Bài gi ng: Tr c Đaả ắ ị
L I GI I THI UỜ Ớ Ệ
Bài gi ng Tr c đa biên s an nh ng ki n th c c b n v lĩnh v c tr c đaả ắ ị ọ ữ ế ứ ơ ả ề ự ắ ị
đi c ng, tr c đa áp d ng trong xây d ng. Qua bài gi ng này giúp cho sinh viênạ ươ ắ ị ụ ự ả
n m v ng các ki n th c c b n v tr c đa và có kh năng v n d ng, gi i quy tắ ữ ế ứ ơ ả ề ắ ị ả ậ ụ ả ế
các công tác tr c đa trong chuyên ngành đc đào t o nh các ngành: Xây d ngắ ị ượ ạ ư ự
DD & CN, Công trình th y, C u đng, … ủ ầ ườ
N i dung bài gi ng g m ba ph n chính:ộ ả ồ ầ
- Nh ng ki n th c c b n v tr c đa.ữ ế ứ ơ ả ề ắ ị
- Công tác đo đc b n đ đa hình t l l n và m t c t đa hình.ạ ả ồ ị ỷ ệ ớ ặ ắ ị
- ng d ng tr c đa trong công tác xây d ng các công trình dân d ng, côngỨ ụ ắ ị ự ụ
nghi p, giao thông và th y l i.ệ ủ ợ
Bài gi ng Tr c đa ch y u đc biên so n d a trên s tham kh o các tàiả ắ ị ủ ế ượ ạ ự ự ả
li u tr c đa, các tiêu chu n, các quy ph m v tr c đa và s đóng góp ý ki n c aệ ắ ị ẩ ạ ề ắ ị ự ế ủ
t p th các b b môn K Thu t Xây D ng - Khoa Công Ngh - Tr ng Điậ ể ộ ộ ỹ ậ ự ệ ườ ạ
H c C n Th .ọ ầ ơ
M t dù đã c g ng biên s an các n i dung v a ng n, đy đ v a đmặ ố ắ ọ ộ ừ ắ ầ ủ ừ ả
b o n i dung phù h p v i các chuyên ngành trên nên không kh i có nh ng sai sót,ả ộ ợ ớ ỏ ữ
mong th y cô, quí đng nghi p b qua và đóng góp ý ki n, n i dung cho bàiầ ồ ệ ỏ ế ộ
gi ng đc t t h n.ả ượ ố ơ
Tác giả
1
Bài gi ng: Tr c Đaả ắ ị
CH NG 0ƯƠ
M ĐUỞ Ầ
1. KHÁI NI M V TR C ĐAỆ Ề Ắ Ị
Tr c đa là m t ngành khoa h c chuyên nghiên c u v hình d ng và kíchắ ị ộ ọ ứ ề ạ
th c c a qu đt, v ph ng pháp đo đc và bi u th b m t qu đt d iướ ủ ả ấ ề ươ ạ ể ị ề ặ ả ấ ướ
d ng b n đ và s li u.ạ ả ồ ố ệ
Tùy theo đi t ng và ph ng pháp nghiên c u, tr c đa đc chia ra cácố ượ ươ ứ ắ ị ượ
ngành:
Tr c đa cao c p: Nghiên c u v hình d ng, kích th c c a toàn b ho cắ ị ấ ứ ề ạ ướ ủ ộ ặ
các vùng r ng l n c a b m t trái đt, xây d ng m ng l i t a đ qu c gia cóộ ớ ủ ề ặ ấ ự ạ ướ ọ ộ ố
đ chính xác cao.ộ
Tr c đa đa hình - đa chính: Nghiên c u quy trình công ngh thành l pắ ị ị ị ứ ệ ậ
b n đ đa hình, b n đ đa chính b ng ph ng pháp đo v tr c ti p ho c b ngả ồ ị ả ồ ị ằ ươ ẽ ự ế ặ ằ
ph ng pháp s d ng nh ch p t máy bay hay nh v tinh.ươ ử ụ ả ụ ừ ả ệ
Tr c đa nh: Chuyên nghiên c u các ph ng pháp ch p nh b m t tráiắ ị ả ứ ươ ụ ả ề ặ
đt và công ngh đo nh đ thành l p các lo i b n đ.ấ ệ ả ể ậ ạ ả ồ
Tr c đa công trình: ắ ị Nghiên c u ph ng pháp tr c đa trong kh oứ ươ ắ ị ả
sát đa hình ph c v thi t k công trình, chuy n thi t k ra th c đa, theoị ụ ụ ế ế ể ế ế ự ị
dõi thi công, ki m tra k t c u công trình và đo đc bi n d ng các lo i côngể ế ấ ạ ế ạ ạ
trình xây d ng.ự
B n đ: Nghiên c u các ph ng pháp bi u th , biên t p, trình bày, chả ồ ứ ươ ể ị ậ ế
b n, in và s d ng các lo i b n đ đa lý, b n đ đa hình, b n đ đa chính vàả ử ụ ạ ả ồ ị ả ồ ị ả ồ ị
các lo i b n đ chuyên đ khác.ạ ả ồ ề
Ch t o máy và các lo i thi t b đo v : Nghiên c u ch t o các lo i máyế ạ ạ ế ị ẽ ứ ế ạ ạ
đo ngo i nghi p, các máy đo v n i nghi p, xây d ng các ph n m m chuyênạ ệ ẽ ộ ệ ự ầ ề
d ng đ x lý, tích h p, qu n lý và khai thác s li u tr c đa b n đ.ụ ể ử ợ ả ố ệ ắ ị ả ồ
Ngày nay cùng v i s phát tri n c a đi n t tin h c ng i ta đã đa raớ ự ể ủ ệ ử ọ ườ ư
khái ni m m i “Đa tin h c” (Geomatic). Đó là thu t ng liên quan đn vi c thuệ ớ ị ọ ậ ữ ế ệ
th p, l u tr , qu n lý, th hi n và ng d ng thông tin trong h quy chi u khôngậ ư ữ ả ể ệ ứ ụ ệ ế
gian. Các thông tin v trí, kích th c, hình d ng c a các đi t ng trong th gi iị ướ ạ ủ ố ượ ế ớ
th c và các thông tin liên quan khác đc thu th p b ng cách s d ng các kự ượ ậ ằ ử ụ ỹ
thu t đo tr c ti p th c đa, k thu t đo nh hàng không, nh vi n thám, sau đóậ ự ế ở ự ị ỹ ậ ả ả ễ
2
Bài gi ng: Tr c Đaả ắ ị
chúng đc qu n lý trong h th ng máy tính đi n t hi n đi đ khai thác sượ ả ệ ố ệ ử ệ ạ ể ử
d ng.ụ
2. VAI TRÒ C A TR C ĐA TRONG XÂY D NGỦ Ắ Ị Ự
Tr c đa là ngành đi u tra c b n, cung c p s li u ban đu cho các ngànhắ ị ề ơ ả ấ ố ệ ầ
nh : xây d ng, giao thông, th y l i, qu c phòng... ư ự ủ ợ ố
Đt bi t đi v i l nh v c xây d ng c b n nh công trình th y đi n, th yặ ệ ố ớ ỉ ự ự ơ ả ư ủ ệ ủ
l i công trình c u đng, khu công nghi p, khu dân c ,… chúng ta có th th y rõợ ầ ườ ệ ư ể ấ
vai trò c a tr c đa qua các giai đo n th c hi n m t công trình.ủ ắ ị ạ ự ệ ộ
Trong giai đo n quy ho ch:ạ ạ ng i ta s d ng b n đ đa hình t l nhườ ử ụ ả ồ ị ỷ ệ ỏ
v ch ra các ph ng án quy ho ch, t ng th , các ph ng án xây d ng công trình,ạ ươ ạ ổ ể ươ ự
các k ho ch t ng quát khai thác và s d ng công trình.ế ạ ổ ử ụ
Trong giai đo n kh o sát:ạ ả C n th c hi n công tác đo v c th đ thuầ ự ệ ẽ ụ ể ể
th p tài li u đa hình nh : b n đ đa hình, m t c t đa hình… đ có gi i pháp kậ ệ ị ư ả ồ ị ặ ắ ị ể ả ỹ
thu t h p lý cho giai đo n thi t k xây d ng công trình. ậ ợ ạ ế ế ự
Trong giai đo n thi t k :ạ ế ế S d ng tài li u đo đc trong giai đo n kh o sátử ụ ệ ạ ạ ả
đ thi t k công trình lên đó. Ng i thi t k ph i có ki n th c đy đ v tr cể ế ế ườ ế ế ả ế ứ ầ ủ ề ắ
đa đ tính toán, b trí công trình lên b n đ m t cách h p lý nh t. Chu n bị ể ố ả ồ ộ ợ ấ ẩ ị
ph ng án tr c đa đ chuy n thi t k ra th c đa.ươ ắ ị ể ể ế ế ự ị
Trong giai đo n thi công:ạ Ng i k s ph i có đ ki n th c tr c đa đtườ ỹ ư ả ủ ế ứ ắ ị ặ
bi t là ki n th c v công tác b trí công trình đ ti n hành đa b n v thi t kệ ế ứ ề ố ể ế ư ả ẽ ế ế
ra ngoài m t đt đm b o công trình đúng v trí, đúng đ cao và đúng kích th cặ ấ ả ả ị ộ ướ
đã thi t k .ế ế
Giai đo n nghi m thu, qu n lý và khai thác công trình:ạ ệ ả Sau khi hoàn thành
công trình c n đo v hoàn công đ ki m tra v trí, kích th c công trình đã xâyầ ẽ ể ể ị ướ
d ng. Đi v i nh ng công trình quan tr ng hay quy mô l n thì trong qua trình thiự ố ớ ữ ọ ớ
công, qu n lý và khai thác ph i ti n hành công tác tr c đa ph c v quan tr cả ả ế ắ ị ụ ụ ắ
bi n d ng công trình g m: quan tr c lún, chuy n d ch, nghiêng…ế ạ ồ ắ ể ị
3. L CH S PHÁT TRI N C A TR C ĐAỊ Ử Ể Ủ Ắ Ị
S ra đi và phát tri n c a ngành tr c đa g n li n v i s phát tri n c aự ờ ể ủ ắ ị ắ ề ớ ự ể ủ
xã h i loài ng i. Ngày nay chúng ta đã bi t khá rõ l ch s phát tri n c a tr c đaộ ườ ế ị ử ể ủ ắ ị
thông qua các t li u kh o c .ư ệ ả ổ
Vào kho ng ba ngàn năm tr c Công Nguyên, vi c phân chia và chi mả ướ ệ ế
h u đt đai Ai C p đã hình thành. Hàng năm sau các tr n lũ sông Nin, ng i taữ ấ ở ậ ậ ườ
ph i xác đnh l i ranh gi i chi m h u đt. Đi u đó thúc đy con ng i sáng t oả ị ạ ớ ế ữ ấ ề ẩ ườ ạ
ra các công c và ph ng pháp thích h p đ đo đc, phân chia đt. Đó chính làụ ươ ợ ể ạ ấ
3
Bài gi ng: Tr c Đaả ắ ị
đi m kh i đu c a môn tr c đa. Sau n n văn minh Ai C p thì đn n n văn minhể ở ầ ủ ắ ị ề ậ ế ề
Hy L p c đi, thì thu t ng tr c đa xu t hi n có nghĩa “phân chia đt đai”. Vàạ ổ ạ ậ ữ ắ ị ấ ệ ấ
ti p sau đó là nhi u công trình ki n trúc đc đáo Ai C p và Hy L p đã đcế ề ế ộ ở ậ ạ ượ
xây d ng nh vào tr giúp c a tr c đa.ự ờ ợ ủ ắ ị
Tr i qua nhi u th i đi cùng v i s phát tri n c a đi n t - tin h c vàả ề ờ ạ ớ ự ể ủ ệ ử ọ
máy tính k thu t s đã đem l i kh năng t đng hóa cao cho tr c đa b n đ. ỹ ậ ố ạ ả ự ộ ắ ị ả ồ
Đt bi t trong vài th p k g n đây ngành tr c đa có nh ng phát tri nặ ệ ậ ỹ ầ ắ ị ữ ể
m nh m . Các máy móc thi t b hi n đi ngày nay đc s d ng r ng rãi nhạ ẻ ế ị ệ ạ ượ ử ụ ộ ư
máy kinh vĩ đi n t (Digital Theodolite – DT), máy đo dài đi n t (Electronicệ ử ệ ử
Distance Measuring – DEM), máy toàn đc đi n t (Electronic Total Station),ạ ệ ử
Công ngh đnh v toàn c u GPS (Global Positioning System) công ngh vi nệ ị ị ầ ệ ể
thám (Remote Sensing-RS), công ngh thông tin đa lý (Geographic Informationệ ị
System – GIS), máy in s (Ploter)… Máy tính và các ph n m m chuyên d ng đãố ầ ề ụ
giúp ngành tr c đa x lý nhanh chóng và chính xác toàn b s li u, thành l p vàắ ị ử ộ ố ệ ậ
l u tr b n đ d i d ng s , t o đi u ki n thu n l i đ tích h p và s d ngư ữ ả ồ ướ ạ ố ạ ề ệ ậ ợ ể ợ ử ụ
h p lý các thông tin.ợ
Vi t Nam, T th i Âu L c đã bi t s d ng ki n th c Tr c đa và kỞ ệ ừ ờ ạ ế ử ụ ế ứ ắ ị ỹ
thu t đo đc đ xây d ng thành C Loa xoáy trôn c và sau đó xây d ng kinh đôậ ạ ể ự ổ ố ự
Thăng Long, đào kênh nhà Lê,… Năm 1496, vua Lê Thánh Tông đã ra l nh v b nệ ẽ ả
đ đt n c và Vi t Nam đã có t p b n đ “Đi Vi t H ng Đc”, m t d u nồ ấ ướ ệ ậ ả ồ ạ ệ ồ ứ ộ ấ ấ
quan tr ng ch ng t a t tiên đã s m có ki n th c và bi t ng d ng tr c đa - b nọ ứ ỏ ổ ớ ế ứ ế ứ ụ ắ ị ả
đ trong qu n lý xây d ng nhà n c.ồ ả ự ướ
Th i k Pháp thu c, ng i Pháp đã l p “S Đc Đi n Đông D ng”,ờ ỳ ộ ườ ậ ở ạ ề ươ
đa nhân viên k thu t và d ng c đo đc đn đ thành l p các lo i b n đ đaư ỹ ậ ụ ụ ạ ế ể ậ ạ ả ồ ị
hình, đa chính ph c v khai thác, v vét tài nguyên Đông D ng.ị ụ ụ ơ ở ươ
Ngành Tr c Đa - B n Đ Vi t Nam th t s đã tr thành m t ngành đcắ ị ả ồ ệ ậ ự ở ộ ộ
l p t tháng 10 năm 1959 khi Th t ng Chính ph ra quy t đnh thành l p C cậ ừ ủ ướ ủ ế ị ậ ụ
Đo Đc B n Đ tr c thu c ph Th t ng.ạ ả ồ ự ộ ủ ủ ướ
Ngày 22/2/1994 Chính ph ra quy t đnh s 12/CP v vi c hành l p T ngủ ế ị ố ề ệ ậ ổ
c c đa chính, T ng c c qu n lý ru ng đt và C c đo đc b n đ nhà n c.ụ ị ổ ụ ả ộ ấ ụ ạ ả ồ ướ
Ngành Tr c Đa - B n Đ Vi t Nam đã tri n khai công tác nghiên c u vàắ ị ả ồ ệ ể ứ
ng d ng khoa h c k thu t tr c đa - b n đ trong xây d ng l i t a đ, đ caoứ ụ ọ ỹ ậ ắ ị ả ồ ự ướ ọ ộ ộ
c p nhà n c, thành l p các b n đ đa hình, đa chính và b n đ chuyên đấ ướ ậ ả ồ ị ị ả ồ ề
ph c v đi u tra c b n, qu n lý, xây d ng và b o v đt n c.ụ ụ ề ơ ả ả ự ả ệ ấ ướ
4
Bài gi ng: Tr c Đaả ắ ị
CH NGƯƠ 1
KHÁI NI M C B N V TR C ĐAỆ Ơ Ả Ề Ắ Ị
1.1. HÌNH D NG VÀ KÍCH TH C TRÁI ĐTẠ ƯỚ Ấ
1.1.1. Hình d ngạ
M t trái đt là m t m t c u ph c t p, di n tích kho ng 510,2 tri u kmặ ấ ộ ặ ầ ứ ạ ệ ả ệ 2,
trong đó đi d ng chi m 71% còn l c đa 29%, nên có th coi m t n c bi nạ ươ ế ụ ị ể ặ ướ ể
toàn c u là m t t ng quát c a trái đt. Ch cao nh t là đnh chomoluma trong dãyầ ặ ổ ủ ấ ổ ấ ỉ
Hymalya cao 8882 mét, và ch th p nh t là v nh Marian Thái Bình D ng sâuổ ấ ấ ị ở ươ
11032 mét.
Hãy t ng t ng: m t n c bi n toàn c u, hay chính xác h n, ưở ượ ặ ướ ể ầ ơ m t n cặ ướ
bi n trung bìnhể yên tĩnh kéo dài xuyên qua các l c đa, h i đo làm thành m tụ ị ả ả ộ
m t cong khép kín, t i m i đi m b t k pháp tuy n c a m t này luôn trùng v iặ ạ ỗ ể ấ ỳ ế ủ ặ ớ
ph ng dây d i. M t này đc g i là m t n c g c trái đt (m t th y chu n).ươ ọ ặ ượ ọ ặ ướ ố ấ ặ ủ ẩ
M t này đc nhà v t lý ng i Đc Listinger (1808 – 1882) g i là m tặ ượ ậ ườ ứ ọ ặ
Geoid. M t Geoid không đi qua m t n c bi n trung bình yên tĩnh đc g i làặ ặ ướ ể ượ ọ
m t n c g c gi đnh.ặ ướ ố ả ị
5
M t n c g c (Geoid)ặ ướ ố
M t n c g c gi đnhặ ướ ố ả ị
A
Hình 1.2
Hình 1.1
M t đt t nhiênặ ấ ự
Geoid