Giáo trình Trắc địa (Nghề: Kỹ thuật xây dựng - TC/CĐ) - Trường Cao đẳng nghề Xây dựng

Chia sẻ: Lạc Vũ Chi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:67

Thêm vào BST

Báo xấu

17
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Trắc địa (Nghề: Kỹ thuật xây dựng - TC/CĐ) được kết cấu thành 5 bài, trình bày những nội dung về: bài 1 - Sử dụng bản đồ, mặt cắt địa hình; bài 2 - Đo góc và thiết bị đo góc, bài 3 - Đo cao và thiết bị đo cao, bài 4 - Đo dài và thiết bị đo dài, bài 5 - Đo đạc phục vụ thi công;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Trắc địa (Nghề: Kỹ thuật xây dựng - TC/CĐ) - Trường Cao đẳng nghề Xây dựng

NG NG HH GH GH EE HE HE XXA E XXA E XXA AYY AYY AYY DD DD DD UU UU UU NN NN NN GG GG GG TTR TTR TTR RU RU RU UO UO ON ON NG NG GC GC CA CA AOO AOO DD DD AAN AAN NG NG G NN G NN 1 GG GG HH HH HH EE EE EE XXA XXA XXA BỘ XÂY DỰNG AYY AYY AYY GIÁO TRÌNH DD DD DD UU UU UU MÔN HỌC: TRẮC ĐỊA NN NN NN GG GG GG NGHỀ: KỸ THUẬT XÂY DỰNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ XÂY DỰNG TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP, CAO ĐẲNG TTR TTR TTR RU RU RU UO UO ON ON NG NG GC GC CA CA AOO AOO DD DD AAN AAN NG NG G N G N
NG NG HH GH GH EE HE HE XXA E XXA E XXA AYY AYY AYY DD DD DD UU UU UU NN NN NN GG GG GG TTR TTR TTR RU RU RU UO UO ON ON NG NG GC GC CA CA AOO AOO DD DD AAN AAN NG NG G NN G NN GG GG HH HH HH EE EE EE XXA XXA XXA AYY AYY AYY DD DD DD UU UU UU NN NN NN GG GG GG TTR TTR TTR RU RU RU UO UO ON ON NG NG GC GC CA CA AOO AOO DD DD AAN AAN NG NG G N G N
NG NG HH GH GH EE HE HE XXA E XXA E XXA AYY AYY AYY DD DD DD UU UU UU NN NN NN GG GG GG TTR TTR TTR RU RU RU UO UO ON ON NG NG GC GC CA CA AOO AOO DD DD AAN AAN NG NG G NN G NN 1 GG GG HH HH HH EE EE EE XXA XXA XXA AYY AYY AYY DD DD DD UU UU UU NN NN NN GG GG GG TTR TTR TTR RU RU RU UO UO ON ON NG NG GC GC CA CA AOO AOO DD DD AAN AAN NG NG G N G N
NG NG HH GH GH EE HE HE XXA E XXA E XXA AYY AYY AYY DD DD DD UU UU UU NN NN NN GG GG GG TTR TTR TTR RU RU RU UO UO ON ON NG NG GC GC CA CA AOO AOO DD DD AAN AAN NG NG G NN G NN GG GG HH HH HH EE EE EE XXA XXA XXA AYY AYY AYY DD DD DD UU UU UU NN NN NN GG GG GG TTR TTR TTR RU RU RU UO UO ON ON NG NG GC GC CA CA AOO AOO DD DD AAN AAN NG NG G N G N
RU RU TTR TTR GG GG LỜI NÓI ĐẦU NN NN UU UU Sự phát triển của nền đại công nghiệp trong đó có ngành điện năng, luyện DD DD kim ... đã đặc cho ngành trắc địa công trình nhiều nhiệm vụ: Trắc đạc phải đi đầu AYY AYY trong việc khảo sát, thi công, lắp ráp, và nghiệm thu các công trình xây dựng. XXA XXA - Trong quy hoạch, thiết kế và xây dựng công trình: E EE HE HH GH GG Đối với ngành xây dựng, trắc đạc luôn giử vị trí quan trọng hàng đầu, có thể NG NN N thấy rỏ điều này khi nghiên cứu các giai đoạn để thực hiện một công trình: một con G G NG NG đường quốc lộ, một chiếc cầu, một trạm thủy điện, một chung cư.... AAN AAN Để thực hiện được một công trình trên mặt đất, công việc phải lần lượt trải DD DD qua 5 giai đoạn qui hoạch, khảo sát, thiết kế, thi công và nghiệm thu: AOO AOO + Ở giai đoạn qui hoạch : Thí dụ qui hoạch thủy lợi người kĩ sư phải sử dụng CA CA GC GC những bản đồ tỉ lệ nhỏ, trên đó sẽ vạch ra các phương án xây dựng công trình, vạch NG NG ra kế hoạch tổng quát nhất về khai thác và sử dụng công trình. ON ON UO UO + Ở giai đoạn khảo sát : người kĩ sư phải biết đề xuất các yêu cầu đo vẽ bản đồ tỉ RU RU lệ lớn tại những khu vực ở giai đoạn qui hoạch dự kiến xây dựng công trình. TTR TTR + Ở giai đoạn thiết kế : người kĩ sư phải có kiến thức về trắc đạc để tính toán thiết kế các công trình trên bản đồ, vẽ các mặt cắt địa hình. GG GG NN NN + Ở giai đoạn thi công : người kĩ sư phải có kiến thức và kinh nghiệm về công tác UU UU trắc đạc để đưa công trình đã thiết kế ra mặt đất, theo dỏi tiến độ thi công hằng DD DD AYY AYY ngay. XXA XXA + Ở giai đoạn nghiệm thu và quản lý công trình : là giai đoạn cuối cùng, người kĩ E EE sư phải có hiểu biết về công tác đo đạc kiểm tra lại vị trí, kích thước của công trình HE HH GH đã xây dựng, áp dụng một số phương pháp trắc lượng để theo dỏi sự biến dạng của GG NG NN công trình trong quá trình khai thác và sử dụng. N G G NG NG + Đối với công tác quản lý tài nguyên thiên nhiên: AAN AAN Các loại bản đồ địa hình rất cần thiết cho công tác thăm dò, sử dụng và quản DD lý các tài nguyên thiên nhiên. Công tác tổ chức quản lý và khai thác các nguồn tài DD AOO AOO nguyên thiên nhiên của một quốc gia. CA CA GC GC Các giai đoạn khảo sát thiết kế, thi công và vận hành công trình đều cần tới NG NG công tác trắc đạc hoặc những thành quả của nó. ON ON UO UO * Các công tác đều được xây dựng theo căn bản thiết kế. Nếu sử dụng các RU RU TTR TTR bản thiết kế định hình thì công tác thiết kế tiến hành thành hai giai đoạn: thiết kế nhiệm vụ và bản vẽ thi công. Để lập bản thiết kế nhiệm vụ phải tiến hành khảo sát kinh tế kỹ thuật, trong đó có khảo sát Trắc đạc mà chủ yếu là việc lập bình đồ tỉ lệ GG GG lớn 1/10.000; 1/5.000, để lập thiết kế kỹ thuật và bản vẽ phải có bình đồ tỉ lệ NN NN UU UU 1/2000; 1/1000. DD DD AYY AYY 1 XXA XXA EE EE HH HH
RU RU TTR TTR GG GG * Trong công tác qui hoạch, có qui hoạch mặt bằng và qui hoạch độ cao. Qui NN NN hoạch mặt bằng được tiến hành bằng phương pháp giải tích dựa vào các công trình UU UU DD DD đã có, trong đó độ cao và tọa độ các góc nhà và công trình được xác định từ các AYY AYY mốc trắc địa. Phương pháp đồ giải dựa vào các số liệu đo trực tiếp trên bình đồ địa XXA XXA hình. Qui hoạch độ cao và tính toán khối lượng đào đắp được tiến hành trên bình đồ và mặt cắt địa hình. E EE HE HH GH * Trắc đạc thi công công trình được tiến hành theo hai giai đoạn: GG NG NN N - Thi công trục chính và trục cơ bản. G G NG NG - Thi công các trục phụ và các yếu tố thành phần công trình. AAN AAN DD DD Các trục chính và trục cơ bản được bố trí dựa vào các mốc trắc địa. Các trục AOO AOO này về sau sẽ là cơ sở để thi công các trục phụ và các chi tiết công trình. Cần chú ý CA CA là chất lượng thi công phụ thuộc rất lớn vào công tác đo dạc. GC GC * Sau khi hoàn thành công trình cần tổ chức đo vẽ nghiệm thu để lập tổng NG NG ON ON bình đồ hoàn công cần thiết cho việc vận hành công trình. UO UO RU RU * Việc quan sát biến dạng công trình (lún) bằng các phương pháp Trắc đạc TTR TTR phải tiến hành một cách có hệ thống từ lúc đào móng cho đến quá trình vận hành. Với tầm quan trọng của trắc địa như trên, bài giảng môn Kỹ thuật đo đạc GG GG nhằm trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản về dụng cụ, phương pháp đo NN NN đạc các yếu tố cơ bản; Đo vẽ bản đồ, bình đồ và sử dụng bản đồ, bình đồ; Các kiến UU UU DD DD thức cơ bản về đo đạc công trình. AYY AYY Bài giảng môn Trắc Đạc được biên soạn tổng hợp từ nhiều sách và giáo trình XXA XXA của nhiều tác giả nhằm phục vụ cho việc giảng dạy môn Trắc đạc cho sinh viên các E EE HE ngành kỹ thuật như: xây dựng dân dụng & công nghiệp, cấp thoát nước... HH GH GG NG Nội dung bài giảng gồm có 5 bài như sau: NN N G G Bài 1. Sử dụng bản đồ, mặt cắt địa hình NG NG AAN AAN Bài 2: Đo góc và thiết bị đo góc DD Bài 3: Đo cao và thiết bị đo cao DD AOO AOO CA CA Bài 4: Đo dài và thiết bị đo dài GC GC Bài 5: Đo đạc phục vụ thi công. NG NG ON ON Bài giảng được soạn từ nhiều giáo trình nên không tránh khỏi những thiếu UO UO RU RU sót. Tác giả rất mong những ý kiến đóng góp, phê bình của các bạn đồng nghiệp và TTR TTR các bạn sinh viên có tham khảo bài giảng này. GG GG NN NN UU UU DD DD AYY AYY 2 XXA XXA EE EE HH HH
RU RU TTR TTR GG GG BÀI 1. SỬ DỤNG BẢN ĐỒ, MẶT CẮT ĐỊA HÌNH NN NN UU UU DD DD 1. Những đơn vị thường dùng trong trắc địa AYY AYY XXA XXA Trong trắc địa phải đo các đại lượng hình học như chiều dài, góc, diện tích, thể tích... và các đại lượng vật lý như gia tốc trọng trường, thời gian, các yếu tố khí tượng. E EE HE HH GH 1.1. Đơn vị đo dài GG NG NN N Năm 1791, Tổ chức đo lường Quốc tế lấy đơn vị đo dài là mét với quy định: “Một mét G G NG NG là chiều dài tương ứng với 4.10-7 chiều dài kinh tuyến đi qua Pari” và chế tạo một thước AAN AAN chuẩn có độ dài 1m bằng thép không gỉ, có độ giãn nở rất nhỏ đặt ở Viện đo lường Pari. DD DD Sau thế kỷ XIX, độ chính xác của thước chuẩn không còn đáp ứng được yêu cầu AOO AOO đo lường các phần tử vô cùng nhỏ. Năm 1960 quy định lại “Một mét là chiều dài bằng CA CA 1.650.763,73 chiều dài của bước sóng bức xạ trong chân không của nguyên tử Kripton- GC GC 86, tương đương với quỹ đạo chuyển rời của điện tử giữa hai mức năng lượng 2P 10 và NG NG 5d5” ON ON UO UO 1m = 10dm = 100cm = 1000mm = 1000.000m = 1000.000.000Nm RU RU TTR TTR Ngoài ra một số nước còn dùng đơn vị đo dài khác: 1foot = 0,3048m, 1inch = 25,3mm, dặm và hải lý. GG GG 1.2. Đơn vị đo góc NN NN Trong Trắc địa thường dùng ba hệ đơn vị đo góc là Radian, độ và grad. UU UU DD DD - Rad là độ lớn của góc được tính bằng tỷ số giữa chiều chài cung chắn bởi góc và AYY AYY bán kính vòng tròn: 1800 =  rad XXA XXA - Độ là góc ở tâm đường tròn chắn một cung tròn có chiều dài bằng 1/360 chu vi E EE HE hình tròn. 10 = 60’ = 3600’’ HH GH GG NG - Grad là góc ở tâm đường tròn chắn một cung tròn có chiều dài bằng 1/400 chu vi NN N hình tròn. 1g = 100c = 10000cc G G NG NG - Quan hệ giữa các đơn vị đo góc: 1 góc tròn = 2  rad = 3600 = 400g AAN AAN DD - Đơn vị đo diện tích thường dùng là m2, km2, ha: 1km2 = 106m2; 1ha = 104m2 DD AOO AOO 2. Hệ tọa độ thường dùng trong trắc địa CA CA GC GC 2.1. Hệ tọa độ địa lý NG NG a. Hình dáng thật của quả đất ON ON UO UO Mặt ngoài của quả đất có dạng ghồ ghề, phức tạp bao gồm các đại dương và RU RU TTR TTR lục địa, trong đó biển đã chiếm tới 71%; còn lục địa chỉ có 29%. Chênh lệch độ cao giữa đỉnh núi cao nhất Chomoluma +8.882m và hố sâu nhất Marian -11.032m khoảng 20km, so với bán kính trung bình trái đất là 6.371km GG GG NN NN 1 hMax 20 10 = =  UU UU DD DD T R 6371 3000 AYY AYY 3 XXA XXA EE EE HH HH
RU RU TTR TTR GG GG Hình dung thu nhỏ trái đất như một quả cầu R = 3m thì vết gợn lớn nhất trên NN NN quả cầu là 1cm. Vì vậy có thể coi mặt trái đất là một bề mặt nhẵn. UU UU DD DD AYY AYY XXA XXA E EE HE HH GH GG NG NN N G G NG NG AAN AAN DD DD AOO AOO Hình 1.1 CA CA Trong thực tế, Trái đất có hai cực là băng và do quá trình nóng lên của trái GC GC đât, trái đất bị dẹt đều ở 2 cực. Vì vậy trái đất có hình bầu dục. NG NG ON ON UO UO RU RU TTR TTR GG GG NN NN UU UU DD DD AYY AYY XXA XXA Hình 1.2. Khối Elipxoid trái đất E EE HE Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng: “ Độ lồi lõm trung bình trên bề mặt trái HH GH GG đất gần trùng với mặt nước đại dương ở trạng thái trung bình, yên tĩnh xuyên qua NG NN N các lục địa, hải đảo làm thành một vòng khép kín”. Và gọi là mặt nước gốc( MNG) G G NG NG hay còn gọi là mặt Geoid. AAN AAN Mực nước gốc có tính chất thẳng góc với phương của dây dọi. Phương dây DD dọi lại phụ thuộc vào sức hút của trọng trường, tức phụ thuộc vào sự phân bố vật DD AOO AOO chất trong các lớp vỏ trái đất dẫn đến phương dây dọi không hội tụ về tâm. Mặt CA CA GC GC Geoid lượn sóng( không biểu diễn theo dạng toán học) NG NG Trong thực tế không xác định được chuẩn mặt Geoid mà chỉ xác định được ON ON gần đúng Kvazigeoid. UO UO RU RU Tuy nhiên cả 2 mặt Geoid và Kvazigeoid đều không phải dạng toán học, TTR TTR trong khi đó các số liệu Trắc địa đều xử l trên bề mặt toán học. Vì vậy dùng mọt mặt toán học gần với hai mặt đó là khối Elip tròn xoay, hay còn gọi là khối GG GG Elipxoid, được đặc trưng bởi 2 bán trục: Bán trục lớn a, bán trục nhỏ b và độ dẹt  . NN NN UU UU DD DD AYY AYY 4 XXA XXA EE EE HH HH
RU RU TTR TTR GG GG a−b = NN NN UU a UU DD DD Để có mặt bầu dục xoay gần giống với mặt nước gốc ở Quốc gia mình thì mỗi AYY AYY nước đều chọn một mặt elipsoit cục bộ. XXA XXA Hình bầu dục xoay có ý nghĩa quốc tế nhất là do nhà bác học Nga Krasowski tìm E EE HE ra năm 1940 với kết quả: HH GH GG NG a = 6378245m NN N G G NG NG b = 6356.863m AAN AAN  = 1/298,3 và R = 6371,11 km. DD DD b. Hệ tọa độ địa lý AOO AOO CA CA Hệ tọa độ địa lý lấy mặt Geoid có dạng mặt Ellipsoid làm mặt chiếu và lấy GC GC phương dây dọi làm đường chiếu. NG NG ON ON Đường tọa độ cơ bản của hệ tọa độ địa lý là kinh tuyến và vĩ tuyến. UO UO RU RU Kinh tuyến là giao tuyến của mặt phẳng đi qua trục quay trái đất PP1 và mặt TTR TTR Ellipsoid. Kinh tuyến gốc là kinh tuyến đi qua đài Thiên văn Greenwich ở ngoài ô GG GG NN NN London. UU UU DD DD AYY AYY XXA XXA E EE HE HH GH GG NG NN N G G NG NG AAN AAN DD DD AOO AOO CA CA GC GC Hình 1.3 NG NG ON ON Vĩ tuyến là giao tuyến của mặt phẳng vuông góc với trục quay trái đất và mặt UO UO RU RU Ellipsoid. TTR TTR Vĩ tuyến gốc chính là đường xích đạo. Độ kinh và độ vĩ địa lý được xác định từ kết quả đo thiên văn nên tọa độ địa GG GG lý còn được gọi là tọa độ thiên văn. NN NN UU UU Trong giai đoạn thiết kế và thi công công trình, người kỹ sư xây dựng phải DD DD AYY AYY 5 XXA XXA EE EE HH HH
RU RU TTR TTR GG GG biết toạ độ (x, y) thiết kế của công trình là bao nhiêu rồi tiếp theo phải bố trí công NN NN trình ở ngoài thực địa đúng như vị trí đã cho trong bản thiết kế. Mọi sai lầm có liên UU UU DD DD quan đến toạ độ (x,y), tức là có liên quan đến vị trí, kích thước của công trình, hoặc AYY AYY do thiết kế gây ra, hoặc do thi công gây ra đều làm cho xã hội gánh chịu tổn thất rất XXA XXA nặng nề, nghiêm trọng. E EE HE HH GH GG NG NN N G G NG NG AAN AAN DD DD AOO AOO CA CA GC GC NG NG ON ON UO UO RU RU TTR TTR Hình 1.8 GG GG Hình 1.4 NN NN Trước hết cần thấy rằng khái niệm về toạ độ (x, y) có trên các tờ bản đồ địa UU UU DD DD hình Quốc gia (trong trắc địa) khác với khái niệm thông thường trong toán học. AYY AYY Chẳng hạn: trong hệ toạ độ vuông góc phảng Đề các ( trong toán học) có trục x XXA XXA nằm ngang, trục y thẳng đứng. Nhưng trong hệ toạ độ vuông góc phẳng Gauss- Kruger hoặc hệ toạ độ vuông góc phẳng UTM-VN2000 (trong trắc địa) lại có trục x E EE HE HH GH thẳng đứng, trục y nằm ngang…. GG NG NN Trong ngành trắc địa – bản đồ trên thế giới và ngay cả ở Việt Nam, qua các N G G thời kỳ khác nhau cũng đã từng tồn tại nhiều loại hệ toạ độ vuông góc phẳng khác NG NG AAN AAN nhau. Vào nữa cuối thế kỷ 20, Việt Nam chính thức sử dụng hệ toạ độ vuông góc DD phẳng Gauss-Kruger và được gọi là hệ toạ độ vuông góc phẳng Gauss-Kruger- DD AOO AOO HN72 (Hà Nội 1972). Vừa qua chính phủ đã ban hành quyết định sử dụng hệ quy CA CA chiếu và hệ toạ độ Quốc gia Việt Nam mới, có hiệu lực thi hành kể từ ngày 12 GC GC tháng 08 năm 2000 và được gọi là hệ toạ độ vuông góc phẳng UTM-VN2000 NG NG (Universal Transversal Mecators - Việt Nam 2000). ON ON UO UO 2.2. Hệ tọa độ tọa độ phẳng RU RU TTR TTR a. Phép chiếu Gauss và hệ tọa độ phẳng vuông góc Gauss – Kruger + Phép chiếu Gauss GG GG Để thể hiện một khu vực lớn trên bê mặt trái đất lên mặt phẳng người ta sử NN NN UU UU dụng phép chiếu Gauss. DD DD AYY AYY 6 XXA XXA EE EE HH HH
RU RU TTR TTR GG GG Phép chiếu Gauss là phép chiếu hình trụ ngang đầu góc. NN NN UU UU Trong phép chiếu Gauss, trái đất được chia thành 60 múi chiếu 6 0 mang số DD DD thứ tự từ 1 đến 60 kể từ tuyến gốc Greenwich sang đông, vòng qua tây bán cầu rồi AYY AYY trở về kinh tuyến gốc (Hình 1.1). Mỗi múi chiếu được giới hạn bởi kinh tuyến tây XXA XXA và kinh tuyến đông. Kinh tuyến giữa của các múi chiếu được gọi là kinh tuyến trục, E EE chia múi chiếu làm hai phần đối xứng (H.1.5). Độ kinh địa lý của các tuyến tây, HE HH GH đông và giữa các múi chiếu 60 thứ n được tính theo công thức sau: GG NG NN N  = 60 (n – 1);  D = 60 n;  truc = 60n - 30 (1.2) G G NG NG T AAN AAN Trong đó: n – là số thứ tự của múi chiếu DD DD + Phép chiếu hình trụ ngang AOO AOO CA CA GC GC NG NG ON ON UO UO RU RU TTR TTR GG GG NN NN UU UU Hình 1.5 Hình 1.6 DD DD AYY AYY Ngoài ra trong thực tế còn XXA XXA sử dụng hệ thống tọa độ giả định E EE HE có trục X nằm gần khu đo, gốc tọa HH GH độ nằm ở góc tây nam khi đo GG NG NN N (Hình 1.7) G G NG NG AAN AAN DD DD AOO AOO CA CA GC GC NG NG ON ON UO UO Hình 1.7 RU RU TTR TTR + Hệ thống tọa độ vuông góc phẳng Gauss-Kruger Mỗi múi chiếu là một tọa độ phẳng vuông góc. Để không có trị số hoành độ GG GG âm, thuận lợi cho việc tính toán, người ta qui ước chuyển trục X về bên trái 500km NN NN (Hình 1.9). Tung độ có trị số dương kể từ gốc tọa độ 0 về phía bắc và trị số âm từ UU UU DD DD AYY AYY 7 XXA XXA EE EE HH HH
RU RU TTR TTR GG GG gốc tọa độ về phía nam. Trái đất chia thành 60 múi chiếu 60 nên có 60 múi tọa độ. NN NN Để chỉ rõ tọa độ của một điểm trên mặt đất nằm múi tọa độ nào người ta ghi bên UU UU DD DD trái hoành độ số thứ tự của các múi chiếu. AYY AYY XXA XXA Ví dụ: tọa độ của điểm M là ( 20.209km, 18, 18.646km) có nghĩa là M nằm ở E EE HE nửa bên phải múi tọa độ thứ 18, cách xích đạo về phía Bắc 20.209km và cách kinh HH GH GG tuyến trục của phía bắc 2.209km và cách kinh tuyến trục của múi thứ 18 một NG NN N khoảng bằng 18.646km (Hình 1.8). G G NG NG AAN AAN DD DD AOO AOO CA CA GC GC NG NG ON ON UO UO RU RU TTR TTR GG GG NN NN UU UU DD DD AYY AYY Hình 1.8 XXA XXA Nước ta nằm ở Bắc bán cầu, trên múi tọa độ thứ 48, 49,50 nên có trị số X E EE HE HH luôn luôn dương và Y có giá trị cả âm và dương, vì vậy để thuận lợi ho việc tính GH GG NG toán nước ta sử dụng hệ tọa độ vuông góc đẩy lùi trục X sang về phía Tây 500km. NN N Để tiện cho việc sử dụng bản đồ địa hình, tại khu vực biên giáp nhau giữa hai múi G G NG NG chiếu thường thể hiện cả hai lưới tọa độ rộng bằng một mạnh bản đồ ở mỗi bên. AAN AAN DD DD Hệ tọa độ Gauss ở Việt Nam được thành lập năm 1972 được gọi là hệ tọa độ AOO AOO Nhà nước Hà Nội – 72. Hệ này chọn Ellipsoid quy chiếu Krasovski. Gốc tọa độ đặt CA CA tại đài thiên văn Punkovo (Liên Xô cũ), truyền tọa độ tới Việt Nam thông qua lưới GC GC tọa độ quốc gia Trung Quốc. NG NG ON ON b. Phép chiếu và hệ tọa độ vuông góc phẳng UTM – VN.2000 UO UO - Phép chiếu UTM RU RU TTR TTR Phép chiếu UTM (Universal Transverse Mecator) cũng là phép chiếu hình trụ ngang đồng góc nhưng không tiếp xúc với mặt Ellipsoid tại kinh tuyến trục như GG GG trong phép chiếu Gauss mà cắt nó như trong phép chiếu Gauss mà cắt nó theo hai NN NN cát tuyến cách đều kinh tuyến trục 180km (Hình 1.9). UU UU DD DD AYY AYY 8 XXA XXA EE EE HH HH
RU RU TTR TTR GG GG NN NN UU UU DD DD AYY AYY XXA XXA E EE HE HH GH GG NG NN N G G NG NG AAN AAN DD DD AOO AOO CA CA Hình 1.9 GC GC Hệ số biến dạng chiều dài m = 1 trên hai cát tuyến, m = 0,9996 trên kinh NG NG ON ON tuyến trục và m > 1 ở vùng biên múi chiếu. Cách chiếu như vậy sẽ giảm được sai số UO UO biến dạng ở gần biên và phân bố đều trong phạm vi múi chiếu 60. Đây chính là ưu RU RU TTR TTR điểm của phép chiếu UTM so với phép chiếu Gauss. - Hệ tọa độ thẳng vuông góc UTM GG GG Trong hệ tọa độ thẳng vuông góc UTM trục tung được ký hiệu là X hoặc N NN NN (viết tắt của chữ North là hướng Bắc), trục hoành được ký hiệu là Y hoặc E (viết tắt UU UU DD DD của chữ East là hướng Đông). Hệ tọa độ này cũng qui ước chuyển trục X về bên AYY AYY trái cách kinh tuyến trục 500km (Hình 1.12). Còn trị số qui ước của gốc tung độ ở XXA XXA bắc bán cầu cũng là 0, ở nam bán cầu là 10.000km, có nghĩa là gốc 0 tung độ ở nam E EE bán cầu được dời xuống đỉnh nam cực. HE HH GH GG Nước ta nằm ở bắc bán cầu nên dù tính theo hệ tọa độ Gauss hay hệ tọa độ NG NN N UTM thì gốc tọa độ cũng như nhau. Hiện nay tại các tỉnh phía nam vẫn còn sử G G NG NG dụng các loại bản đồ do Cục Bản đồ của quân đội Mỹ sản xuất trước năm 1975 AAN AAN theo phép chiếu và hệ tọa độ UTM, lấy Ellipsoid Everest làm Ellipsoid quy chiếu, DD có điểm gốc tại Ấn Độ. DD AOO AOO Bắt đầu từ giữa năm 2001 nước ta chính thức đưa vào sử dụng hệ tọa độ CA CA quốc gia VN–2000 thay cho hệ tọa độ Hà Nội-72. Hệ tọa độ quốc gia VN–2000 sử GC GC NG NG dụng phép chiếu UTM, Ellipsoid WGS-84 và gốc tọa độ đặt tại Viện nghiên cứu ON ON Địa chính Hà Nội. UO UO RU RU 2.3. Độ cao và hiệu độ cao TTR TTR MNG là mặt nước đại dương trung bình ở trạng thái yen tĩnh trải dài xuyên qua các lục địa, đại dương và các hải đảo tạo thành một mặt cong khép kín.Coi độ GG GG cao H MNG = 00 , độ cao chuẩn. NN NN UU UU Trong ngành Trắc địa, mực nước gốc hay còn gọi là mực thủy chuẩn được DD DD AYY AYY 9 XXA XXA EE EE HH HH
RU RU TTR TTR GG GG dùng làm mặt chiếu khi đo lập bản đồ và cũng được dùng làm mặt so sánh độ cao NN NN giữa các điểm trên mặt đất. Mỗi Quốc gia đều qui ước một mặt thủy chuẩn có độ UU UU DD DD cao là 0m cho nước đó và được gọi là mặt thủy chuẩn gốc, nó được dùng làm cơ sở AYY AYY so sánh độ cao trên toàn bộ lãnh thổ của nước đó. XXA XXA Thí dụ ở Việt Nam dùng mặt thủy chuẩn gốc ở Hòn Dấu, Đồ Sơn. Độ cao E EE của một điểm trên mặt đất là khoảng cách tính theo đường dây dọi từ điểm đó tới HE HH GH mặt thủy chuẩn gốc. GG NG NN N Những điểm nằm phía trên mặt nước gốc có độ cao dương (+) ví dụ điểm A, B. G G NG NG Những điểm nằm phía dưới mặt nước gốc có độ cao âm (-) . AAN AAN DD DD Khoảng cách từ A tới mặt nước gốc là HA: đó là độ cao tuyệt đối của điểm A. AOO AOO Khoảng cách từ A tới mặt nước gốc quy ước là H ‘A = 0 : được gọi là độ cao CA CA tương đối của điểm A. GC GC NG NG Khoảng cách từ B tới mặt nước gốc quy ước là H‘B = 0: được gọi là độ cao ON ON tương đối của điểm B. UO UO RU RU TTR TTR GG GG NN NN UU UU DD DD AYY AYY XXA XXA E EE HE HH GH GG NG NN N Hình 1.10 G G NG NG Chênh lệch độ cao giữa A và B là đoạn H A - HB : được gọi là hiệu độ cao AAN AAN giữa A và B và được ký hiệu bằng: hAB. DD Bản đồ của Việt Nam đều dùng hệ thống độ cao lấy từ mặt thủy chuẩn gốc ở DD AOO AOO Đồ Sơn. Khi đo vẽ ở những khu vực hẻo lánh có diện tích nhỏ, chúng ta có thể CA CA GC GC dùng mặt nước gốc giả định, tức là dùng hệ thống độ cao giả định. Lúc ấy toàn bộ NG NG độ cao tính được gọi là độ cao tương đối. ON ON UO UO Mực nước giả định hay còn gọi là mực nước gốc quy ước MNGQƯ là mực RU RU nước song song với MNG và sẽ có độ cao chọn. Ví dụ khi đo vẽ bản đồ một khu TTR TTR vực hẻo lánh, người ta có thể gán cho một điểm đặc biệt nào đó một độ cao tùy ý và từ đó mọi điểm trong công trường đều lấy độ cao từ điểm vừa cho trên. GG GG NN NN UU UU DD DD AYY AYY 10 XXA XXA EE EE HH HH
RU RU TTR TTR GG GG NN NN UU UU 3. Khái niệm bản đồ, bình đồ và mặt cắt địa hình DD DD 3.1. Bản đồ AYY AYY XXA XXA Bản đồ là hình chiếu thu nhỏ và được khái quát hóa một phần bề mặt rộng lớn bề mặt quả đất lên mặt phẳng nằm ngang theo phép chiếu hình bản đồ với E EE HE HH GH những quy tắc biên tập khoa học. Bản đồ thường sử dụng hệ tọa độ cầu, hệ độ cao GG NG GPS hoặc hệ tọa độ, độ cao Nhà nước. NN N G G NG NG AAN AAN DD DD AOO AOO CA CA GC GC NG NG ON ON UO UO RU RU TTR TTR GG GG NN NN UU UU DD DD AYY AYY XXA XXA E EE HE HH GH GG NG NN N G G NG NG AAN AAN Hình 1.11. Bản đồ Thế giới DD Theo mục đích sử dụng bản đồ được chia làm 3 loại: DD AOO AOO CA CA + Bản đồ phổ thông (Các loại bản đồ TG, Bản đồ Châu lục, Bản đồ khu GC GC vực…dùng để giảng dạy ở phổ thông, dùng thông dụng cho tất cả mọi người yêu NG NG ON ON cầu độ chính xác thấp chỉ đúng hình dạng; UO UO + Bản đồ địa hình là bản đồ địa lý (Là cơ sở, nền tảng của tất cả các loại bản đồ); RU RU TTR TTR + Bản đồ chuyên đề là bản đồ thể hiện chuyên đề chính trên nền cơ sở địa lý ( VD: Bản đồ địa chính, Bản đồ địa chất, Bản đồ dân cư, Bản đồ thực vật, Bản đồ GG GG giao thông… dùng để nghiên cứu, sử dụng ch từng lĩnh vực, nghề nghiệp nhất định NN NN yêu cầu độ chính xác cao). UU UU DD DD AYY AYY 11 XXA XXA EE EE HH HH
RU RU TTR TTR GG GG Theo tỷ lệ, bản đồ được chia thành 3 loại: NN NN UU UU 1 1 + Bản đồ tỷ lệ nhỏ:  DD DD 1000.000 250.000 AYY AYY XXA XXA 1 1 + Bản đồ tỷ trung bình:  100.000 25.000 E EE HE HH GH 1 1 + Bản đồ tỷ lệ lớn:  GG NG 10.000 200 NN N G G 3.2. Bình đồ NG NG AAN AAN Khác với bản đồ, bình đồ biểu thị một khu vực nhỏ theo phép chiếu đơn DD DD giản, nghĩa là coi mặt quy chiếu tọa độ và độ cao là mặt phẳng nằm ngang. Bình đồ AOO AOO thường có tỷ lệ lớn và được ứng dụng nhiều trong trắc địa công trình, ví dụ: Bình CA CA đồ của khu vực xây dựng, một tuyến giao thông, thủy lợi.... Tùy theo yêu cầu sử GC GC dụng mà bình đồ có thể sử dụng hệ tọa độ độ, độ cao Nhà nước hoặc giả định độc NG NG ON ON lập, hình 1.2. UO UO 3.3. Mặt cắt địa hình RU RU TTR TTR Mặt cắt địa hình là hình chiếu của mặt cắt dọc hoặc mặt cắt ngang của một tuyến địa hình lên mặt phẳng thẳng đứng. Tương ứng ta được Mặt cắt dọc hoặc mặt GG GG cắt ngang của tuyến địa hình (hình 1.3 và hình 1.4). NN NN UU 4. Tỷ lệ bản đồ và cách sử dụng bản đồ UU DD DD 4.1. Tỷ lệ bản đồ AYY AYY XXA XXA Tỉ lệ bản đồ là tỉ số giữa chiều dài một đoạn thẳng trên bản đồ với chiều dài nằm ngang của đoạn thẳng đó ngoài mặt đất. E EE HE HH GH Tỉ lệ bản đồ được biểu diễn dưới dạng một phân số có tử bằng 1 và mẫu số GG NG NN M. M được chọn là những số chẵn như: 100, 200, 500, 1000, 2000, 5000, 10.000, N G G ... để dễ dàng cho việc nội suy. NG NG AAN AAN + Bản đồ tỉ lệ nhỏ: có M khoảng 10.000, 25.000 hay nhỏ hơn. DD + Bản đồ tỉ lệ lớn hay còn gọi là bình đồ có M khoảng 100, 500, 1000, 5000, DD AOO AOO .... Bản đồ tỉ lệ càng lớn thì trên bản đồ càng thể hiện được nhiều chi tiết địa hình, CA CA GC GC địa vật, ngược lại tỉ lệ càng nhỏ thì địa hình và địa vật chỉ thể hiện khái quát. NG NG Bản đồ tỉ lệ lớn rất tốt cho người sử dụng vì nó thể hiện mặt đất rất giống ON ON UO UO thực tế. Song khi tỉ lệ bản đồ càng lớn thì công đo vẽ rất lớn; giá thành bản đồ sẽ RU RU tăng lên, mặt khác không thể chọn tỉ lệ bản đồ một cách tùy tiện, kích thước tờ bản TTR TTR đồ sẽ tăng lên khi tỉ lệ càng lớn, gây bất tiện cho người sử dụng. Vì những lí do trên mà khi quyết định chọn tỉ lệ đo vẽ cho một khu vực cần GG GG phải cân nhắc giữa những chi tiết nhỏ nhất của công trình có thể thể hiện được trên NN NN UU UU bản đồ với qui mô kích thước của tờ bản đồ. Một sự lựa chọn sai tỉ lệ - quá lớn DD DD AYY AYY 12 XXA XXA EE EE HH HH
RU RU TTR TTR GG GG hoặc quá nhỏ - đều gây ra lãng phí. Cần chú ý là mắt người chỉ có thể phân biệt NN NN UUđược chiều dài lớn hơn hay bằng 0,1 mm, nghĩa là nếu có hai điểm cách nhau một UU DD DD khoảng nhỏ hơn 0,1 mm thì coi như hai điểm đó trùng nhau. Vì thế độ dài 0,1 mm AYY AYY trên giấy được coi làm chuẩn để xác định độ chính xác của tỉ lệ bản đồ.Ví dụ: bản XXA XXA đồ tỉ lệ 1/1000 có độ chính xác 0,1 m, bản đồ 1/2000 có độ chính xác 0,2 m. E EE 4.2. Sử dụng bản đồ địa hình ngoài trời HE HH GH GG NG Bản đồ địa hình được sử dụng rộng rãi trong công tác điều tra cơ bản, quy NN N hoạch, thiết kế quản lý khai thác công trình. Khi đem bản đồ ra thực địa để nghiên G G NG NG cứu, cần phải định hướng tờ bản đồ và xác định vị trí đang đứng là vị trí nào trên AAN AAN bản đồ. DD DD 4.2.1. Đặt bản đồ đứng hướng: AOO AOO CA CA Định hướng bản đồ ở thực địa là đặt tờ bản đồ sao cho hướng Bắc - Nam của GC GC kinh tuyến vẽ trên bản đồ trùng với hướng Bắc - Nam của đường kinh tuyến ngoài NG NG thực địa. Có thể dùng 2 cách định hướng: ON ON UO UO a) Định hướng bản đồ bằng địa bàn: RU RU TTR TTR Trải phẳng bản đồ; đặt địa bàn lên tờ bản đồ sao cho đường chuẩn Bắc - Nam hoặc đường kính 00 - 1800 của địa bàn trùng với đường kinh tuyến vẽ trên bản đồ. Giữ bản đồ và địa bàn nằm ngang, xoay tờ bản đồ cho đầu Bắc kim nam châm chỉ GG GG NN NN đúng vạch 00 trên địa bàn, lúc đó tờ bản đồ được định hướng theo kinh tuyến từ. Ở UU UU những nơi có độ từ thiên lớn (đã được ghi chú ở cuối tấm bản đồ) thì cần hiệu DD DD chỉnh cả khi định hướng. AYY AYY XXA XXA b) Định hướng bản đồ theo địa vật: E EE HE Chọn địa vật kéo dài như con đường, dòng kênh,.. , hoặc 2 vật chuẩn định HH GH GG hướng thấy rõ nét ngoài thực địa và có vẽ trên bản đồ như nhà thờ, đỉnh núi, cây NG NN N độc lập... trải phẳng và xoay tờ bản đồ sao cho hướng của vật chuẩn trên bản đồ G G NG NG trùng với hướng của vật đó ngoài mặt đất. Khi định hướng xong, nên chọn một vật AAN AAN chuẩn khác để kiểm tra. DD 4.2.2. Xác định vị trí một điểm trên mặt đất lên bản đồ: DD AOO AOO CA CA Muốn nghiên cứu sự thay đổi của địa hình, sự thay đổi về số lượng và vị trí GC GC của các địa vật trên thực địa so với bản đồ, hoặc nghiên cứu các vấn đề chuyên môn NG NG khác, cần xác định chính xác vị trí đang đứng trên mặt đất ứng với điểm nào trên ON ON bản đồ. UO UO RU RU Sau khi định hướng tờ bản đồ, cần nhận dạng các địa vật đặc trưng xung TTR TTR quanh để đối chiếu với bản đồ: trước hết dựa vào tên làng, xóm thị trấn, tên sông núi... để xác định sơ bộ vị trí khu vực; sau đó dựa vào các địa vật đặc trưng như con GG GG đường, ngã ba, ngã tư, cầu, cống ... để định vị chính xác hơn. NN NN UU UU Trong trường hợp cần đánh dấu điểm một cách chính xác lên bản đồ, dùng DD DD AYY AYY 13 XXA XXA EE EE HH HH
RU RU TTR TTR GG GG phương pháp đo góc và khoảng cách từ điểm cần tìm đến địa vật đặc trưng đã có ở NN NN xung quanh rồi vẽ chuyển lên bản đồ. UU UU DD DD 4.3. Sử dụng bản đồ địa hình trong phòng AYY AYY 4.3.1. Xác định chiều dài một đoạn thẳng: XXA XXA Có thể dùng các phương pháp sau: E EE HE HH GH GG - Dùng thước có khắc vạch milimet đo trực tiếp chiều dài trên bản đồ, đọc số NG NN N trên thước tới 0,1mm. Biết tỷ lệ bản đồ 1/M , có thể tính được khoảng cách nằm G G NG NG ngang giữa hai điểm có ngoài mặt đất. AAN AAN - Dùng compa đo: Để 2 mũi nhọn compa trùng với 2 điểm rồi giữ nguyên DD DD khẩu độ compa, đặt compa lên thước tỷ lệ và đọc số trên thước. AOO AOO 4.3.2. Xác định chiều dài một đoạn cong: CA CA GC GC Trong thực tế cần xác định chiều dài một con đường, một đoạn sông, chu vi NG NG một khu đất trên bản đồ: những địa vật này thường có dạng cong bất kỳ. ON ON UO UO - Nếu đường cong có dạng đơn giản: có thể tính gần đúng bằng cách chia nó RU RU TTR TTR thành nhiều đoạn nhỏ và coi mỗi đoạn là thẳng. Dùng thước thẳng để đo mỗi đoạn rồi cộng lại. GG GG - Đối với đường cong phứt tạp: Dùng "thước đo đường cong". NN NN UU 4.3.3. Xác định tọa độ một điểm trên bản đồ: UU DD DD Để xác định tọa độ vuông góc x, y hoặc tọa độ địa lý của một điểm, phải AYY AYY dựa vào lưới tọa độ đã kẻ ở ngoài khung tơ bản đồ. Ví dụ xác định tọa độ điểm A XXA XXA được xác định như sau: trước hết dựa vào lưới ô vuông trên bản đồ để đọc lấy tọa E EE HE độ điểm M ở góc Tây - Nam của ô vuông chứa điểm A. Từ A, hạ 2 đường vuông HH GH GG góc xuống 2 cạnh ô vuông. Dùng compa đo và thước tỷ lệ đo lấy các gia số tọa NG NN N độ x, y ; vậy tọa độ điểm A là: G G NG NG X A = X M + X MA AAN AAN DD YA = YM + YMA DD AOO AOO CA CA GC GC NG NG ON ON UO UO RU RU TTR TTR GG GG NN NN UU UU DD DD AYY AYY 14 XXA XXA EE EE HH HH
R R TTR TTR GG GG GG NN NN NN UU UU UU DD DD DD AYY AYY AYY XXA XXA XXA EE EE EE bé x©y dùng HH HH HH Tr - ê n g CA O § ¼N G N GHÒ x © y d ù n g GG GG GG B×n h ® å h i Ön t r ¹ n g NN NN NN Tû l Ö: 1/ 500 GG G G NG NG ANN AAN AAN DD DD AOO AOO CA CA GC GC NG NG ON ON UO UO RU RU TTR TTR GG GG GG NN NN NN UU UU UU DD DD DD AYY AYY AYY XXA XXA XXA EE EE EE HH HH HH GG GG GG NN NN NN Tû lÖ 1:500 Nhµ cÊp 4? M? ? ! ? ? ? M9y170 t 1 cm trªn b¶n ®å b»ng 5m trªn thùc ®Þa Cét ®iÖn 3 pha, 2 pha Ghi chó: B¶n ®å do Tr-êng Cao ®¼ng nghÒ Bé x©y dùng Nhµ cao tÇng%169y? M l 10m 5 0 10 20 30 40m thµnh lËp n¨m 2014 b»ng ph-¬ng ph¸p toµn ®¹c. §-êng bª t«ng, nhùa GG G G Nhµ ®ang ph¸ dì §-êng tµu NG NG Tam quan; Cæng x©y CÇu, cèng T-êng x©y C©y ®éc lËp §-êng ranh giíi GiÕng x©y ANN H-íng n-íc ch¶y AAN AAN Hình 1.12. DD DD O O AAO 15 AAO CC CC GG GG NN NN
NG NG HH GH GH EE HE HE XXA E XXA E XXA AYY AYY AYY DD DD DD UU UU UU NN NN NN GG GG GG TTR TTR TTR RU RU RU UO UO ON ON NG NG GC GC CA CA 4.4. Sử dụng mặt cắt địa hình AOO AOO DD DD AAN AAN NG NG G G 16 NN NN GG GG HH HH HH EE EE EE XXA XXA XXA Hình 1.14. Mặt cắt ngang AYY AYY AYY Hình 1.13. Mặt cắt dọc tuyến đường DD DD DD UU UU UU NN NN NN GG GG GG TTR TTR TTR RU RU RU UO UO ON ON Sử dụng mặt cắt địa hình để thiết kế tuyến hoặc tính khối lượng đào đắp. NG NG GC GC CA CA AOO AOO DD DD AAN AAN NG NG G N G N