Bài giảng Trắc địa đại cương: Chương 2

Chương 2 Kiến thức chung về Trắc Địa

• Hình dạng và kích thước của trái đất • Sai số do độ cong trái đất • Các hệ tọa độ dùng trong trắc địa • Các phép chiếu thường dùng trong trắc địa • Khái niệm về bản đồ, bình đồ, mặt cắt, tỉ lệ

bản đồ

• Khái niệm về đường đồng mức, tính chất • Các đơn vị thường dùng trong trắc địa

www.themegallery.com

2.1.Hình dạng và kích thước của trái đất

www.themegallery.com

1. Hình dạng trái đất

- Mặt trái đất gồ ghề lồi lõm: đại dương 71% diện tích và lục địa 29%

- Điểm cao nhất: Chômôlungma - cao 8882 m, điểm sâu nhất: vịnh Marian - sâu 11032 m.

- “Trái đất là đường cong trơn đều” nhìn từ con tàu vũ trụ

Nếu chỗ cao bù chỗ thấp: Mặt đất gần trùng với mặt nước biển trung bình ở trạng thái yên tĩnh của các đại dương.

www.themegallery.com

2. Mặt thủy chuẩn

a. Định Nghĩa

www.themegallery.com

2. Mặt thủy chuẩn

b, Tính chất

Phương của đường pháp tuyến trùng với phương của đường dây dọi

c, Công dụng -Hình dạng MTC biểu thị tổng quát của mặt trái đất - Dùng làm mặt chuẩn để so sánh độ cao giữa các điểm trên mặt đất -MTC được dùng làm mặt chiếu khi đo vẽ bản đồ

www.themegallery.com

d, Phân loại - Khái niệm về độ cao - So sánh MTC gốc và MTC giả định

MTC gốc

MTC giả định

-Song song với MTC gốc - Độ cao tương đối là độ cao từ điểm đó đến MTC giả định. Kí hiệu hAC = HA –HC - h

-Các điểm nằm trên đó đều có giá trị độ cao bằng 0 - Độ cao tuyệt đối là khoảng cách theo đường dây dọi từ điểm đó đến MTC gốc. Kí hiệu HA

www.themegallery.com

3. Mặt Ellipxoid Trái Đất

Ellipxoid đảm bảo các điều kiện sau đây:

-Tâm Ellipxoid trùng với tâm trái đất

-Thể tích của nó bằng thể tích geoid

-Tổng bình phương chênh cao giữa mặt ellip và mặt geoid là nhỏ nhất

Ellipxoid được đặc trưng bởi các đại lượng: trục lớn a, trục bé b và độ dẹt α

www.themegallery.com

2.2. Sai số do độ cong trái đất

www.themegallery.com

1. Sai số về khoảng cách

B’ Δh B

- A,B thuộc MTC, khoảng cách AB= d - AB chiếu xuống mp là t - Sai số về khoảng cách Δd = t – d = R. tgθ – Rθ Δd= d3 /3R2 (R=6371 km)

www.themegallery.com

d (km)

Δd (cm)

Δd /d

10

0.8 1/1.220.000

50

102 1/49.000

100

821 1/12.000

-Khoảng cách <10km không phải hiệu chỉnh sai số do độ cong trái đất

www.themegallery.com

2. Sai số về độ cao

khoảng cách d.

www.themegallery.com

d(km)

Δh (mm)

0.05

0.2

0.5

314

Độ chính xác của đo chênh cao là rất cao, do vậy cần đưa sai số vào số hiệu chỉnh kết quả đo.

www.themegallery.com

2.3. Hệ tọa độ địa lý

www.themegallery.com

• Hệ tọa độ địa lý được tạo nên bởi mặt phẳng

xích đạo và mặt phẳng kinh tuyến gốc

• Một số khái niệm cơ bản - Mặt phẳng kinh tuyến  Kinh tuyến  Kinh tuyến gốc - Mặt phẳng vĩ tuyến  Vĩ tuyến  Đường xích đạo

www.themegallery.com

Kinh độ - Tây – KTG: Kinh độ tây 0o -180o kinh tây. - Đông – KTG: Kinh độ đông 0o – 180o kinh đông. Vĩ độ - Bắc – Xích đạo: Vĩ độ Bắc 0o – 90o vĩ bắc. - Nam – Xích đạo: Vĩ độ Nam 0o – 90o vĩ nam

www.themegallery.com

2.4. Khái niệm về các phép chiếu bản đồ

www.themegallery.com

• Phép chiếu mặt bằng • Phép chiếu hình nón • Phép chiếu hình trụ đứng • Phép chiếu hình trụ ngang

www.themegallery.com

1. Phép chiếu mặt bằng

www.themegallery.com

• Phép chiếu xuyên tâm với tâm chiếu là tâm trái

đất và mặt chiếu là mặt thủy chuẩn

• Đặc điểm: Các tia chiếu coi như song song,

phương chiếu trùng với phương trọng lực vào vuông góc với mp chiếu Hình chiếu không bị biến dạng và giống với thực tế

• Phạm vi: Áp dụng cho khu vực nhỏ (<10km), bỏ

qua độ cong trái đất

www.themegallery.com

2. Phép chiếu hình trụ đứng

• Trái đất tiếp xúc với hình trụ đứng theo đường xích đạo, chiếu với phép chiếu xuyên tâm và tâm chiếu là mặt trong của hình trụ đứng,

• Đặc điểm: - Kinh tuyến là những đường thẳng song song thẳng

đứng - Vĩ tuyến là những đường song song nằm ngang - Dọc theo theo đường xích đạo không có sai số

chiếu hình, sai số tăng dần về hai cực - Thích hợp để thiết kế bản đồ cho khu vực xích đạo

www.themegallery.com

3. Phép chiếu hình trụ ngang

Chia trái đất ra thành 60 múi, mỗi múi 60, đánh thứ tự từ đông sang tây từ kinh tuyến gốc

Đặc điểm: Xích đạo là đường nằm ngang, độ dài lớn hơn độ dài thực Kinh tuyến giữa múi trở thành trục đối xứng thẳng đứng vuông góc với đường xích đạo, độ dài không biến dạng

Phạm vị:Những vùng gần kinh tuyến giữa càng ít biến dạng, và ngược lại. Diện tích múi trên mặt chiếu lớn hơn diện tích thực trên mặt đất

www.themegallery.com

4.Phép chiếu hình nón

Đặc điểm: Kinh tuyến là những đường thẳng cắt nhau tại 1 điểm tạo đỉnh hình quạt - Vĩ tuyến là những đường tròn đồng tâm, có tâm là giao điểm của các đưòng kinh tuyến Dọc theo vĩ tuyến tiếp xúc không có sai số chiếu hình

Áp dụng: -Thích hợp để thiết kế bản đồ cho khu vực vĩ độ trung bình - Những vùng nằm xa vĩ tuyến tiếp xúc càng bị biến dạng nhiều, áp dụng độ vĩ từ 300 – 600 tốt nhất là 450

www.themegallery.com

Các loại lưới chiếu A,Các lưới chiếu trên thế giới

www.themegallery.com

b,Các loại lưới chiếu thông dụng ở VN - Lưới chiếu UTM - Lưới chiếu Gauss-kruger

www.themegallery.com

Lưới chiếu Gauss

x Kinh tuyến giữa

Kinh tuyến giữa

y

0

12o

Xích đạo 3o

Ellipxoid quy chiếu được chia thành 60 múi, mỗi múi 6o kinh tuyến

-Trục x là hình chiếu của kinh tuyến trục, trục y là hình chiếu của xích đạo.

Để tránh toạ độ âm toạ độ gốc được chọn là (x=0; y=500) km

-. Ví dụ: A(300,00 km; 18 490,00 km),

tức là điểm A cách xích đạo 300 km về phía Bắc và điểm A nằm ở múi thứ 18 về phía

Tây của kinh tuyến trục và cách kinh tuyến trục 10 Km.

* Giá trị kinh tuyến giữa : o= 6o x n-3o = 105o

www.themegallery.com

Lưới chiếu UTM

www.themegallery.com

Lưới chiếu UTM

www.themegallery.com

UTM

• Ellipxoid chia 60 múi tính từ kinh tuyến

1800

- Hình trụ ngang không tiếp xúc với Ellipxoid mà

cắt Elipoxoid.

• - Hình chiếu của kinh tuyến trục và xích đạo là những đường thẳng, các kinh tuyến và vĩ tuyến còn lại là những đường cong

• - Sai số chiếu hình ở ngoài biên múi chiếu nhỏ

hơn và sai số phân bố đồng đều hơn trong toàn múi so với lưới chiếu Gauss-Kruger

www.themegallery.com

UTM

• - Thường áp dụng cho khu vực có vĩ độ

80o vĩ Nam đến 84o vĩ Bắc • Gốc phân biệt vị trí bán cầu : • Bán cầu Bắc: Xo =0 Km; Yo=500 km • Bán cầu Nam: X0=10.000; Y0 = 500 km

www.themegallery.com

2.5. Hệ tọa độ

www.themegallery.com

1.Hệ tọa độ Gauss-kruger

x Kinh tuyÕn gi÷a

Kinh tuyÕn gi÷a

y

0

12o

6o XÝch ®¹o

Trục X- kinh tuyến giữa của múi Trục Y- Hình chiếu của đường xích đạo Tâm O – Tâm của trái đất Chiều dương Ox- hướng lên phía Bắc Chiều dương Oy- quay hướng đông

www.themegallery.com

X’

2.Hệ tọa độ thông dụng

O’

- Dịch chuyển trục Ox Về phía Tây 500km để XM Tránh Y<0 -X= XGauss Y= YGauss + 500km

500 km

www.themegallery.com

3.Hệ tọa độ giả định

• Hệ này là hệ tọa độ qui ước trong từng

công trình độc lập

• Tùy thuộc từng loại công trình mà có cách chọn khác nhau. Có thể trục X là hướng Bắc của địa bàn đối với công trình độc lập hoặc theo các trục chính của công trình trong xây dựng.

www.themegallery.com

2.6.Phân mảnh và đánh số bản đồ

www.themegallery.com

1.Theo kinh tuyến và vĩ tuyến

a.Tỉ lệ 1:1.000.000 Chia trái đất thành 60 múi, đánh số từ kinh tuyến 1800 từ xích đạo vòng qua Tây sang Đông. Kí hiệu: A,B,C…. Với Δφ= 40 , Δλ = 60 Vdu: Hà nội nằm kinh độ 1070 , vĩ độ 210 Hà Nội thuộc F-48

www.themegallery.com

b.Tỉ lệ 1:500.000 đến1:100.000

F-48 48

A A

B B

Tỉ lệ 1:500.000 được chia từ 1:1.000.000 thành 4 mảnh Kí hiệu: A, B, C,D Δφ= 20 , Δλ = 30 Hà Nội: F-48-D

C C

D D D

www.themegallery.com

Tỉ lệ 1:200.000

• Từ tỉ lệ

F - 48 III

VII VIII

1:1.000.000 chia 36 mảnh với Δφ= 40’ , Δλ = 10 theo các chữ số la mã I, II, III

XXXV

XXXVI

• Hà Nội F-48-D- XXXVI

www.themegallery.com

Tỉ lệ 1:100.000

Từ tỉ lệ 1:1.000.000 chia thành 144 mảnh có kí hiệu 1,2,3,4…144 Δφ= 20’ , Δλ = 30’ Hà Nội F-48-144

www.themegallery.com

Phân mảnh đánh số theo ô vuông

Phương pháp này chỉ áp dụng cho khu vực có diện tích nhỏ hơn 20km2

1 2

65 9

8 11 12

III

13 14

15 16

1:2000

1:1.000

1:500

1:5000

4-D-III

4-D-16

4-D

www.themegallery.com

2.6.Bình đồ, bản đồ và mặt cắt

www.themegallery.com

1.Bản đồ

• Bản đồ là hình ảnh thu nhỏ một khu vực rộng lớn theo một tỉ lệ nhất định rồi biểu diễn lên giấy theo một phép chiếu nào đó có tính đến ảnh hưởng của độ cong trái đất

www.themegallery.com

Phân loại bản đồ

Theo nội dung, bản đồ phân thành 2 loại • Bản đồ địa vật • Bản đồ địa hình - gồm 7 lớp ( Cơ sở toán học, lớp thủy hệ, lớp ranh giới, lớp thực vật và thổ nhưỡng, lớp dân cư, lớp giao thông, lớp địa hình)

www.themegallery.com

2.Bình đồ

• Bình đồ là hình ảnh của một khu

vực không rộng lớn được thu nhỏ theo một tỉ lệ nhất định rồi biểu diễn lên giấy theo phép chiếu mặt bằng

www.themegallery.com

So sánh bản đồ,bình đồ

Bình đồ

Bản đồ

S lớn

Bản chất

S nhỏ

Độ chính xác

Có tính đến ảnh hưởng độ cong trái đất

Không tính ảnh hưởng đến độ cong trái đất

Mức độ cụ thể

Cụ thể hơn

Mô phỏng khái quát

Đặc điểm

Biến dạng nhỏ

Biến dạng nhiều

www.themegallery.com

3.Mặt cắt địa hình

• Mặt cắt chính là giao tuyến giữa bề mặt trái đất với mặt phẳng thẳng đứng theo một hướng đã biết

• Mặt cắt chia thành 2 loại: Mặt cắt dọc và

mặt cắt ngang

• Mặt cắt dọc là lát cắt song song hoặc

trùng với tim đường

• Mặt cắt ngang là lát cắt vuông góc với

đường tim công trình

www.themegallery.com

4.Tỉ lệ bản đồ

a.Định nghĩa Là tỉ số giữa chiều dài một đoạn thẳng trên bản đồ với chiều dài nằm ngang của đoạn thẳng đó trên mặt đất. Nó được biểu diễn dưới dạng phân số có tử số là 1, mẫu số=M

www.themegallery.com

b.Tính chất

• M biểu thị mức độ thu nhỏ bản đồ về chiều

dài

• M2 thể hiện mức độ thu nhỏ bản đồ về

diện tích

www.themegallery.com

c.Phân loại

• Bản đồ tỉ lệ nhỏ và trung bình M>5.000 thể hiện khái quát địa hình trên một diện tích rộng

• Bản đồ tỉ lệ lớn M thể hiện địa

hình càng chi tiết cụ thể

www.themegallery.com

2.8. Các phương pháp biểu diễn địa hình

www.themegallery.com

1.Phương pháp biểu diễn địa vật

• Mức độ chi tiết các điểm đặc trưng phụ thuộc vào tỉ lệ bản đồ và yêu cầu thực tế của việc thành lập bản đồ

• Các loại kí hiệu: - Theo tỉ lệ: Địa vật >=3mm2 thì biểu diễn đúng kích

thước theo tỉ lệ bản đồ - Phi tỉ lệ: Đường nhỏ, hẹp - Theo tuyến: đường, dây điện - Theo màu sắc: đường đất, đường nhựa - Theo kí hiệu: chùa, miếu, UBND

www.themegallery.com

2.Phương pháp biểu diễn địa hình

a.Phương pháp kẻ vân Sử dụng nét kẻ độc lập, độ đậm nhat, chiều

dài, khoảng cách các nét kẻ

b.Phương pháp tô màu Sử dụng màu sắc, độ đậm nhạt biểu thị độ

cao thấp các điểm

c. Phương pháp đường đồng mức - Định nghĩa

www.themegallery.com

MTC

www.themegallery.com

60 m

50 m

40 m

MTC

www.themegallery.com

60 m

50 m

40m

MTC

§êng ®ång møc

www.themegallery.com

• Tính chất - Các điểm nằm trên đường bình độ có cùng H - Đường bình độ là đường cong trơn liên tục,

khép kín

- Nơi nào đường bình độ thưa thì địa hình thoải,

nơi nào bình độ dày thì địa hình dốc - Đường bình độ không bao giờ cắt nhau - Hướng vuông góc trên đường đồng mức là

hướng dốc nhất trên thực địa

www.themegallery.com

• Ý nghĩa chọn khoảng cao đều - Biểu thị độ dốc của bề mặt địa hình - Phụ thuộc tỷ lệ bản đồ - Độ dốc càng lớn h càng tăng, tỷ lệ bản đồ lớn h

nhỏ.

• Phân loại: - Đường đồng mức cái - Đường đồng mức con - Đường đồng mức phụ

www.themegallery.com

• Một số dạng địa hình - Núi - Ao, hồ - Đường phân thủy - Đường tụ thủy - Yên Ngựa

www.themegallery.com

DEM

• DEM là mô hình số độ cao, được xây dựng bởi các điểm độ cao tạo nên mô hình số 3D

• DEM

www.themegallery.com

2.9.Các đơn vị thường dùng

www.themegallery.com

• Đơn vị đo chiều dài: m, cm, dm, km… • Đơn vị đo thể tích, dung tích • Đơn vị đo diện tích: km2 mm2 • Đơn vị đo góc - Hệ độ, phút, giây - Hệ Grad 3600 =400 gr, 1gr=54’ 100’gr= 1c, 1’gr=100’’gr= cc - Hệ radian 1rad=ρ0

www.themegallery.com

= 3438

=

= 206265

=

www.themegallery.com