BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: TRẮC ĐỊA CƠ SỞ 2 NGHỀ: TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Quảng Ninh, năm 2017 1 2 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. THIẾT KẾ LƯỚI KHỐNG CHẾ MẶT BẰNG CƠ SỞ ĐO VẼ BÌNH ĐỒ TRÊN BẢN ĐỒ 1. Khái quát về lưới khống chế mặt bằng cơ sở 1.
Khái niệm Lưới khống chế mặt bằng là hệ thống các điểm khống chế được rải đều, đánh dấu mốc vững chắc trên mặt đất, được xác định chính xác tọa độ mặt bằng (x, y hoặc B, L) và liên kết với nhau tạo thành mạng lưới. Mục đích xây dựng lưới khống chế mặt bằng Lưới khống chế mặt bằng được xây dựng nhằm làm cơ sở trắc địa về mặt bằng cho công tác đo vẽ bản đồ, bố trí công trình, v. Nguyên tắc xây dựng lưới Mạng lưới khống chế mặt bằng được xây dựng theo nguyên tắc từ tổng thể đến cục bộ, từ độ chính xác cao đến độ chính xác thấp. Đầu tiên, người ta xây dựng mạng lưới khống chế có mật độ thưa và chính xác cao phủ trùm toàn bộ lãnh thổ.
Sau đó chêm dày bằng lưới khống chế có mật độ điểm lớn hơn và độ chính xác thấp hơn. Lưới cấp thấp nhất có độ chính xác đáp ứng yêu cầu của công tác trắc địa chi tiết như đo vẽ các loại bản đồ. Phân loại Tùy theo tiêu chí đưa ra, lưới khống chế mặt bằng có thể được phân thành các nhóm loại khác nhau. Nhưng chủ yếu lưới được phân loại theo hai tiêu chí: - Phân loại theo quy mô và độ chính xác - Phân loại theo phương pháp xây dựng lưới 1.
Phân loại theo quy mô và độ chính xác Theo quy mô và độ chính xác lưới khống chế mặt bằng được chia làm ba loại: - Lưới khống chế mặt bằng Nhà nước - Lưới khống chế mặt bằng khu vực - Lưới khống chế đo vẽ a. Lưới khống chế mặt bằng Nhà nước Lưới khống chế mặt bằng Nhà nước được xây dựng tuần tự theo bốn cấp hạng: Hạng I, II, III, IV. Trong đó lưới khống chế mặt bằng hạng I có độ chính xác cao nhất, phủ trùm toàn quốc. Lưới khống chế mặt bằng hạng II được chêm dày vào lưới hạng I, sau đó chêm dày thêm lưới hạng III và hạng IV.
5 Ngoài bốn cấp hạng trên, thực tế mạng lưới trắc địa mặt bằng Nhà nước đã được đo bổ sung một số lưới sau: - Lưới GPS cạnh ngắn khu vực Minh Hải, Sông Bé, Tây Nguyên Khu vực Minh Hải, Sông Bé, Tây Nguyên có điều kiện địa hình khó khăn nên không có điều kiện xây dựng lưới khống chế mặt bằng Nhà nước theo phương pháp truyền thống. Vì vậy từ năm 1991 đến năm 1993 Cục Đo đạc và Bản đồ Nhà nước đã áp dụng công nghệ GPS để xây dựng lưới tọa độ cho khu vực này. Tổng số lượng điểm trong lưới là 117 điểm. - Lưới GPS cạnh dài trên đất liền và trên biển Lưới cạnh dài trên biển Để liên kết được toạ độ trên đất liền và trên biển, năm 1992 Cục Đo đạc và Bản đồ Nhà nước đã áp dụng công nghệ GPS xây dựng nối các đảo và quần đảo chủ yếu với hệ thống toạ độ trên đất liền.
Lưới gồm 36 điểm, trong đó có 9 điểm thuộc các lưới tam giác, đường chuyền dọc bờ biển. Lưới cạnh dài trên đất liền Năm 1993 Liên hiệp Khoa học Sản xuất Trắc địa Bản đồ (thuộc Cục Đo đạc - Bản đồ) đã đo lưới GPS cạnh dài trên đất liền nối một số điểm trong lưới tam giác, đường chuyền từ Bắc đến Nam để tăng cường độ chính xác cho lưới Nhà nước. Lưới này gồm 10 điểm trên lãnh thổ Việt Nam, là các điểm trùng với lưới mặt đất đã xây dựng. Cả lưới cạnh dài trên đất liền và trên biển tạo thành một lưới cạnh dài chung phủ trùm cả nước (cả trên đất liền và trên biển).
Lưới này có cạnh ngắn nhất là 160 km và dài nhất là 1200 km. - Lưới GPS cấp “0” Cuối năm 1995 Tổng cục Địa chính đã quyết định sử dụng công nghệ GPS để xây dựng lưới tọa độ cấp “0” với các mục đích sau: + Kiểm tra chất lượng của các lưới hạng I và hạng II đã xây dựng, kết nối thống nhất và tăng cường độ chính xác cho lưới này. + Tạo công cụ nghiên cứu có độ chính xác cao cho các bài toán trắc địa trên lãnh thổ Việt Nam, trong đó có việc xác định hệ quy chiếu quốc gia, xây dung mạng lưới khống chế mặt bằng quốc gia hiện đại, nghiên cứu biến động vỏ trái đất, nghiên cứu dịch chuyển lục địa. + Là phương tiện để đo nối với các lưới tọa độ khu vực và Thế giới, đồng thời tạo sự đổi mới, phát triển công nghệ xây dựng lưới tọa độ ở Việt nam.
Lưới cấp “0” gồm 68 điểm, trong đó có 56 điểm trùng với điểm tọa độ cũ và 13 điểm mới. Chiều dài cạnh trung bình là 70 km. - Mật độ điểm của các cấp hạng 6 Mật độ điểm của lưới hạng I là nhỏ nhất, mật độ điểm của lưới hạng II, III, IV tăng dần. Trung bình 500 km2 có một điểm hạng I, 120 km2 có một điểm hạng II, 50 km2 có một điểm hạng III và 10 km2 có một điểm hạng IV.
Khu vực quan trọng có thể tăng mật độ điểm gấp hai lần mật độ trung bình. - Độ chính xác của các cấp hạng Ngược lại với mật độ, độ chính xác của lưới hạng I là cao nhất, độ chính xác của lưới hạng II, III, IV giảm dần. Lưới trắc địa mặt bằng Việt Nam đảm bảo sai số tương hỗ giữa các điểm lân cận cùng cấp hạng là 5 6 cm, tương ứng với sai số trung phương tương đối cạnh hạng I là 1:400 000, cạnh hạng IV là 1:70 000. Lưới khống chế mặt bằng khu vực - Cấu trúc lưới khống chế mặt bằng khu vực Lưới khống chế mặt bằng khu vực gồm hai cấp : cấp 1 và cấp 2.
Lưới khống chế trắc địa mặt bằng khu vực thường là dạng lưới tam giác hoặc đường chuyền chêm dày vào giữa các điểm lưới khống chế mặt bằng Nhà nước. - Mật độ điểm lưới khống chế mặt bằng khu vực Mật độ điểm của lưới cấp 1 nhỏ hơn mật độ điểm của lưới cấp 2. Mật độ điểm của lưới cấp 2 trở lên cần đảm bảo 4 điểm trên 1 km 2 đối với khu vực xây dựng và 1 điểm trên 1 km2 đối với khu vực chưa xây dựng. - Độ chính xác lưới khống chế mặt bằng khu vực Độ chính xác của lưới cấp 1 cao hơn độ chính xác của lưới cấp 2.
Sai số trung phương vị trí điểm khống chế khu vực so với điểm lân cận không vượt quá 0,1 mm tính theo tỷ lệ bản đồ cần thành lập. Lưới khống chế đo vẽ lưới khống chế đo vẽ là lưới chêm dày vào mạng lưới khống chế mặt bằng Nhà nước và lưới khu vực để đảm bảo mật độ điểm phục vụ đo vẽ bản đồ địa hình. Mật độ điểm và độ chính xác của lưới phụ thuộc vào đặc điểm địa hình của khu vực đo vẽ, tỷ lệ bản đồ cần đo vẽ. Phân loại theo phương pháp xây dựng lưới a.
Phương pháp tam giác Trong phương pháp này, các mốc khống chế được chọn và chôn trên mặt đất, chúng tạo thành các đỉnh của tam giác và liên kết với nhau tạo thành lưới tam giác (hình 5-1). I B III V 1 2 8 9 13 15 4 10 17 Sc 3 7 14 5 6 11 12 16 18 a IV VI II 7 Các yếu tố đo trong lưới có thể là góc, hoặc cạnh. Dựa vào chủng loại trị đo, lưới tam giác đo góc được chia ra làm các loại sau: Lưới tam giác đo góc: Trị đo trong lưới là tất cả các góc trong tam giác Lưới tam giác đo cạnh:Trị đo trong lưới là tất cả các cạnh trong tam giác Lưới tam giác đo góc cạnh: Trị đo trong lưới bao gồm cả góc và cạnh. Có thể đo tất cả các góc, tất cả các cạnh hoặc đo một số góc và một số cạnh.
Phương pháp đường chuyền Trong phương pháp này, các điểm khống chế được chọn và chôn trên mặt đất và được liên kết với nhau tạo thành đường gãy khúc (hình5-2). B D I III V a II IV C Hình 5-2: Sơ đồ lưới đường ề Trị đo trong lưới là tất cả các cạnh và các góc ngoặt của đường chuyền. Phương pháp kết hợp Theo phương pháp này, lưới gồm có cả dạng kết cấu tam giác và đường chuyền. VI B II VII a III I V IV VIII C Hình 5-3: Sơ đồ lưới dạng Loại lưới này thườngkết hợptrong vùng có địa hình phức tạp.
Phương pháp trắc địa vệ tinh Các phương pháp xây dựng lưới khống chế mặt bằng đã nêu trên có các nhược điểm sau: 8 - Các điểm liền kề nhau tạo thành đồ hình cơ bản phải trực tiếp hoặc sau khi xây dựng tiêu phải trông thấy nhau (phải thông hướng). - Do ảnh hưởng của độ cong trái đất và chiết quang nên chiều dài cạnh bị hạn chế. Hơn nữa cạnh càng dài, tiêu phải càng cao, gây khó khăn tốn kém về kinh tế. Chính vì vậy lưới tam giác hạng I (lưới bậc cao nhất) thì chiều dài cạnh trung bình chỉ là 25 km.
- Rất khó khăn khi sử dụng các phương pháp này để liên kết toạ độ trên đất liền và hải đảo. - Khó khăn khi thực hiện công tác đo nối lưới quốc gia với hệ thống toạ độ khu vực và quốc tế để giải quyết các bài toán chung trên toàn cầu. - Khối lượng công tác đo đạc lớn, cần nhiều nhân lực và bị phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết. Lưới trắc địa vệ tinh có thể khắc phục được các nhược điểm trên.
Hiện nay, trên thế giới và Việt Nam, lưới trắc địa vệ tinh bằng công nghệ GPS được dùng phổ biến để xây dựng lưới khống chế mặt bằng. ở Việt Nam từ đầu những năm 90 của thế kỷ trước, Cục Đo đạc và Bản đồ Nhà nước bắt đầu dùng công nghệ GPS. Cho đến nay, công nghệ GPS đã được dùng để xây dựng lưới cấp cao hơn hạng I (cấp 0) và đến cả cấp khống chế thấp nhất là lưới đo vẽ.