1.1.5.1. Tình hình ứng dụng GPS trên thế giới
Đối với ngành trắc địa bản đồ, kỹ thuật định vị vệ tinh GPS đã được sử dụng trong nhiều công việc như:
- Xây dựng mạng lưới khống chế mặt bằng. Ngay từ những năm 1980, bằng công nghệ GPS mạng lưới trắc địa đã được xây dựng ở Eifel (Đức), ở Pensylvania (Mỹ) và ở rất nhiều nước khác trên thế giới.
- Trong nghiên cứu địa động lực: Đo các tham số chuyển dịch có tính toàn cầu và đo lưới khống chế trắc địa liên lục địa, thiết lập các trạm quan trắc dịch chuyển lục địa, quan trắc trạng thái vận động khối lục địa, thu nhận các thông số thông tin địa chấn.
- Trong trắc địa ảnh: dụng công nghệ GPS vào công tác đo nối khống chế ảnh,
dẫn đường bay trong công tác bay chụp ảnh, xác định độ tâm ảnh trong quá trình bay
chụp đang được áp dụng có hiệu quả trong công tác tăng dày khống chế ảnh.
- Trong trắc địa biển: Đo các điểm khống chế trắc địa được đặt dưới đáy biển, đo nối độ tàu thuyền với các cơ sở trắc địa trên đất liền, đo vẽ địa hình đáy biển.
- Trong công tác thành lập bản đồ: Công nghệ GPS cũng được ứng dụng rộng rãi trong công tác đo vẽ chi tiết như thành lập lưới khống chế cơ sở, lưới khống chế
đo vẽ và đo vẽ chi tiết địa hình .
- Trong trắc địa công trình: Tiến hành thiết kế, thi công, nghiệm thu và theo dõi các công trình kiến trúc sử dụng công nghệ định vị toàn cầu. Các cuộc quan trắc thí nghiệm ở Châu Âu, vùng Viễn Đông, Châu Úc, vùng Nam Mỹ và toàn bộ khu vực Bắc Mỹ đã chứng tỏ rằng kỹ thuật định vị GPS trong trắc địa công trình có khả năng ứng dụng rất lớn [8].
1.1.5.2. Tình hình ứng dụng GPS ở Việt Nam
Ở Việt Nam, phương pháp định vị vệ tinh đã được ứng dụng từ những năm đầu thập kỷ 90. Với 5 máy thu vệ tinh loại 4000ST, 4000SST ban đầu, sau một thời gian ngắn đã lập xong lưới khống chế ở những vùng đặc biệt khó khăn mà từ trước đến nay chưa có lưới khống chế như Tây Nguyên, thượng nguồn Sông Bé, Cà Mau.
Những năm sau đó công nghệ GPS đã đóng vai trò quyết định trong việc đo lưới cấp "0" lập hệ quy chiếu quốc gia mới cũng như việc lập lưới khống chế các cấp hạng trên lãnh thổ phục vụ ngành Trắc địa bản đồ và nhiều lưới khống chế cho các công trình dân dụng khác, cụ thể như sau:
- Lưới cấp “0” 71 điểm phủ trùm lãnh thổ. - Lưới khống chế biển: 32 điểm.
- Lưới Hạng I, II 1665 điểm phủ trùm lãnh thổ.
- Lưới Địa chính cơ sở: Hạng III phủ trùm lãnh thổ: 12568 điểm. - Lưới GPS - thuỷ chuẩn lập mô hình Geoid: 1009 điểm.
- Hàng chục nghìn điểm độ hạng IV phục vụ cho đo đạc khảo sát công trình giao thông, thuỷ lợi, xây dụng, quy hoạch, ...
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 ngày càng hoàn thiện về phần cứng (thiết bị đo) và phần mềm (chương trình xử lý số liệu), được ứng dụng rộng rãi vào mọi dạng công tác trắc địa bản đồ, trắc địa công trình dân dụng và
các công tác định vị khác theo chiều hư .
Có thể nói công nghệ GPS hiện nay ở Việt Nam phát triển vô cùng mạnh mẽ, từ chỗ chỉ có một vài đơn vị lớn của nhà nước được trang bị công nghệ GPS ban đầu ở những năm 1990, cho đến nay hầu hết các đơn vị đo đạc khảo sát các ngành, các tỉnh ở Việt Nam đã được trang bị, ứng dụng công nghệ GPS. Số lượng máy thu GPS cho mục đích đo đạc độ chính xác cao ở Việt Nam tính đến nay đã đến con số hàng nghìn máy. Ngoài ngành đo đạc, khảo sát, công nghệ GPS đã mang lại ứng dụng vô cùng đa dạng cho xã hội như dẫn đường, định vị trên biển, du lịch, giao thông thuỷ bộ, hàng hải, ... Điều đó chứng tỏ công nghệ GPS đã mang lại hiệu quả vô cùng to lớn cho ngành đo đạc địa hình, địa chính nói riêng và cho toàn xã hội nói chung.
Việc sử dụng công nghệ GPS được phát triển còn được thể hiện trên lĩnh vực quản lý. Đồng thời với việc áp dụng công nghệ trong sản xuất, các văn bản pháp quy về công nghệ GPS đảm bảo cho việc áp dụng công nghệ một cách có sự tổ
2008 của Bộ Tài nguyên và Môi trường năm 2008, quy phạm của ngành xây dựng ra đời điều chỉnh các hoạt động ứng dụng công nghệ GPS trên toàn quốc đã thể hiện sự phát triển mức độ cao của công nghệ GPS ở Việt Nam. Xét về góc độ độ chính xác đạt được, phạm vi ứng dụng, hiệu quả ứng dụng, đội ngũ cán bộ sử dụng, có thể nói công nghệ GPS ở Việt Nam đã ngang tầm với các nước trong khu vực [23].
1.2. (GIS)
Hệ thống thông tin địa lý là hệ thông tin được thiết kế để làm việc với dữ liệu quy chiếu không gian hay tọa độ địa lý. Khái niệm thông tin địa lý được hình thành từ ba khái niệm: Hệ thống, thông tin, địa lý và được viết tắt là GIS (Geographyic Information Systems) [1].
Khái niệm địa lý (Geographic) được sử dụng ở đây vì GIS trược hết liên quan đến các đặc trưng địa lý hay không gian. Các đặc trưng này thể hiện trên đối tượng không gian. Chúng có thể là các đối tượng vật lý, văn hóa hay kinh tế trong tự nhiên. Các đặc trưng trên bản đồ là biểu diễn ảnh của các đối tượng không gian trong thế giới thực thông qua hệ thống biểu tượng ký hiệu, màu, kiểu đường,...
Khái niệm thông tin (Information) đề cập đến khối dữ liệu khổng lồ do GIS quản lý. Các đối tượng thế giới thực đều có tập riêng các dữ liệu chữ số hay dữ liệu thuộc tính và các thông tin vị trí cần lưu trữ, quản lý các đặc trưng không gian,
Khái niệm hệ thống (System) đề cập đến cách tiếp cận hệ thống của GIS. Môi trường hệ thống GIS được chia nhỏ thành các modul, để dễ hiểu, dễ quả
được tích hợp thành hệ thống thống nhất, toàn vẹn. Công nghệ thông tin trở thành quan trọng và hầu hết các hệ thống đều được tiến hành trên cơ sở máy tính.
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một công cụ máy tính để lập bản đồ và phân tích các hiện tượng thực trên trái đất. Công nghệ GIS kết hợp các thao tác cơ sở dữ liệu thông thường và các phép phân tích thống kê, phân tích địa lý, trong đó phép phân tích địa lý và hình ảnh được cung cấp duy nhất từ các bản đồ. Những khả năng này phân biệt GIS với các hệ thống thông tin khác khiến GIS có ứng dụng rộng trong các lĩnh vực khác nhau [1].
GIS thu thập các thông tin về phân bố không gian và các thuộc tính quan trọng của bề mặt quả đất là một hoạt động quan trọng đối với một xã hội có tổ chức và phát triển cao. Bản đồ từ lâu đã được sử dụng để thể hiện thông tin địa lý. Trong thế kỷ 20, do sự tăng trưởng nhanh chóng của khoa học và kỹ thuật, điều này đã làm nảy sinh yêu cầu về số lượng và độ chính xác của các số liệu địa lý trong một bản đồ ngày càng cao. Với sự phát triển mạnh mẽ của ngành chụp ảnh hàng không và ảnh viễn thám đã cho phép chúng ta có thể thu thập được các số liệu địa lý phục vụ cho nhiều lĩnh vực, tiện lợi trong phân tích và xử lý, đặc biệt trong các hệ thống thông tin địa lý (GIS) [14].
Sự phát triển rộng rãi và mạnh mẽ của kỹ thuật vi tính cả về phần cứng lẫn phần mềm đã tạo điều kiện cho việc thể hiện các số liệu địa lý ở dạng bản đồ phát triển nhanh chóng. Do nhu cầu cần thiết về sự lưu trữ, phân tích và thể hiện các số liệu địa lý cho các vùng rộng lớn và phức tạp đã dẫn đến sự cần thiết phải sử dụng máy vi tính để cất giữ và tạo ra các hệ thống thông tin tỉ mỉ, chi tiết.
Hiệu quả sử dụng của khối lượng thông tin không gian rộng lớn phụ thuộc chủ yếu vào khả năng chuyển đổi các thông tin này thành dạng có thể sử dụng được của các hệ thống hiện có. GIS đang trở thành dụng cụ có ý nghĩa quan trọng trong việc phân tích và chuyển đổi hình học các kiến thức về quả đất.
Burrough (1986) đã định nghĩa: “GIS như là một tập hợp các công cụ cho việc thu thập, lưu trữ, thể hiện và chuyển đổi các số liệu mang tính chất không gian từ thế giới thực để phục vụ cho các mục đích cụ thể.”
Hoặc Aronoff (1989) đã định nghĩa: “GIS như là một hệ thống máy tính cơ bản tạo cho ta 4 khả năng: 1 - Dữ liệu vào, 2 - Quản lý dữ liệu (lưu trữ và tìm kiếm), 3 - Phân tích dữ liệu, 4 - Sản phẩm dữ liệu.
GIS có thể giúp chúng ta xây dựng được những quyết định đúng đắn để quản lý và cải tạo nguồn tài nguyên thiên nhiên có hiệu quả nhất.
Hiện nay trên thị trường Việt Nam xuất hiện rất nhiều các phần mềm của GIS và được ứng dụng ở nhiều lĩnh vực khác nhau trong quản lý nguồn tài nguyên thiên nhiên, môi trường, quản lý đất đai như ARC/INFO, MAPINFO, MICROSTATION,
ARCVIEW, GIS OFFICE, ... Trong phạm vi nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng phần mềm Mapinfor và Microstation xử lý số liệu không gian.