A. Phương pháp tốn học
Tồn vùng Dãy Fourier
Đa thức bậc bốn bội
Chi tiết Chia vùng đồng đều
Chia vùng không đồng đều
B. Phương pháp vật thể bản đồ Đường đồng mức (đường bình độ ngang)
Đường mặt cắt dọc
Điểm (ma trân độ cao) hay mạng lưới đều (Regular rectangular grid, GRID) Vector: Mạng không đều tam giác (Triangualr irregualar network, TIN)
1.2.2.1. Phương pháp toán học
Phương pháp toán học để biểu thị mặt cong địa hình chủ yếu dựa vào các hàm số tốn ba chiều và có khả năng mơ phỏng với độ nhẵn rất cao các mặt địa hình phức tạp. Phương pháp cục bộ chia vùng mô phỏng ra thành các miếng bé hình vng hoặc hình dạng tùy ý có diện tích tương tự nhau và độ cao của từng
miếng sẽ được ước lượng dựa trên độ cao các điểm đã quang trắc trong miếng đó. Với mục đích bảo đảm sự liên tục của độ dốc qua đường biên giữa các miếng con thì người ta sử dụng các hàm số đối trọng (weighting functions). Các hàm số xấp xỉ rời rạc (piecewwise approximation) rất ít khi được sử dụng trong việc thành lập bản đồ số nhưng lại rất phổ biến trong hệ thống máy tính hỗ trợ thiết kế (CAD, computer added design).
1.2.2.2. Phương pháp vật thể bản đồ
Phương pháp sử dụng vật thể đường đầu tiên truyền thống trong bản đồ học để biểu diễn bề mặt địa hình là sử dụng đường bình độ hay cịn gọi là đường đồng mức. Mọi điểm nằm trên cùng một đường đồng mức sẽ có cùng một giá trị độ cao.
Phương pháp sử dụng mặt cắt dọc để biểu diễn độ cao được sử dụng thuận tiện để phân tích độ dốc vùng nghiên cứu. Tuy nhiên, như đã đề cập ở trên, hai phương pháp sử dụng đường trên khơng thuận tiện cho mục đích phân tích dữ liệu trong GIS. Vì vậy phương pháp chung nhất trong hệ GIS là sử dụng mơ hình lưới đều GRID (Regular Rectangular Grid) hay lưới tam giác không đều TIN (triangular Irregular Network).
Mơ hình lưới đồng đều hay cịn gọi là ma trận độ cao được thành lập từ việc phân tích lập thể ảnh hàng khơng hoặc có thể thơng qua việc nội suy từ lưới dữ liệu quan trắc độ cao. Do máy tính có khả năng xử lý ma trận dễ dàng nên dữ liệu loại mơ hình GRID này rất phổ biến, được sử dụng cho các hệ GIS dạng raster. Trong mơ hình raster GRID này vùng địa hình được chia thành các ô (cell) trên cơ sở hàng và cột. Mỗi một ô chứa độ cao của điểm trung tâm của ô. Ma trận độ cao được sử dụng để thành lập đường đồng mức, tính tốn độ dốc, hướng dốc và xác định đường biên các lưu vực sông.
Tuy vậy, phương pháp lưới đồng đều này có các nhược điểm sau:
Tồn tại số lượng dữ liệu khơng cần thiết tại các vùng có địa hình đồng nhất; Khơng có khả năng thích ứng để biểu thị các vùng có địa hình phức tạp trừ lúc thay đổi tồn bộ kích thước ma trận.
Như vậy, lưới đồng đều khơng có khả năng biểu thị các vùng địa hình thay đổi đột ngột như các khe vực, hố lồi lõm và sơng ngịi. Hạn chế này có thể gây sự nhầm lẫn trong khi đánh giá kết quả phân tích địa hình.
TIN được coi là phương pháp thuận tiện và kinh tế hơn. Mơ hình TIN là thể hiện vector của cấu trúc địa hình, bao gồm các dãy tam giác không đều không phủ lên nhau và bao trùm tồn bộ bề mặt địa hình, mỗi một tam giác xác định một mặt phẳng. TIN, theo khái niệm hình học là tập các đỉnh nối với nhau thành các tam giác. Mỗi một tam giác được giới hạn bởi 3 điểm đặc trưng về giá trị X, Y và Z (độ cao). Các tam giác này hình thành một bề mặt 3 phía, có độ dốc và hướng dốc. TIN có khả năng biểu diễn bề mặt liên tục từ tập điểm dữ liệu rời rạc và được coi như tập hợp các tam giác có các thuộc tính về độ dốc, diện tích và hướng. Hình 1.9 thể hiện cấu trúc mơ hình TIN và hình 1.10 trình bày mơ hình TIN trong thực tế khi thường phải thể hiện sự thay đổi kích thước lưới theo yêu cầu biến đổi của dữ liệu.
1.2.2.3. Phương pháp xây dựng DEM
Phương pháp chụp ảnh lập thể:
- Dùng các công cụ chuyên dụng chụp ảnh để thu thập dữ liệu của một vùng với các giá trị x,y,z của các điểm trên bề mặt quả đất.
- Phương pháp này đòi hỏi ký thuật cao trong việc chụp và xử lý ảnh , đòi hỏi số điểm kiểm sốt nhiều.
Số hóa các đường đồng mức
(Số hóa tự động quét ảnh hoặc Số hóa bằng thủ
cơng)
Raster hóa các đường đồng mức
Nội suy các đường đồng mức đã được raster hóa
Xây dựng mơ hình TIN
Quy trình xây dựng DEM từ ảnh lập thể
Xây dựng DEM từ đường đồng mức:
Đây là phương pháp tiêu chuẩn để xây dựng DEM trong môi trường GIS. Đối với một khu vực, một số thơng tin về địa hình có sẵn, việc xây dựng một DEM từ các đường đồng mức phải qua một số bước sau:
Quy trình xây dựng DEM từ đường đồng mức
1.2.2.4. Các sản phẩm ứng dụng của DEM
Sản phẩm ứng dụng DEM trong GIS a. Biểu đồ khối, lát cắt dọc và ngang b. Tính tốn thể tích các khối
c. Bản đồ độ dốc, độ lồi, độ lõm và hướng dốc Đo KCA, đo điểm độ cao đặc
trưng (công nghệ GPS-RTK)
Ảnh hàng không kỹ thuật số (thu nhận từ thiết bị bay không người
lái (UAV) Xử lý ảnh, tăng dầy KCA
Bình đồ ảnh, DSM, Poincloud
Tách lọc độ cao mặt đất từ poincloud và DSM, kết hợp cao độ đo được từ RTK
d. Đường quan sát nhìn thấy e. Bản đồ đường đồng mức
f. Bản đồ địa hình tơ bóng mặt khuất
g. Xác định đường biên của lưu vực sơng ngịi và vùng tiêu nước.
Hình 1.11: Một số sản phẩm ứng dụng của DEM
1.2.2.5. Cơ sở toán học và độ chính xác
a) Cơ sở tốn học
- Mơ hình số độ cao được thành lập theo Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000, múi chiếu, kinh tuyến trục thực hiện theo quy định tại Thông tư số 973/2001/TT-TCĐC ngày 20 tháng 6 năm 2001 của Tổng cục Địa chính hướng dẫn áp dụng hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN-2000.
- Hệ độ cao sử dụng trong việc xây dựng mơ hình số độ cao là hệ độ cao quốc gia hiện hành.
- Mơ hình Geoid sử dụng là mơ hình Geoid địa phương có độ chính xác cao nhất hiện có. Trường hợp khu đo chưa xây dựng được mơ hình Geoid địa phương và phạm vi khu đo hẹp (khoảng 50km x 50km) được phép sử dụng mơ hình Geoid tồn cầu EGM2008. Trường hợp khu đo chưa xây dựng được mơ hình Geoid địa phương nhưng có phạm vi rộng hoặc ở khu vực vùng núi phải xây dựng mơ hình Geoid địa phương chính xác cho khu vực đó. Phương án xây dựng mơ hình Geoid địa phương phải được nêu rõ trong Thiết kế Kỹ thuật - Dự tốn.
b) Độ chính xác
Độ chính xác của DEM Sai số (m)
Mặt phẳng Độ cao
0,2 m - 0,3 m 0,15 0,10
0,4 m - 0,5 m 0,20 0,15
1,0 m 0,30 0,20
- Sai số giới hạn của vị trí địa vật, của độ cao đường bình độ, độ cao điểm đặc trưng địa hình, độ cao điểm ghi chú độ cao, của vị trí mặt phẳng và độ cao điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp, điểm khống chế đo vẽ không được vượt quá 2 lần các sai số trung phương.
CHƯƠNG 2: YÊU CẦU CHUNG TRONG KHẢO SÁT THIẾT KẾ TUYẾN ĐZ VÀ TBA 500/220KV
2.1 NHIỆM VỤ KHẢO SÁT THIẾT KẾ 2.1.1Mục đích khảo sát 2.1.1Mục đích khảo sát
2.1.1.1 Trạm biến áp 500/220kV
Giai đoạn lập BCNCKT:
Thực hiện khảo sát các phương án vị trí TBA, dự kiến, cung cấp số liệu để Tư vấn thiết kế có cơ sở phân tích, tính tốn so sánh, lựa chọn vị trí TBA hợp lý nhất.
Cung cấp các tài liệu khảo sát về địa hình, địa chất, khí tượng - thủy văn của phương án vị trí TBA được chọn làm cơ sở xác định giải pháp thiết kế, tổ chức xây dựng, chi phí bồi thường tổng thể, hỗ trợ tái định cư…, và lập tổng mức đầu tư dự án.
Cung cấp các tài liệu khảo sát đầy đủ, chi tiết về địa hình, địa chất, khí tượng - thủy văn của địa điểm TBA được chọn và phê duyệt làm cơ sở tính tốn giải pháp thiết kế, tổ chức xây dựng và lập tổng dự toán.
2.1.1.2 Đường dây 500/220kV
Giai đoạn lập BCNCKT:
Thực hiện khảo sát các phương án tuyến ĐDK, cung cấp số liệu để Tư vấn thiết kế có cơ sở phân tích, tính tốn so sánh, lựa chọn phương án tuyến đường dây hợp lý nhất.
Cung cấp các tài liệu khảo sát về địa hình, địa chất, khí tượng - thủy văn của phương án tuyến được chọn làm cơ sở xác định giải pháp thiết kế, tổ chức xây dựng, chi phí bồi thường tổng thể, hỗ trợ tái định cư…, và lập tổng mức đầu tư dự án.
Cung cấp các tài liệu khảo sát đầy đủ, chi tiết về địa hình, địa chất, khí tượng - thủy văn của tuyến đường dây được chọn và phê duyệt làm cơ sở tính tốn các giải pháp thiết kế, tổ chức xây dựng và lập tổng dự toán.
2.1.2 Phạm vi khảo sát
Tùy thuộc vị trí và quy mơ của TBA và tuyến đường dây
2.1.2.1 Phương pháp khảo sát xây dựng và tiêu chuẩn khảo sát xây dựng được áp dụng được áp dụng
2.1.2.2 Phương pháp khảo sát xây dựng
- Mua bản đồ khu vực dự kiến xây dựng đường dây tỷ lệ 1/25.000.
- Đơn vị thiết kế vạch sơ bộ các phương án tuyến trên bản đồ, đi thực địa kiểm tra tuyến và tinh chỉnh tuyến nếu cần thiết.
- Đơn vị khảo sát thực hiện phóng tuyến, đo chiều dài góc lái, điều tra, thống kê sơ bộ nhà cửa, cơng trình kiến trúc xây dựng, đất đai, cây cối hoa màu,…trong hành lang tuyến của tất cả các phương án tuyến đã vạch trên bản đồ, lập báo cáo khảo sát sơ bộ.
- Trên cơ sở số liệu khảo sát sơ bộ, đơn vị thiết kế xem xét, kiến nghị chọn phương án thiết kế.
- Duyệt tuyến của Chủ đầu tư: Sau khi hồn thành cơng tác khảo sát sơ bộ, chọn phương án tuyến, đơn vị thiết kế lập kế hoạch, đề nghị Ban QLDA mời Chủ đầu tư và các đơn vị liên quan đi thực địa, kiểm tra và xem xét duyệt phương án tuyến lựa chọn.
- Thoả thuận tuyến với địa phương: Sau khi Chủ đầu tư thống nhất phương án chọn, đơn vị tư vấn thực hiện các thủ tục thoả thuận tuyến với chính quyền địa phương.
- Thoả thuận tuyến các Bộ ngành: Sau khi hoàn thành thoả thuận tuyến với địa phương, đơn vị thiết kế lập kế hoạch, đề nghị Ban QLDA và Chủ đầu tư mời các Bộ ngành liên quan đi thực địa, kiểm tra và xem xét duyệt phương án tuyến lựa chọn.
- Đơn vị khảo sát bay chụp ảnh hàng khơng tồn tuyến theo phương án chọn, có thể thực hiện bằng thiết bị bay khơng người lái có điều khiển hoặc máy bay có người lái. Phạm vi bay chụp: đảm bảo đo vẽ bản đồ địa hình tính từ tim
tuyến về mỗi bên khoảng 250m, thành lập bình đồ ảnh hàng khơng và xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý tỷ lệ 1:2.000 tính từ tim tuyến về mỗi bên khoảng 100m.
- Công tác điều tra ngoại nghiệp: Điều tra, thống kê: nhà cửa, cơng trình kiến trúc xây dựng, cây cối hoa màu, rừng, các loại đất đai, các loại đường giao thông: đường thủy, đường sắt, đường bộ, đường dây điện lực, đường dây thơng tin liên lạc, các cơng trình qn sự,,... bị ảnh hưởng trong và ngoài hành lang tuyến, phục vụ thiết kế và tính tốn chi phí bồi thường, hỗ trợ tái định cư.
- Đơn vị khảo sát đo nối cao tọa độ tất cả cá vị trí góc lái, điểm đầu, điểm cuối theo hệ toạ độ Quốc gia VN-2000.
- Đơn vị khảo sát thực hiện khảo sát địa chất tại các vị trí góc lái, điểm đầu, điểm cuối, cột vượt sơng lớn (khoan thăm dị, lấy mẫu, thí nghiệm và đo điện trở suất…).
- Đơn vị khảo sát thu thập tài liệu KTTV khu vực tuyến đường dây đi qua. Cung cấp cho thiết kế các thông số cơ bản về khí tượng thủy văn như: Nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa, gió, mực nước lũ cao nhất, …, phục vụ thiết kế.
- Đơn vị khảo sát tổng hợp Báo cáo khảo sát. - Tiêu chuẩn khảo
- Quyết định số 1179/QĐ-EVN ngày 25/12/2014 của Tập đoàn điện lực Việt Nam về việc ban hành “Quy định nội dung và trình tự khảo sát phục vụ thiết kế lưới điện” áp dụng trong tập đoàn điện lực Quốc gia Việt Nam.
2.1.3 Khối lượng khảo sát xây dựng
2.1.3.1 Trạm 500/220kV
Khối lượng khảo sát phục vụ lập BCNCKT
Khối lượng khảo sát địa hình: Theo thiết kế Khối lượng khảo sát địa chất:
- Công tác khoan:
Khoan tay với khối lượng 75m/5hố (15m/hố). - Công tác lấy mẫu và thí nghiệm trong phịng:
Thí nghiệm trong phịng mẫu đất phá hủy: 02 mẫu (Tạm tính, chỉ thực hiện khi khơng lấy được mẫu ngun dạng)
Thí nghiệm nén cố kết : 10 mẫu
Thí nghiệm mẫu nước ăn mịn bê tơng: 02 mẫu - Công tác thí nghiệm hiện trường:
Đo điện trở suất của đất: 05 điểm
Khối lượng khảo sát khí tượng thủy văn
- Thu thập hệ thống hoá tài liệu:
Thu thập và hệ thống hóa tài liệu quan trắc khí tượng thủy văn, hải văn của các Đài, Trạm khí tượng - thủy văn Quốc gia và của các ngành nằm trong phạm vi gần tuyến cơng trình để có đủ cơ sơ tính tốn các thơng số khí tượng thủy văn ứng với tần suất P=2%. Tài liệu thu thập phải đảm bảo tính pháp lý.
Tài liệu khí tượng: Thu thập tài liệu từ trạm khí tượng lân cận dự án, số liệu phải bảo đảm làm đại diện cho khu vực dự án.
Tài liệu thủy văn: Thu thập tài liệu từ trạm thủy văn trên sơng lớn có tuyến đường dây đi qua, trường hợp sơng đó khơng có trạm đo thì tiến hành thu thập tài liệu từ lưu vực sông tương tự.
Tài liệu hải văn: Thu thập số liệu từ trạm hải văn gần khu vực đoạn tuyến đi qua.
- Khảo sát điều tra tại hiện trường:
Trên toàn tuyến đường dây: Điều tra mực nước ngập lớn nhất tại vùng trũng. Điều tra đánh giá về thiên tai lũ quét, sạt lở đất dọc tuyến đường dây.
Điều tra thu thập các thông tin về các hiện tượng thời tiết đặc biệt như giông sét, tố, lốc, bão.
Điều tra về sự ăn mòn do ảnh hưởng của khơng khí có khả năng bị nhiễm mặn đối với cơng trình. Nếu cần thiết, tiến hành đo đạc mức độ nhiễm mặn của khơng khí và nêu rõ trong Nhiệm vụ khảo sát.
Thu thập các tài liệu tại các trạm khí tượng thủy văn ở phần lân cận tuyến cơng trình đi qua để tính tốn các thơng số khí tượng thủy văn.
Điều tra đo đạc mực nước mùa kiệt, mực nước lớn nhất, mực nước lũ lịch sử, thời gian duy trì mực nước cao nhất.
Điều tra xác định các hiện tượng như: giông, bão, sét.
Điều tra mức độ ăn mòn và phá hủy kết cấu sắt thép tại các vùng khơng khí có khả năng bị ơ nhiễm.
Điều tra số liệu để phân vùng ăn mòn, phân vùng mực nước ngầm. Tổng hợp và viết báo cáo.
2.1.3.2 Đường dây 500/220kV
Khối lượng khảo sát phục vụ lập BCNCKT
Khối lượng khảo sát địa hình
- Mua bản đồ 1/25.000 các khu vực dự kiến tuyến cắt qua phục vụ lập phương án tuyến, và thỏa thuận tuyến với địa phương và các ban ngành liên quan, tổng cộng 08 mảnh.