Bảng 3.5. Kết quả một số điểm đo RTK
Số hiệu điểm
Tọa độ L Tọa độ B Độ cao Ghi chú
Chiều
cao máy Ngày giờ đo
PT1 105.484419 21.052416 13.53 vh 1.8
8/28/10 4:56 PM
PT2 105.484418 21.052413 13.56 vh 1.8 8/28/10 4:57 PM PT3 105.484415 21.052396 13.34 md 1.8 8/28/10 4:57 PM PT4 105.484413 21.052385 15.46 ca 1.8 8/28/10 4:58 PM PT6 105.484412 21.052375 15.05 vh 1.8 8/28/10 4:59 PM PT7 105.484408 21.052350 14.91 pk 1.8 8/28/10 4:59 PM PT8 105.484407 21.052348 14.91 pk 1.8 8/28/10 5:00 PM PT9 105.484401 21.052323 15.05 vh 1.8 8/28/10 5:00 PM PT12 105.484309 21.052339 15.14 vh 1.8 8/28/10 5:01 PM PT13 105.484318 21.052326 12.10 mdt 1.8 8/28/10 5:02 PM PT14 105.484317 21.052309 12.11 mdt 1.8 8/28/10 5:02 PM PT15 105.484302 21.052312 11.97 mdt 1.8 8/28/10 5:02 PM PT16 105.484302 21.052305 11.54 cngo 1.8 8/28/10 5:03 PM PT17 105.484314 21.052303 11.33 cngo 1.8 8/28/10 5:03 PM PT18 105.484309 21.052279 9.70 dgngo 1.8 8/28/10 5:04 PM PT20 105.484293 21.052252 10.77 dgngo 1.8 8/28/10 5:04 PM PT22 105.484273 21.052336 11.25 mdtro 1.8 8/28/10 5:06 PM PT23 105.484270 21.052320 12.14 mdt 1.8 8/28/10 5:06 PM PT28 105.484087 21.052359 12.13 bchpclb 1.8 8/28/10 5:08 PM PT29 105.484084 21.052351 11.85 mdngo 1.8 8/28/10 5:08 PM PT30 105.484060 21.052360 12.02 mdngo107 1.8 8/28/10 5:09 PM
Hình 3.19. Đường Âu Cơ đoạn qua phường Phú Thượng đo vẽ bằng RTK.
Trên hình 3.19 có những khu vực rover báo Float hoặc Single. Do đặc điểm của tín hiệu radio bị yếu hoặc cản trở khi gặp cây xanh và vật chắn nhƣ tƣờng, nhà nên trạm rover không Fixed đƣợc những điểm ranh thửa nằm khuất, mặc dù cách không xa trạm radio, hơn nữa do đặc điểm nhà cửa mật độ dầy và nhiều nhà cao tầng nên tín hiệu GPS yếu, ở trong ngõ chỉ thu đƣợc 4-5 vệ tính, rover ở trạng thái single. Nhƣ vậy khơng thể đo địa chính ở trong khu vực đô thị bằng RTK sử dụng radio. Tuy nhiên đối tƣợng đƣờng giao thông hoặc khu vực đất nơng nghiệp,... có thể đo bằng RTK sử dụng radio. Tín hiệu radio trong thử nghiệm có tầm hoạt động khoảng 3km, khi vƣợt qua 3km thì trạng thái rover thay đổi giữa float và fix. Để nâng cao độ chính xác có thể đặt thời gian đo khoảng 20 giây/1 điểm. Khi đó giá trị tọa độ đƣợc tính bằng trung bình cộng của nhiều lần đo.
3.5.2.2. Đo RTK bằng GPRS
Các bƣớc thực hiện đo RTK bằng GPRS nhƣ sau:
Bước 1: thiết lập trạm base với đèn BT (màu đỏ) và SAT (màu xanh) cùng sáng
khi bấm phím F kiểm tra, trạm rover đèn STA (màu đỏ) và đèn SAT (màu xanh) cùng sáng khi bấm phím F kiểm tra.
- Dùng các trang web kiểm tra địa chỉ IP thật (www.whatismyip.com) của đƣờng truyền Internet (nên dùng tín hiệu cáp quang để đảm bảo tốc độ đƣờng truyền).
- Cài chƣơng trình NRS-EagleServer trên máy Server (hoặc một máy tính có nguồn ổn định, kết nối trực tiếp với mạng cáp quang) để kiểm tra và truyền tín hiệu.
- Đăng ký GPRS cho 2 sim điện thoại của cùng một mạng viễn thông.
Bước 2: dùng sổ tay điện tử kết nối với GPS base, sử dụng chƣơng trình
VRSTEST để kiểm tra tín hiệu, kiểm tra module GPRS của GPS. Nếu kết quả kiểm tra khơng có lỗi thì chuyển sang chƣơng trình VRSSet để cài đặt các thơng số về IP, user, password, tên máy. Đối với tên máy đặt theo serial máy. Đối với base ta xác nhận vào mục base, cịn rover thì khơng xác nhận. Sau khi cài đặt ta kiểm tra xem tín hiệu trên NRS-EagleServer, nếu thấy 2 dịng tín hiệu của base và rover là thành công.
Bước 3: Đƣa máy đến khu vực thử nghiệm nếu máy rover khơng Fixed đƣợc thì
kiểm tra trên máy Server xem tín hiệu có ổn định khơng, trƣờng hợp không ổn định, rover liên tục báo Float thì phải thay sim của mạng viễn thơng khác, hoặc đổi địa chỉ ip đƣờng truyền cáp quang khác.
Thử nghiệm trên sông Hồng cho thấy cột sóng GPRS hoạt động ổn định, số lƣợng vệ tinh lớn hơn 6, tuy nhiên tín hiệu truyền từ trạm base qua máy chủ không ổn định. Nguyên nhân là do đƣờng truyền tín hiệu Internet bị mất kết nối hoặc kết nối chậm.
Trên hình 3.20 có 2 đƣờng nối điểm màu xanh và màu đen. Các điểm đo nằm trên đƣờng màu xanh tƣơng đối ổn định, rover luôn ở trạng thái Fix, lúc này đang thực hiện kết nối truyền tín hiệu qua Server trong thành phố Hồ Chí Minh, tín hiệu truyền số cải chính trên phần mềm NRS-EagleServer liên tục. Khi chuyển kết nối qua Server tại thành phố Hà Nội thì có nhiều điểm rời rạc, đứt quãng (nằm trên đƣờng màu đen) do rover không ở trạng thái Fix. Kiểm tra bằng phần mềm NRS- EagleServer trên Server cho thấy tín hiệu truyền số cải chính bị đứt quãng.
3.5.3. Nhận xét, đánh giá
Nhƣ vậy phƣơng pháp RTK phụ thuộc vào đặc điểm địa hình, địa vật của khu vực đo vẽ. Bởi vì phƣơng pháp này phụ thuộc vào số lƣợng vệ tinh ở trạm rover (thƣờng trạm base bố trí cố định ở khu vực thống) và khả năng truyền tín hiệu cải chính từ base đến rover (sóng radio hoặc GPRS). Thử nghiệm cho thấy RTK sử dụng sóng radio ổn định và dễ sử dụng hơn RTK dùng GPRS. Tuy nhiên tín hiệu radio truyền theo đƣờng thẳng, dễ bị địa vật che khuất (qua thử nghiệm cho thấy dù khoảng cách rất gần nhƣng nếu vƣớng nhà hoặc tƣờng thì vẫn bị mất tín hiệu). Cho nên phƣơng pháp này không áp dụng đƣợc với khu vực mật độ dân cƣ dầy, nhiều nhà cao tầng, ngõ ngách nhỏ hẹp. Trong khi đó RTK sử dụng sóng GPRS có thể đo trong nơi
có địa vật che khuất sự thơng hƣớng giữa base và rover, miễn là có thể thu đƣợc đủ số lƣợng vệ tinh (thông thƣờng >6 vệ tinh thì rover mới ở trạng thái Fix). Kết hợp 2 phƣơng pháp truyền sóng radio và GPRS ta sử dụng đƣợc RTK trong đo địa chính tỷ lệ 1:1000 và 1:2000 khu vực đất nơng nghiệp, đất thổ cƣ có mật độ dân cƣ thấp. Vùng trung du hoặc miền núi các thửa đất nơng nghiệp nằm rải rác gặp khó khăn do phải đặt nhiều điểm trạm máy và việc di chuyển tốn nhiều thời gian. Việc lựa chọn nhà cung cấp thiết bị rất quan trọng, ảnh hƣởng tới độ ổn định và độ chính xác của GPS. Hệ thống S82 của hãng SOUTH (sản phẩm của Trung Quốc có giá thành trên 20.000 USD) độ ổn định kém và phạm vi phủ sóng từ 3 km đến 5 km. Hệ thống RTK của hãng Trimble (có giá thành khoảng 32.000 USD) cho độ ổn định cao, dễ dàng kết nối và phạm vi hoạt động đến 10 km.
Hình 3.20. Thử nghiệm đo RTK bằng GPRS với Server tại thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh.
3.6. ĐO VẼ BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH TỶ LỆ 1:1000 TẠI XÃ AN TƢỜNG, THỊ XÃ TUYÊN QUANG, TỈNH TUYÊN QUANG (LẬP SƠ ĐỒ ĐO VẼ BẰNG TUYÊN QUANG, TỈNH TUYÊN QUANG (LẬP SƠ ĐỒ ĐO VẼ BẰNG ARCPAD)
Hiện nay, việc thành lập bản đồ địa chính bằng máy tồn đạc điện tử phải có một tổ sản xuất gồm ngƣời đứng máy, ngƣời đi sơ đồ, ngƣời cầm gƣơng, nếu ngƣời đi gƣơng thành thạo có thể kiêm nhiệm vụ đi sơ đồ, tuy nhiên sẽ làm chậm quá trình đo. Hơn nữa cuối ngày phải thực hiện cơng đoạn nối điểm ngay vì nhiều điểm đo phải dựa vào trí nhớ của ngƣời đi sơ đồ. Một giải pháp đƣa ra là bố trí 2 ngƣời đi gƣơng có thiết bị Mobile GIS gắn vào sào gƣơng để vẽ hoặc chụp ảnh điểm đo và ghi chú sơ đồ đo nối. Khi máy toàn đạc đo xong điểm, GPS trên gƣơng đã có một khoảng thời gian để thu tín hiệu vệ tinh nên ngƣời đi gƣơng có thể lƣu kết quả điểm GPS ngay và chỉ mất khoảng thời gian ngắn để nhập ghi chú điểm hoặc chụp ảnh những điểm quan trọng. Nhờ vậy sẽ giảm bớt một phần khâu xử lý số liệu sau khi đo về hàng ngày, đồng thời tăng độ chính xác của điểm đo nối.
3.6.1. Khái quát về khu đo
Xã An Tƣờng có tọa độ địa lý từ 21o45‟00” đến 21o48‟15” độ vĩ Bắc, 105o11‟20” đến 105o13‟53” độ kinh Đơng. Phía Bắc giáp phƣờng Hƣng Thành, phƣờng Nơng Tiến; phía Đơng giáp xã An Khang, xã Lƣỡng Vƣợng; phía Nam và phía Tây giáp huyện n Sơn.
An Tƣờng có nhiều đồi núi thấp nằm xen kẽ với khu vực tƣơng đối bằng phẳng. Phía Bắc xã có Sơng Lơ chảy qua, ngồi ra cịn nhiều suối nhỏ, ao hồ nằm rải rác. So với các xã khác trong khu vực thì An Tƣờng có mật độ dân số cao hơn, dân số tập trung ven các trục đƣờng lớn, đặc biệt là ven Quốc lộ 2.
3.6.2. Các kết quả đạt được
Mục tiêu của thử nghiệm là xem xét khả năng vẽ sơ đồ sơ họa bằng GPS trên PDA và đánh giá sai số với cách đo đạc truyền thống.
Thử nghiệm sử dụng ArcPad 8.0 chạy trên nền hệ điều hành Window Mobile 6.1 của điện thoại HTC Touch Diamond 2. Chƣơng trình hỗ trợ là QuickGPS - ứng dụng của Window Mobile để giúp xác định tọa độ nhanh hơn. Quá trình thử nghiệm kết hợp với máy toàn đạc điện tử. Gƣơng đo và máy GPS cùng đo chung 1 điểm, và cùng mất thời gian khoảng 10‟. Trong 10‟ ngƣời đi gƣơng hoàn thành 1 điểm đồng thời máy thu GPS cũng xác định đƣợc tọa độ điểm đo và chụp ảnh điểm đo.
Hình 3.21. Sơ đồ vị trí xã An Tường, thị xã Tuyên Quang.
Khu vực đo vẽ là ven đƣờng quốc lộ 2 và trong thôn Sông Lô 4, khoảng cách các nhà tƣơng đối thoáng, số lƣợng vệ tinh thu đƣợc lớn hơn 5.
Kết quả thử nghiệm đo trên 5 điểm GPS (của lƣới GPS địa chính), 51 điểm đo chi tiết và lập sơ đồ đo vẽ. Trên hình 3.24 các đƣờng màu đỏ là đƣờng nối giữa các điểm đo chi tiết theo phƣơng pháp vẽ sơ đồ trên giấy, các đƣờng màu xanh thể hiện sơ đồ đo vẽ bằng ArcPad. Nhìn chung dáng đƣờng giao thông và đỉnh thửa tƣơng đối rõ ràng, khơng có sự sai lệch nhiều giữa 2 phƣơng pháp trên. Giữa điểm đo địa chính và đo bằng ArcPad độ lệch lớn nhất là 11.81m, do đây là điểm nằm khuất, có nhiều cây cối, nhà cửa. Những điểm thống (ví dụ điểm lƣới GPS địa chính) cho độ chính xác cao hơn (dƣới 3.32m). Mặc dù các điểm đo có độ lệch khơng theo một phía mà bị văng theo các hƣớng ta vẫn có thể dựa vào ghi chú điểm và ảnh chụp để nối tƣơng đối chính xác khoảng 70% khu vực đo vẽ.
Hình 3.23. Các điểm đo trên PDA và ảnh chụp tại một điểm đo.
3.6.3. Nhận xét, đánh giá
Nhƣ vậy ArcPad có thể lập sơ đồ đo vẽ hỗ trợ cho việc thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000, 1:2000 tại khu dân cƣ nơng thơn. Với 10 giây ngƣời đi gƣơng có thể dựng gƣơng và thao tác trên ArcPad. Cuối ngày, khi trút số liệu và tham chiếu file sơ đồ trên ArcPad ngƣời đo có thể nối nhanh các đối tƣợng đƣờng, cầu cống, nhà cửa. Trong thử nghiệm việc đo nối đạt đƣợc 70%, nếu kết hợp với tƣ liệu bản đồ địa hình
tỷ lệ 1:2000 (nếu có) hoặc các cách đo địa chính (đo thêm một điểm thừa để dễ vẽ ranh thửa, đo các điểm song song để nhận biết đƣờng giao thơng) thì có thể đạt đƣợc kết quả cao hơn. Khi đó ta chỉ cần vẽ sơ đồ trên giấy ở những khu vực có địa vật phức tạp, bị che khuất. Việc lập sơ đồ sơ họa bằng ArcPad sẽ tăng thêm ngƣời đi gƣơng mà không mất thêm nhiều thời gian tại một điểm đo, việc nối điểm cũng sẽ nhanh và thuận lợi hơn. Tuy nhiên phần mềm ArcPad chạy liên tục sẽ làm PDA nhanh hết pin khiến ca đo chỉ đƣợc khoảng 2,5h (phải sử dụng pin dự phòng để thay thế), ngồi ra cịn u cầu PDA có màn hình lớn (hơn 3.5 inch) và tốc độ xử lý nhanh (trên 500 MHz).
Hình 3.24. Lập sơ đồ đo vẽ bằng ArcPad (đường màu đỏ là sơ đồ trên giấy, đường màu xanh là sơ đồ vẽ bằng ArcPad, đường màu hồng là độ lệch giữa hai sơ đồ). màu xanh là sơ đồ vẽ bằng ArcPad, đường màu hồng là độ lệch giữa hai sơ đồ).
3.7. NHẬN XÉT VỀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG GPS VÀ MOBILE GIS
Thông qua các thử nghiệm trên cho thấy tiềm năng ứng dụng Mobile GIS và GPS cho thu thập dữ liệu không gian về đất đai là rất lớn. Công nghệ Mobile GIS và GPS cầm tay (sử dụng phƣơng pháp định vị độc lập) có thể đƣợc sử dụng trong thành lập bản đồ địa chính đất lâm nghiệp, thành lập cơ sở dữ liệu nền địa hình, thành lập
bản đồ hiện trạng, bản đồ quy hoạch sử dụng đất tỷ lệ 1:10.000 và nhỏ hơn. Cùng với đó, Mobile GIS kết hợp GPS có thể đƣợc ứng dụng để lập sơ đồ đo vẽ trong đo đạc bản đồ địa chính khu vực nông thôn (ở tỷ lệ 1:1000-1:5000). Ƣu điểm của phƣơng pháp này là thiết bị có giá thành rẻ, gọn nhẹ, dễ sử dụng. Tuy nhiên còn một số hạn chế nhƣ về độ chính xác chƣa cao, ví dụ nhƣ đo thử nghiệm tại huyện Hƣớng Hóa, tỉnh Quảng Trị có độ lệch giữa tọa độ đo bằng GPS cầm tay và đo bằng toàn đạc điện tử là gần 5m, thử nghiệm tại Tuyên Quang độ lệch giữa GPS trên PDA và toàn đạc điện tử là gần 12m. Do sai số lớn và không đều theo các hƣớng nên công nghệ Mobile GIS sử dụng phƣơng pháp định vị độc lập không sử dụng đƣợc trong việc thu thập dữ liệu đất đai ở tỷ lệ lớn (qua thử nghiệm gói giao thơng và gói di tích lịch sử thành phố Huế trên nền bản đồ địa chính 1:500 và 1:1000). Hạn chế thứ hai là do đặc điểm của công nghệ Mobile GIS và GPS phụ thuộc vào các kết nối di động và sai số của GPS phụ thuộc vào sự thơng thống của khu đo,... Để khắc phục những nhƣợc điểm này, có thể triển khai phƣơng pháp đo GPS phân sai (DGPS).
Công nghệ GPS với các ứng dụng đo LODG, đo RTK có thể ứng dụng để đo lƣới khống chế, đo bản đồ địa chính ở các tỷ lệ lớn, từ 1:500 đến 1:2000, điều này đồng nghĩa với việc cơng nghệ GPS độ chính xác cao (LODG cho độ chính xác tới 3cm) có thể sử dụng cho các ứng dụng khác ở tỷ lệ lớn hơn, ví dụ nhƣ dẫn đƣờng, đo đạc xây dựng các tuyến đƣờng, khu công nghiệp, khu đô thị. Tuy nhiên công nghệ đo LODG và RTK hạn chế ở chi phí ban đầu lớn, thiết bị nhiều, phụ thuộc vào các kết nối di động nhƣ GPRS hoặc sóng radio, không phù hợp với các dự án nhỏ hoặc phải thƣờng xuyên di chuyển. Trong tƣơng lai nếu các thiết bị thu đƣợc tích hợp thêm với phần mềm GIS và máy chủ thì có thể trở thành Mobile GIS có độ chính xác cao. Ví dụ nếu các trạm đo LODG đƣợc bố trí trên một thành phố thì có thể đảm nhận việc dẫn đƣờng chính xác dựa trên nền cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính.
KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ
Các kết quả nghiên cứu của luận văn cho thấy khả năng ứng dụng Mobile GIS và GPS là rất lớn trong thu thập dữ liệu không gian về đất đai. Mobile GIS và GPS định vị độc lập có thể sử dụng trong thành lập bản đồ tỷ lệ nhỏ (1:10.000 và nhỏ hơn) nhƣ bản đồ địa chính đất lâm nghiệp, bản đồ quy hoạch sử dụng đất, thành lập cơ sở dữ liệu nền địa hình. Ngồi ra, các hệ thống loại này có thể đƣợc sử dụng để lập sơ đồ sơ họa trong đo vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ lớn (1:2000 và lớn hơn).
Đối với công tác thu thập dữ liệu đất đai ở tỷ lệ lớn, giải pháp thích hợp là sử dụng Mobile GIS kết hợp GPS phân sai (DGPS) với 2 phƣơng pháp đo có nhiều tiềm năng là LODG và RTK. Tuy nhiên, cả 2 phƣơng pháp LODG và RTK này đều phụ thuộc vào tín hiệu vệ tinh nên nếu trong các khu vực bị che khuất bởi nhà cao tầng, tán cây,… thì khơng áp dụng đƣợc mà phải kết hợp với đo đạc bằng máy toàn đạc điện tử. Phƣơng pháp RTK có thể sử dụng cách truyền sóng qua radio với khu vực thơng hƣớng, ít địa vật nhƣ khu đất nơng nghiệp, hoặc GPRS đối với khu vực có mật độ dân cƣ cao.
Hiện nay Tổng công ty Tài nguyên và Môi trƣờng Việt Nam đã áp dụng rất thành công GPS định vị độc lập vào các dự án quy hoạch sử dụng đất, thành lập bản