Dòng thủy triều, giống như thủy triều dâng, có thể được dự đoán bởi vì chúng được gây ra bởi sự tương tác của hệ thống Trái đất - Mặt trăng - Mặt trời như đã biết. Ngoài ra, dòng thủy triều được dự báo bởi phân tích hàm điều hòa của các quan trắc thủy triều trong một tháng âm lịch. Mức tối thiểu là dữ liệu của 15 ngày có thể được sử dụng cho các phân tích hàm điều hòa, đơn giản chỉ vì nó phản ánh quá trình lịch sử mà
thủy triều đã hoạt động. Mặc dù thực tế và lý thuyết là như nhau khi phân tích hàm điều hòa của thủy triều và dòng thủy triều, nhưng phân tích dòng thủy triều phức tạp hơn.
Dự đoán dòng thủy triều có những hạn chế tương tự như dự đoán chiều cao triều. Phải thận trọng khi dự đoán thủy triều hoặc dự đoán dòng thủy triều ở ngoài vị trí quan trắc. Điều này đặc biệt đúng trong trường hợp dòng thủy triều thay đổi về tốc độ và hướng ở các cửa sông, vùng nước nông, do ảnh hưởng quan trọng của dòng không thủy triều. Cũng như đối với độ cao thủy triều, việc dự báo dòng thủy triều không hữu ích ở những vùng có lực triều thấp, bởi vì nó liên quan đến dòng không thủy triều.
CHƯƠNG VI: QUAN TRẮC VÀ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ 6.1. Bản đồ địa hình, xác định bờ biển, định vị hàng hải.
6.1.1. Tiêu chuẩn kỹ thuật
Các nhiệm vụ khảo sát biển được duy trì với các thông số kỹ thuật tối thiểu S-44 đã nêu trong chương 2. Độ chính xác tương đối về mặt bằng lưới cấp một phải đạt 1/100 000 (tức 10ppm) hoặc sai số vị trí mặt bằng dưới 10cm với độ tin cậy 95%. Đối 214 với lưới cấp hai, độ chính xác tương đối về mặt bằng phải đạt 1/10 000 (tức 100ppm) hoặc sai số vị trí điểm dưới 50cm.
Với độ tin cậy 95%, sai số vị trí điểm tại những điểm định vị ven biển: Bậc đặc
biệt Bậc 1 Bậc 2, 3
Đối tượng dễ thấy hoặc đèn hiệu để dẫn đường 2m 2m 5m
Đường mép nước 10m 20m 20m
Phao dẫn đường hàng hải 10m 10m 20m
Đặc điểm địa hình 10m 20m 20m
Phương pháp đo vẽ bản đồ:
- Phương pháp định vị vệ tinh RTK;
- Phương pháp tọa độ cực (máy kinh vĩ, toàn đạc điện tử, Sextant); - Phương pháp tọa độ vuông góc (toàn đạc điện tử, thước thép, Sextant); - Phương pháp giao hội (máy kinh vĩ, toàn đạc điện tử, Sextant);
- Phương pháp chụp ảnh hàng không;
6.1.2. Phương pháp định vị và độ chính xác
Trong trắc địa biển, cần sử dụng chế độ định vị vi phân (DGPS) với các trạm cố định trên bờ: Vector cạnh L1 L1 và L2 Tới 10km ±1cm, ±1ppm ±1cm, ±1ppm 10km tới 40km ±1cm, ±2ppm 40km tới 200km Không áp dụng Trên 200km ±2cm, ±2ppm
Sau năm 2005, hệ thống GPS cung cấp thêm sóng tải L5. Một số máy thu hiện nay có thể đồng thời thu nhận tín hiệu của nhiều hệ thống cùng một lúc như: GPS, GLONASS, GALILEO. Độ chính xác định vị của các máy thu mới có thể cao hơn.
Hệ thống tăng cường cơ sở mặt đất GBAS và hệ thống tăng cường cơ sở không gian SBAS đã bổ sung tính cơ động cho các máy thu tín hiệu vệ tinh, không phụ thuộc vào vị trí các trạm định vị vi phân trên đất liền, độ chính xác vị trí điểm được tăng cường. Tuy nhiên, các hệ thống này có tính phí sử dụng.
Đồ hình lưới tăng dày các điểm cơ sở, phương pháp định vị GNSS được sử dụng với kỹ thuật tương đối – tĩnh:
6.1.3. Khảo sát cảng biển và vùng ven biển- Các phương pháp trực tiếp - Các phương pháp trực tiếp - Mật độ điểm chi tiết - Phương pháp đo vẽ
6.2. Công nghệ viễn thám
Kỹ thuật hiện đại cho phép thu thập thông tin thông qua các cảm biến từ xa, với những bức hình chụp các bức xạ mặt đất, được phân tích và xử lý để tạo ra các sản phẩm là dữ liệu địa hình mặt đất.
Nếu bức xạ mặt đất có nguồn gốc từ năng lượng mặt trời phản chiếu, bộ cảm biến này gọi là thụ động; nếu chúng phát sinh từ sự phản chiếu trở lại năng lượng của bộ cảm biến, bộ cảm biến này được gọi là chủ động.
Tên gọi Tần số (Hz) Bước sóng (m)
Sóng cực ngắn, viba 3.109 tới 3.1011 10-1 tới 10-3
Sóng hồng ngoại 3.1012 tới 3.1013 10-4 tới 10-5
Sóng gần hồng ngoại 3.1013 tới 4,3.1014 10-5 tới 0,7.10-6
Ánh sáng thấy được ... 4,6.1014 Đỏ 0,65.10-6 ... 5,4.1014 Xanh tươi 0,55.10-6 ... 6,6.1014 Xanh thẫm 0,45.10-6 ... Sóng cực tím 3.1015 tới 3.1016 10.7 tới 10-8 6.2.1. Ảnh viễn thám
Một hệ thống viễn thám bao gồm bốn yếu tố cơ bản sau:
- Hệ thống cảm biến: bao gồm cả tên lửa mang vệ tinh lên quỹ đạo; - Diện tích bao phủ bởi cảm biến trong thời điểm nhất định;
- Nguồn năng lượng là mặt trời (đối với hệ thống thu động), hoặc được tạo bởi cảm biến (hệ thống chủ động);
- Hệ thống phân phối: liên quan tới trạm tiếp nhận, hệ thống theo dõi vệ tinh, antenna, cơ quan điều hành và phân phối sản phẩm cho người dùng.
Những quỹ đạo chính của hệ thống vệ tinh:
Phân loại theo các phổ sóng điện từ:
Quang học: Bao gồm phổ nhìn thấy được (có bước sóng từ 0,4 m đến 0,7 m) hoặc gần hồng ngoại (bước sóng 0,7 m đến 3 m).
Hồng ngoại: Tương ứng với bước sóng hồng ngoại từ 7 m đến 15 m.
Sóng cực ngắn: Tương ứng với bước sóng từ mm đến cm, sử dụng chủ yếu bởi radar.
Nguồn bức xạ được sử dụng cho viễn thám có thể là nguồn tự nhiên như ánh mặt trời, những tia tán xạ từ trái đất, bầu khí quyển hoặc các nguồn nhân tạo như đèn flash, nguồn laser hay vi sóng.
Những hệ thống viễn thám chính được phân loại như sau: Cảm biến thụ động:
- Hệ thống chụp ảnh;
- Hệ thống phản hồi chùm tia Vidicon; - Máy quét quang-cơ;
- Máy quét quang-điện tử. Cảm biến chủ động:
- Hệ thống radar. 6.2.2. Cấu trúc ảnh viễn thám
Ảnh viễn thám được tạo bởi khả năng ghi nhận năng lượng bởi các cảm biến, được chuyển đổi thành tín hiệu tương tự, sau đó xử lý và lưu trữ dưới định dạng kỹ thuật số. Khoảng thời gian nội bộ lưu trữ các tín hiệu (khoảng cách giữa các tín hiệu) được gọi là “đơn vị thông tin ảnh”. Đoạn dữ liệu tối thiểu được mô tả bởi một giá trị số hóa duy nhất, được gọi là “điểm ảnh” (pixel - Picture Element), kích thước điểm ảnh phụ thuộc vào độ phân giải hình học của cảm biến. Mỗi điểm ảnh là một đặc trưng kỹ thuật số của bức xạ, mà cảm biến nhận được trong phạm vi dải tần hoặc phổ tần nó quản lý.
Ảnh số là một mảng hình học hai chiều (ma trận). Mỗi điểm ảnh có ba giá trị kết hợp:
- Tọa độ theo tuyến (hàng) bay; - Tọa độ theo cột;
- Giá trị độ xám trong phạm vi bước sóng của nó; 6.2.3. Quy trình xử lý cơ bản
Các yếu tố giải thích ảnh cần xem xét: - Hệ thống cảm biến đa nền tảng - Hình ảnh ban ngày
- Hỗ trợ giải thích ảnh
- Lựa chọn phương pháp phân tích ảnh Các yếu tố chính để giải thích ảnh: - Quy mô - Hình dạng và kích thước - Sắc thái - Màu sắc - Bố cục
- Bóng đổ
6.3. Quy trình xử lý ảnh
+ Quy trình xử lý hình học + Nắn ảnh bằng đa thức
+ Hiệu ứng hình học trong ảnh VIR + Hiệu ứng hình học trong ảnh SAR:
- Độ cao - Điểm mặt đất - Phương vị - Khoảng cách - Khoảng cách xiên - Hướng - Phạm vi bao quát - Góc tới - Góc tới cục bộ Mô hình hình học ảnh SAR: + Phương pháp xử lý trị đo bức xạ
+ Hiện tượng sai lệch bức xạ trong ảnh VIR + Hiện tượng sai lệch bức xạ trong ảnh SAR
6.4. Vấn đề độ cao
+ Phương pháp ảnh nổi + Kỹ thuật Radargrammetry + Kỹ thuật giao thoa
6.5. Ứng dụng của bản đồ viễn thám
Bản đồ viễn thám ngày nay được sử dụng rất nhiều. Với độ chính xác dùng trong quân sự, các vệ tinh có thể tạo ảnh độ phân giải 0,2m mặt đất. Các loại ảnh độ phân giải cao bị các Chính phủ hạn chế sử dụng trong dân sự, hạn chế giao dịch thương mại. Theo ISPRS, yêu cầu thành lập bản đồ từ ảnh không gian được chia làm ba loại:
- Yêu cầu về mặt bằng; - Yêu cầu về độ cao;
CHƯƠNG VII: ỨNG DỤNG THỰC TIỄN 7.1. Lập kế hoạch khảo sát biển
7.1.1. Lập dự án khảo sát biển
Lập kế hoạch khảo sát biển là một thuật ngữ bao gồm toàn bộ quá trình phát triển của một dự án thủy văn, từ khi ra đời cho đến chỉ định đơn vị khảo sát và lưu trữ dữ liệu khảo sát thủy văn tại văn phòng cơ quan. Việc lập kế hoạch khảo sát liên quan đến các thủ tục sau:
+ Yêu cầu về khảo sát;
+ Đặc điểm kỹ thuật của cuộc khảo sát; + Chỉ định đơn vị thiết kế phương án;
+ Lập kế hoạch chương trình khảo sát với đơn vị thiết kế;
+ Đánh giá các nhiệm vụ đã giao cho đơn vị đó, sau khi căn cứ hồ sơ năng lực; + Trinh sát thăm dò dự án;
+ Phân bổ nguồn lực;
+ Lập kế hoạch khảo sát chi tiết; + Ước tính thời gian cần thiết;
+ Lập kế hoạch chương trình khảo sát và phê duyệt;
+ Liên lạc với các cơ quan bên ngoài, nhằm tăng cường sự giám sát và hỗ trợ khi cần;
+ Lập kế hoạch quản lý dự án;
+ Lập kế hoạch tiến độ hàng ngày của dự án;
+ Lập kế hoạch thu nhận và kiểm tra dữ liệu khảo sát;
+ Lập kế hoạch để phân tích, giải thích dữ liệu và báo cáo khảo sát. 7.1.2. Đánh giá nhiệm vụ khảo sát
Các nhiệm vụ chính cho một cuộc khảo sát gồm: + Thành lập đơn vị giám sát;
+ Phương pháp giám sát và hiệu chỉnh vị trí tọa độ; + Tiêu chí của phương pháp đo sâu hồi âm;
+ Loại sonar dò tìm;
+ Quan trắc và mốc thủy triều; + Xác tàu đắm và các vật cản; + Lấy mẫu đáy biển;
+ Quan trắc hải dương học; + Quan trắc dòng thủy triều; + Quan trắc địa vật lý;
+ Đèn biển và phao.
+ Hướng chạy tàu và tuyến khảo sát trên biển; + Tín hiệu vô tuyến;
+ Các quan trắc phụ trợ: Bản đồ ảnh theo chiều dọc, chiều đứng, khoảng cách, dòng đầu tiên, đo từ trường, các hiện tượng tự nhiên, ...
+ Quan trắc kênh dẫn tàu vào ra cảng.
Phân phối nguồn lực khi thực hiện khảo sát căn cứ vào các tiêu chí sau:
+ Dự báo thời tiết và tình trạng nước biển. Điều này ảnh hưởng tới kích thước tàu và khả năng sử dụng tàu cho các nhiệm vụ điều tra khảo sát.
+ Khu vực nước nông có diện tích và vị trí thế nào sẽ ảnh hưởng tới khả năng làm
việc của tàu khảo sát.
+ Có khả năng sử dụng máy bay trực thăng hay không, từ đó đề xuất yêu cầu với các đơn vị có liên quan.
+ Khả năng hậu cần đối với các tàu khảo sát biển, nơi tiếp nhiên liệu và thực phẩm. Khả năng bảo trì thiết bị và nơi sửa chữa khi cần.
+ Nhân lực: số lượng, chuyên môn. Thông tin liên lạc, y tế, khu giải trí trên tàu, sự hỗ trợ từ trên bờ, các thỏa thuận với các địa phương có liên quan.
+ Điều kiện địa hình. Điều này quyết định nguồn lực và thời gian cần thiết cho một cuộc khảo sát.
+ Điều kiện khảo sát đối với thuyền tách rời tàu mẹ, khi thực hiện dự án lớn. Những hạn chế về khả năng của cuộc khảo sát: Ngoài ra, tuyến đường và địa điểm khảo sát trên biển cũng cần quan tâm. Tốt nhất nên cử một trinh sát đi trước thăm dò địa điểm khảo sát.
7.1.3. Kế hoạch điều tra chi tiết
- Kiểm soát vị trí mặt bằng - Kiểm soát vị trí độ cao - Dòng chảy thủy triều - Âm thanh
- Máy quét sonar phụ - Lấy mẫu đáy biển
- Phân định vùng bờ biển, xác nhận đối tượng dễ thấy và địa hình - Những quan trắc phụ trợ
- Tổ chức đội khảo sát
- Thu thập và kiểm tra dữ liệu - Yêu cầu định dạng dữ liệu
- Mối quan hệ với các cơ quan bên ngoài
7.2. Khảo sát thăm dò
7.2.1. Thăm dò chung7.2.2. Thăm dò trắc địa 7.2.2. Thăm dò trắc địa
Mục đích của công tác thăm dò trắc địa là:
- Thiết lập các mối liên lạc với địa phương
- Thăm dò các mốc khống chế sẽ được sử dụng trong cuộc khảo sát - Xác nhận hiện trường khảo sát;
- Thiết kế mạng lưới các mốc khống chế trắc địa; - Đánh dấu các mốc khống chế ổn định lâu dài; - Mô tả các mốc khống chế trắc địa đã có;
- Chứng minh tính hợp lý của kế hoạch khảo sát đã đề xuất;
Đối với mỗi mốc khống chế trắc địa mới thành lập, các thông tin sau được yêu cầu
- Khả năng tiếp cận, thời gian có thể đo đạc;
- Tầm nhìn từ mốc đó đến các mốc khống chế khác; - Mô tả mốc khống chế, chụp ảnh khu vực xung quanh; - Các yếu tố địa phương có liên quan tới công tác đo đạc; - Điều kiện khí tượng và khả năng đo đạc.
7.2.3. Thăm dò thủy triều
Nên sử dụng các trạm nghiệm triều đã có từ trước để cập nhật dữ liệu. Khi sử dụng một trạm nghiệm triều, cần quan tâm tới thước đo thủy triều và điểm cực của thủy triều. Các vấn đề sau được quan tâm:
- Thước đo thủy triều phải đặt tại nơi dễ thấy, dễ xây dựng và dễ đo đạc; - Trạm nghiệm triều phải thấp để luôn có đủ nước cho việc đo triều; - Vấn đề an ninh được coi trọng,
- Nhà đặt trạm nghiệm triều. - Âu thuyền giữ nước.
- Trạm nghiệm triều gần các mốc khống chế trắc địa. - Khả năng tiếp cận.
7.3. Thu nhận dữ liệu
- Hiệu chuẩn và kiểm tra thiết bị định vị mặt bằng - Kiểm soát độ cao
- Quan trắc môi trường - Khảo sát biển theo dòng
- Kiểm tra tuyến
- 6. Dòng khảo sát chính - 7. Các điều tra liên ngành - 8. Các quan trắc khác
7.4. Mô tả bờ biển
- Yêu cầu mô tả chi tiết - Bản đồ địa hình
- Phân định đường mép nước thấp nhất - Độ cao của dải đất ven biển
- Hải đồ
- Sử dụng ảnh hàng không
- Báo cáo phân định đường bờ biển
7.5. Quy trình xử lý dữ liệu
- Đo sâu đáy biển - Nhận dạng đáy biển
- Phát hiện các đặc trưng đáy biển - Các quan trắc phụ trợ
KẾT LUẬN
Trên đây là những gì em tổng quát được, em nhận thấy rằng quyển sách này rất chi tiết nó giúp em hiểu được nhiều vấn đề về biển đảo phục vụ cho công tác khảo sát đo đạc nghiên cứu trên biển. đồng thời giúp em hiểu biết những kỹ thuật đã và đang áp dụng trong ngành hiên nay.
Bên cạnh đó do chưa tiếp xúc với thực tế chỉ được biết qua lý thuyết nên sự hiểu biết của em còn hạn chế. Nhưng em nghĩ rằng quyển sách này sẽ giúp đỡ em rất nhiều trong tương lai. Tuy nhiên, trong một thời kỳ lâu dài, cá nhân em nói riêng và nhân dân nói chung vẫn chưa nhận thức được nhiều về giá trị và tầm quan trọng của biển. Hiện nay còn nhiều cấp, nhiều ngành, địa phương và các lực lượng hoạt động trên biển chưa nhận thức đầy đủ về vị trí, vai trò chiến lược của biển trong sự nghiệp xây dựng