụ thuộc theo tỉ lệ đồ Khảo sát, phân tích sai số xác định điểm, đoạn thẳng, diện tích, thể tích phụ thuộc theo tỉ lệ đồ Khảo sát, phân tích mật độ điểm theo tỉ lệ đồ, khác đồ sơ đồ phóng to hiển thị hình Phân tích, làm rõ điểm giống nhau, khác trình thành lập, sử dụng đồ giấy đồ số Thông qua khảo sát phân tích, giúp chọn sử dụng đồ số có tỉ lệ cần thiết, theo quy định, để toán thiết kế, quy hoạch đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đặt Từ khoá: đồ số phục vụ quy hoạch; tỉ lệ đồ số; độ xác đồ; mật độ điểm mức độ khái quát hóa đồ; độ phóng đại đồ số SCALE AND ACCURACY OF DIGITAL MAP FOR PLANNING Abstract Nowadays, digital maps are gradually replacing paper maps in the planning of urban areas, industrial zones and many other works Scale is a basic technical feature of both traditional paper maps and digital maps This article showed the basic technical elements of digital maps depend on the scale The paper analyzes the two basic characteristics: accuracy and degree of generalization depending on the scale of the map In the article, the author surveyed, analyzed the precision of point estimate, also line, area, volume and the density of points depend on scale The difference of the paper maps and the maps which is zoomed when displayed on the screen was indicated The author compared the process of establishment and using paper maps with digital maps Through these surveys and analyses, it’s easier to select and use the necessary scale for digital maps, according to regulations, so that the problems of design and planning will meet the requirements set Keywords: digital map for planning; scale of the digital map; accuracy of map; density of points and degree of generalization of the map; zoom in/out the digital map https://doi.org/10.31814/stce.nuce2018-12(6)-08 c 2018 Trường Đại học Xây dựng (NUCE) Mở đầu Bản đồ địa hình tài liệu khảo sát địa hình, sử dụng quy hoạch, thiết kế khu đô thị, khu công nghiệp nhiều công tác khác Bản đồ số ngày sử dụng phổ biến dần thay đồ giấy truyền thống Bản đồ giấy đồ số đặc trưng tỉ lệ đồ Các ∗ Tác giả Địa e-mail: vvt695@yahoo.com (Thặng, V V.) 67 Thặng, V V / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng tham số kỹ thuật đồ phụ thuộc theo tỉ lệ độ xác mức độ khái qt hóa địa hình, địa vật biểu diễn đồ Bản đồ giấy đồ số có tỉ lệ, tham số kỹ thuật đồ phụ thuộc theo tỉ lệ Khi đo vẽ, lưu trữ, sử dụng đồ giấy đồ số có điểm khác phụ thuộc theo tỉ lệ Độ xác nội dung điểm, đường thẳng, hướng đường thẳng, diện tích, thể tích địa vật biểu diễn đồ giấy đồ số phụ thuộc theo tỉ lệ Mật độ điểm cần đo vẽ, hay mức độ khái qt hóa địa hình địa vật đồ giấy hay đồ số phụ thuộc theo tỉ lệ Tuy nhiên biên vẽ, sử dụng đồ số có điểm đặc trưng khác đồ giấy [1] Nội dung báo khảo sát mật độ điểm, độ xác yếu tố biểu diễn, phân tích điểm giống khác đồ giấy đồ số phụ thuộc theo tỉ lệ phục vụ công tác quy hoạch thiết kế công trình Mật độ điểm đo vẽ ngồi thực địa phụ thuộc theo tỉ lệ đồ Bản đồ truyền thống thể mặt phẳng tờ giấy thường gọi đồ giấy Đặc trưng kỹ thuật đồ tỉ lệ đồ Tỉ lệ đồ 1/M xác định sở tỉ số đoạn thẳng biểu diễn đồ s giá trị thực S ngồi thực địa, 1/M = s/S Tỉ lệ đồ đặc trưng hai yếu tố độ xác vị trí điểm mức độ khái qt hóa địa hình, địa vật Trên đồ giấy kí hiệu, ghi biên vẽ trực quan theo kích thước quy định Với đồ số kí hiệu, ghi biên vẽ theo đơn vị phần mềm máy cho in theo tỉ lệ đồ, nhận kết giấy tương tự đồ giấy [2] Tuy nhiên đồ số hiển thị hình máy tính phóng to hay thu nhỏ tùy ý, giúp người sử dụng đọc đồ rõ hơn, hai yếu tố đồ phụ thuộc theo tỉ lệ độ xác mức độ khái qt hóa khơng thay đổi Bảng Diện tích mật độ điểm ngồi thực địa theo tỉ lệ đồ Số tỉ lệ đồ M TT Nội dung Đơn vị 1 dm2 đồ tương ứng diện tích đo vẽ ngồi thực địa theo tỉ lệ dm2 đồ vẽ 25 điểm tương ứng mật độ điểm đo thực địa theo tỉ lệ dm2 đồ vẽ 75 điểm tương ứng mật độ điểm đo thực địa theo tỉ lệ 500 1000 2000 5000 0,25 25 Điểm/ha 100 25 Điểm/ha 300 75 19 Mức độ khái quát hóa địa hình, địa vật lập đồ phụ thuộc vào mật độ điểm chi tiết cần đo vẽ Theo quy phạm, dm2 đồ cần đo vẽ 25 đến 75 điểm chi tiết, tùy thuộc mức độ chia cắt địa hình mật độ địa vật thực địa [3] Với mật độ điểm trên, thực địa số lượng điểm cần đo phụ thuộc theo tỉ lệ đồ thể Bảng Nếu biên vẽ địa hình, địa vật ghi đồ có mật độ tương ứng với mật độ điểm đo vẽ theo quy phạm, xác định mật độ điểm biên vẽ tương ứng với 1ha thực địa theo tỉ lệ [3] Với mật độ điểm dm2 đồ theo quy định quy phạm, mật độ điểm thực địa khác nhau, phụ thuộc theo tỉ lệ đồ cần lập 68 Thặng, V V / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Độ xác đồ theo tỉ lệ 3.1 Độ xác vị trí điểm đoạn thẳng đồ giấy Từ khả đọc mắt người bình thường giấy mĐọc = 0,1 mm [2], sai số đọc đồ cho phép lấy mCP Đ = 2mĐọc = 0,2 mm Sai số tương hỗ điểm chi tiết đồ cho phép (0,2 ÷ 0,4) mm [3] Sai số vị trí điểm tương ứng ngồi thực địa tính theo sai số vị trí điểm cho phép CP CP mCP Đ số tỉ lệ đồ M, mTĐ = mĐ M Nếu lấy độ xác vị trí biểu diễn điểm đồ cho phép mCP Đ = 0,2 mm tương ứng với đồ tỉ lệ 1/500, 1/1000 1/2000 1/5000 có sai số vị trí điểm ngồi thực địa tương ứng biểu diễn Bảng Tương ứng, trường hợp sai số cho phép đồ 0,2 mm, 0,4 mm, 0,7 mm suy sai số tương ứng thực địa [3] Bảng Sai số xác định điểm đoạn thẳng theo tỉ lệ đồ Số tỉ lệ đồ M TT Nội dung Đơn vị Sai số 0,2 mm đồ tương ứng sai số thực địa theo tỉ lệ Sai số 0,3 mm đồ tương ứngsai số thực địa theo tỉ lệ Sai số 0,4 mm đồ tương ứng sai số thực địa theo tỉ lệ Sai số 0,7 mm đồ tương ứng sai số thực địa theo tỉ lệ √ Sai số đoạn thẳng 0,2 mm tương ứng sai số thực địa theo tỉ lệ 500 1000 2000 5000 m 0,10 0,20 0,40 1,00 m 0,15 0,30 0,60 1,50 m 0,20 0,40 0,80 2,00 m 0,35 0,70 1,40 3,50 m 0,14 0,28 0,56 1,40 3.2 Sai số xác định diện tích đồ giấy Có nhiều phương pháp tích diện tích đồ khác Diện tích P địa vật đồ, giới hạn đa giác gồm n điểm, thường tính theo tọa độ [2] cơng thức: n 2P = Yi (Xi−1 − Xi+1 ) (1) Xi Yi tọa độ điểm i đa giác đồ; i = ÷ n Sai số xác định diện tích mP tính theo cơng thức: m mP = √Đ 2 n D2i,i+2 (2) Di,i+2 độ dài đường chéo từ đỉnh, bỏ qua đỉnh gần nhất, nối đỉnh đa giác Sai số xác định diện tích tính theo cơng thức gần [4]: √ mP = mD P 69 + K2 2K (3) Thặng, V V / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng P diện tích gần khu vực cần xác định, mD sai số xác định đường chéo; K tỉ số chiều dài chiều rộng khu vực + K2 Trong biểu thức (3) đại lượng nhỏ K = Do diện tích hình vng 2K tam giác có đáy chiều cao xác định diện tích xác Các cơng thức tính sai số xác định diện tích cho thấy ngồi phụ thuộc vào độ xác vị trí điểm, phụ thuộc vào hình dạng khu vực tỉ lệ đồ Tuy nhiên tính sai số diện tích theo tỉ lệ % tỉ lệ khơng thay đổi theo tỉ lệ đồ Bảng kết khảo sát theo cơng thức (3) hình vng có diện tích dm2 đồ Bảng Sai số xác định diện tích theo tỉ lệ Số tỉ lệ đồ M TT Nội dung Đơn vị Diện tích ngồi thực địa /1 dm2 đồ Sai số xác định diện tích ngồi thực địa/1 dm2 đồ Sai số xác định diện tích theo tỉ lệ phần trăm Thể tích hình chóp Vi,i+1 có diện tích dm2 đồ, độ dốc 2%, khoảng cao h = m Sai số tính thể tích hình chóp Vi,i+1 có diện tích dm2 đồ, độ dốc 2%, khoảng cao h=1m Sai số tính thể tích theo tỉ lệ % 500 1000 2000 5000 m2 m2 2500 10000 20 40000 80 250000 500 % m3 0,2 1563 0,2 6250 0,2 25000 0,2 156250 m3 2,5 10 40 250 % 0,2 0,20 0,20 0,20 3.3 Sai số xác định thể tích đồ giấy Thể tích, hay khối lượng đào đắp tính theo phương pháp lưới ô vuông đường đồng mức Địa hình đồ thường biểu diễn theo phương pháp đường đồng mức ghi độ cao [1] Đối với đồ số, độ cao điểm đồ phần mềm chuyên dụng xác định Địa hình đồ thể theo phương pháp đường đồng mức Độ xác điểm độ cao đọc đồ phụ thuộc khoảng cao đề h chọn để biểu diễn địa hình Sai số điểm độ cao mH phụ thuộc khoảng cao h, mH = (1/4 ÷ 1/3)h [2] Với khoảng cao m, m m thường sử dụng đồ địa hình tỉ lệ lớn, sai số mH = h/4 sai số điểm độ cao tương ứng 1,25 m, 0,5 m 0,25 m Thể tích giới hạn hai đường đồng mức liền kề thứ i i + 1, tính theo cơng thức sau [2]: (Pi + Pi+1 ) h (4) Pi Pi+1 diện tích giới hạn đường đồng mức thứ i i+1, h khoảng cao Với sai số xác định độ cao theo đường đồng mức mH , khoảng cao h số, sai số khoảng cao h mh không sai số xác định diện tích mP , tính sai số xác định thể tích đường đồng mức thứ i i + [5] Vi = mVi = 2 (Pi + Pi+1 ) h h m2Pi + m2Pi+1 + mh 2 70 (5) Thặng, V V / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng Cần lưu ý, công thức (5) khoảng cao h số; thể tích hai đường đồng mức phần đào đắp ảnh hưởng sai số xác định độ cao đường đồng mức mH = h/4 Để nâng cao độ xác tính khối lượng đào đắp cần xác định cao độ đào đắp Sai số xác định thể tích phụ thuộc theo tỉ lệ khoảng cao bản, tính theo tỉ lệ % sai số tính thể tích khơng phụ thuộc vào tỉ lệ đồ Bảng kết khảo sát khu vực dm2 đồ có độ dốc 2%, khoảng cao h = m, giới hạn đường đồng mức thứ i i + phần đào đắp Bảng Sai số xác định diện tích theo tỉ lệ Số tỉ lệ đồ M TT Nội dung Đơn vị Thể tích hình chóp Vi,i+1 có diện tích dm2 đồ, độ dốc 2%, khoảng cao h = m Sai số tính thể tích hình chóp Vi,i+1 có diện tích dm2 đồ, độ dốc 2%, khoảng cao h=1m Sai số tính thể tích theo tỉ lệ % 500 1000 2000 5000 m3 1563 6250 25000 156250 m3 2,5 10 40 250 % 0,2 0,20 0,20 0,20 Khảo sát thực nghiệm cho thấy xác định thể tích theo đường đồng mức khu vực địa hình phức tạp, độ dốc lớn phù hợp phương pháp khác [2] Tỉ lệ độ xác đồ số 4.1 Đảm bảo độ xác lập đồ số theo tỉ lệ Bản đồ địa hình tỉ lệ lớn sử dụng thiết kế, quy hoạch thường đo vẽ trực tiếp Độ xác đo lập đồ giấy đồ số yêu cầu tương đương nhau, phụ thuộc theo tỉ lệ cần lập đồ Sai số vẽ điểm chi tiết đồ giấy theo phương pháp truyền thống thường tương đương với sai số đo [1] Trong vẽ phần mềm chuyên dụng lập đồ số khơng có sai số vẽ đồ Đây khác lập đồ giấy đồ số Đường đồng mức lập đồ giấy đồ số, độ xác phụ thuộc vào mật độ điểm phương pháp nội suy chủ yếu, không phụ thuộc vào loại đồ giấy hay số Biên tập đồ giấy thực trực quan Kích thước kí hiệu, ghi kích thước thực, quy định quy phạm theo tỉ lệ đồ [6] Biên tập đồ số khác đồ giấy, hình ảnh nhìn thấy kí hiệu ghi phụ thuộc vào độ phóng đại thị hình Kích thước biễu diễn kí hiệu đồ số việc phụ thuộc vào kích thước kí hiệu quy định quy phạm, phụ thuộc vào đơn vị máy tính sử dụng tỉ lệ đồ cần lập, để in giấy theo tỉ lệ, nhận kết đồ giấy Đây đặc trưng đồ số biên vẽ cần lưu ý 4.2 Sử dụng đồ số theo tỉ lệ Bản đồ giấy đồ số sử dụng xác định yếu tố nhau, vị trí điểm, độ dài đoạn thẳng, hướng đường thẳng, diện tích, thể tích với độ xác theo tỉ lệ lập đồ [2] 71 Thặng, V V / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Bản đồ giấy có nhược điểm lớn lưu trữ, bảo quản Khi sử dụng đồ giấy, sai số co giãn giấy phụ thuộc nhiều vào chất liệu giấy, độ ẩm lớn môi trường Sai số đọc đồ giấy lớn, thường tương đương với sai số lập đồ Sai số xác định yếu tố đồ giấy đồ số phụ thuộc vào tỉ lệ lập đồ khoảng cao bản, trình bày Tuy nhiên đồ số việc khắc phụ số nhược điểm đồ giấy trên, sử dụng đồ số có ưu điểm khác đọc kí hiệu, ghi rõ nhờ khả phóng to hiển thị hình Khi xác định tham số đồ số khơng có sai số đọc sử dụng đồ giấy truyền thống Đây xem ưu điểm đồ số sử dụng, ưu điểm khác lưu trữ, làm cho đồ chuyên dụng, khả tái sử dụng, bổ sung cập nhật biến động Như không nên nhầm lẫn rằng, phóng to hay thu nhỏ đồ số hình máy tính độ xác mức độ khái quát hóa biểu diễn yếu tố đồ tăng giảm theo Ví dụ phóng to tờ đồ số 1/1000 lên gấp hai lần để hiển thị hình, in tỉ lệ 1/500 ta khơng thu tờ đồ có độ xác mức độ khái quát hóa đồ 1/500 mà có sơ đồ tỉ lệ 1/500 mà [1] Kết luận Thông qua kết nghiên cứu, khảo sát trình bày trên, báo muốn đưa nhận thức độ xác mức độ khái quát hóa đồ số địa hình phụ thuộc vào tỉ lệ đồ Chỉ ưu điểm, nhược điểm đặc trưng giống khác đồ giấy truyền thồng đồ số thường dùng Khi thực công tác quy hoạch cần chọn sử dụng đồ số có tỉ lệ cần thiết, theo quy định, để toán thiết kế, quy hoạch đảm bảo yêu cầu kỹ thật đặt Tài liệu tham khảo [1] Thặng, V (2016) Bài giảng sở trắc địa cơng trình Đại học Xây dựng, Hà Nội [2] Thặng, V (2000) Trắc địa quy hoạch đường đô thị Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội [3] TCN 43-90 (1990) Quy phạm đo vẽ đồ địa hình tỉ lệ 1/500, 1/1000, 1/2000 1/5000 Cục đo đạc đồ Nhà nước [4] Thặng, V (2016) Trắc địa xây dựng thực hành Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội [5] Thặng, V (2004) Sai số bình sai Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội [6] QCVN: 2012/BTNMT (2012) Quy chuẩn quốc gia chuẩn kĩ thuật thông tin địa lý sở 72 ... đường đồng mức khu vực địa hình phức tạp, độ dốc lớn phù hợp phương pháp khác [2] Tỉ lệ độ xác đồ số 4.1 Đảm bảo độ xác lập đồ số theo tỉ lệ Bản đồ địa hình tỉ lệ lớn sử dụng thiết kế, quy hoạch. .. [3] Bảng Sai số xác định điểm đoạn thẳng theo tỉ lệ đồ Số tỉ lệ đồ M TT Nội dung Đơn vị Sai số 0,2 mm đồ tương ứng sai số thực địa theo tỉ lệ Sai số 0,3 mm đồ tương ứngsai số thực địa theo tỉ lệ. .. diện tích theo tỉ lệ % tỉ lệ không thay đổi theo tỉ lệ đồ Bảng kết khảo sát theo công thức (3) hình vng có diện tích dm2 đồ Bảng Sai số xác định diện tích theo tỉ lệ Số tỉ lệ đồ M TT Nội dung