Địa hình của huyện tƣơng đối phẳng, có hƣớng dốc chủ yếu từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông, đƣợc thể hiện qua các dịng chảy bề mặt đổ về sơng Đuống và sơng Thái Bình. Khu đo có địa vật tập trung, phức tạp và đa dạng ở những đầu mối giao thông thủy, bộ; ở các khu công nghiệp; khu dân cƣ và khu vực trụ sở của cơ quan hành chính các cấp. Trong q trình cơng nghiệp hoá, hiện đại hoá, các yếu tố
kinh tế - xã hội ln có xu hƣớng biến động theo thời gian làm cho nội dung bản đồ địa hình ln thay đổi. Vì vậy, việc đo mới hoặc bổ sung cập nhật các biến động là một đòi hỏi của thực tế.
3.4.2. Các kết quả thử nghiệm
Những thử nghiệm của đề tài là đo bổ sung (đo bù) địa vật cho các mảnh bản đồ địa hình FA69Cb1,2,3,4 thuộc địa phận huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh.
Các đối tƣợng đo GPS cầm tay chủ yếu là đƣờng giao thông và cơ quan tổ chức kinh tế xã hội mới xuất hiện, chƣa có trên bản đồ và ảnh hàng khơng. Những khu vực này có địa vật tƣơng đối thống, ranh giới rõ ràng, dễ đo vẽ.
Hình 3.11. Kết quả đo GPS cầm tay (các điểm có số hiệu màu đỏ) phục vụ điều tra ngoại nghiệp thuộc dự án xây dựng CSDL nền địa lý tỷ lệ 1:10.000 khu đo huyện
Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh.
Các đối tƣợng địa lý nhƣ: đƣờng, cơng trình kiến trúc, cơng trình thủy lợi, đƣờng dây điện cao thế,... xuất hiện sau thời gian chụp ảnh cần phải bổ sung trên bình đồ điều vẽ, các yếu tố địa hình thay đổi so với ảnh hàng khơng do bị đào bới, tôn tạo xây dựng các cơng trình; khai thác mỏ cần phải đo bù sự thay đổi địa hình. Đây là các yếu tố mới xuất hiện trên diện rộng nằm rải rác trong phạm vi khu đo, trong quá trình điều tra ngoại nghiệp không giải quyết đƣợc để đƣa lên bình đồ điều vẽ bằng các phƣơng pháp xét đoán tƣơng quan. Tuy nhiên đối với những khu vực có diện tích lớn hơn 1 km2 thì phải dùng lƣới GPS và máy tồn đạc để đo vẽ. Việc dùng GPS cầm tay
trong điều tra và bổ sung địa vật phục vụ thành lập CSDL nền địa hình tỷ lệ 1:10000 mang lại hiệu quả lớn về thời gian và nhân lực. Từ những lợi ích này GPS cầm tay tiếp tục đƣợc sử dụng để đo bù nhiều khu đo khác nhƣ khu đo Sơn La - Điện Biên, khu đo Tây Nguyên.
3.5. THU THẬP DỮ LIỆU ĐỊA HÌNH KHU VỰC VEN SƠNG HỒNG, PHƢỜNG PHÚ THƢỢNG, QUẬN TÂY HỒ, THÀNH PHỐ HÀ NỘI BẰNG HỆ PHÚ THƢỢNG, QUẬN TÂY HỒ, THÀNH PHỐ HÀ NỘI BẰNG HỆ
THỐNG MGIS-RTK
3.5.1. Khái quát về khu đo
Phƣờng Phú Thƣợng có toạ độ địa lý từ 21o04‟52” đến 21o06‟27” vĩ độ Bắc, 105o47‟32” đến 105o49‟35” kinh độ Đơng. Phía Bắc giáp sơng Hồng, phía Nam giáp phƣờng Xuân La quận Tây Hồ và xã Xuân Đỉnh, huyện Từ Liêm, phía Tây giáp xã Đơng Ngạc huyện Từ Liêm, phía Đơng giáp phƣờng Nhật Tân.
Hình 3.12. Sơ đồ vị trí khu đo phường Phú Thượng, quận Tây Hồ.
Khu vực thử nghiệm nằm trên đê sơng Hồng. Địa hình khu đo chia làm 4 bậc, từ khu dân cƣ trong đê, tiếp đến là đƣờng đê, khu ngồi đê và phía ngồi là sơng Hồng. Phía ngồi đê địa vật tƣơng đối thống, có ít cây nhỏ che khuất. Tuy nhiên phía trong đê mật độ dân cƣ rất dầy đặc, nhiều nhà cao tầng cùng đƣờng và ngõ ngách nhỏ hẹp.
3.5.2. Các kết quả thử nghiệm
Tại khu đo Hà Nội, đề tài đã tham gia thử nghiệm đo vẽ địa hình bằng phƣơng pháp đo GPS RTK theo 2 phƣơng án truyền số liệu từ trạm base tới trạm rover: sử
dụng sóng radio và sử dụng GPRS.
3.5.2.1. Đo RTK sử dụng sóng radio
Bước 1: Cơng tác chuẩn bị
Bộ máy GPS sử dụng RTK thƣờng có 2 đến 3 máy, trong đó 1 máy base, cịn lại là rover. Các thiết bị kèm theo gồm có bộ phận phát tín hiệu radio (ắc quy, ăngten, radio link), sổ tay điện tử PDA và các phần mềm đi kèm. Trong thử nghiệm với máy S82 của hãng SOUTH thì các thiết bị trên đều cùng một hãng nên rất dễ dàng kết nối. Các thiết bị đều đƣợc kiểm tra và cài đặt theo hƣớng dẫn trƣớc khi đƣa đến khu vực thử nghiệm là Bãi Tre thuộc phƣờng Phú Thƣợng, quận Tây Hồ, thành phố Hà Nội. Trạm base đƣợc thiết lập bằng cách đặt theo đèn tín hiệu, kiểm tra chế độ này bằng nút F (Function), nếu đèn BT (màu đỏ) và PWR (màu xanh) cùng sáng thì đã đặt đúng. Trạm rover đƣợc đặt đúng khi đèn STA (màu đỏ) và đèn DL (màu xanh) cùng sáng khi bấm nút F.
Bước 2: Thiết lập trạm base
- Cân bằng trạm máy tại điểm đã biết tọa độ.
- Kết nối bộ phận phát tín hiệu radio trƣớc, sau đó bật radio link trƣớc khi bật máy GPS base. Khi nào đèn TX trên radio link nháy đều 1lần/1s thì dùng sổ đo điện tử để kết nối với base.
- Kết nối qua Bluetooth nhƣ hình dƣới.
Hình 3.13. Kết nối Bluetooth.
Các thao tác tạo New job và đặt các thơng số Ellipsoid, Project nhƣ hình dƣới, khơng cần đặt các thơng số chuyển đổi.
Hình 3.14. Tạo job làm việc.
Hình 3.15. Thiết lập kết nối tín hiệu GPS qua cổng COM.
Sau khi kết nối với GPS ta thiết lập thông số cho trạm base, số lƣợng vệ tinh phải lớn hơn 6 và PDOP phải nhỏ hơn 3.
Hình 3.16. Đặt chế độ đo RTK trên trạm base.
Hình 3.17. Nhập tọa độ điểm khống chế cho trạm base. Bước 3: Thiết lập trạm rover Bước 3: Thiết lập trạm rover
Đối với trạm rover quá trình cài đặt tƣơng tự, chỉ khác khi đặt RTK mode chuyển thành rover, ta đặt kênh radio trên rover trùng với radio link. Khi Status báo Fixed là có thể bắt đầu đo.
Hình 3.18. Trạng thái Fix đủ điều kiện đo. Bảng 3.5. Kết quả một số điểm đo RTK 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 cơng.
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 khơng ổn định, rover liên tục báo Float thì phải thay sim của mạng viễn thông 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 thông 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 nông 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 Đông giáp xã An Khang, xã Lƣỡng Vƣợng; phía Nam và phía Tây giáp huyện Yên 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. Q trình thử nghiệm kết hợp với máy tồn 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 thơng 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