Luận Văn Thạc Sĩ Về Mô Hình Dị Thường Độ Cao Cục Bộ Dựa Trên Dữ Liệu GPS và Trọng Lực

Khám phá mô hình dị thường độ cao cục bộ qua số liệu GPS và trọng lực trong luận văn thạc sĩ địa tin học. Tìm hiểu ứng dụng và phương pháp.

• Tác giả: Phaïm Chí Tích
• Người hướng dẫn: TS. Lê Trung Chôn
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa
• Chuyên ngành: Địa tin học
• Đề tài: Mô Hình Dị Thường Độ Cao Cục Bộ Từ Dữ Liệu GPS và Trọng Lực
• Loại tài liệu: luận án cao học
• Năm xuất bản: 2002
• Địa điểm: TP.Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu về mô hình dị thường độ cao cục bộ

Mô hình dị thường độ cao cục bộ là một công cụ quan trọng trong việc xác định độ cao bằng công nghệ GPS. Mô hình này được xây dựng dựa trên dữ liệu GPS, độ cao hình học và trọng lực. Việc xây dựng mô hình này giúp cải thiện độ chính xác trong việc đo đạc độ cao, đặc biệt trong các khu vực có địa hình phức tạp. Mô hình này không chỉ phục vụ cho các nghiên cứu địa lý mà còn có ứng dụng trong quy hoạch đô thị và quản lý tài nguyên thiên nhiên. Theo nghiên cứu, việc áp dụng mô hình này có thể giúp giảm thiểu sai số trong quá trình đo đạc và nâng cao độ tin cậy của dữ liệu.

1.1. Tầm quan trọng của dữ liệu GPS

Dữ liệu GPS đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng mô hình dị thường độ cao cục bộ. Công nghệ GPS cho phép thu thập dữ liệu vị trí với độ chính xác cao, giúp xác định tọa độ địa lý của các điểm đo. Việc sử dụng dữ liệu GPS kết hợp với các phương pháp đo đạc khác như độ cao hình học và trọng lực giúp tạo ra một mô hình chính xác hơn. Nghiên cứu cho thấy rằng, việc tích hợp dữ liệu GPS vào mô hình có thể cải thiện đáng kể độ chính xác của các phép đo độ cao, từ đó hỗ trợ cho các ứng dụng trong lĩnh vực địa lý và môi trường.

II. Phân tích dữ liệu GPS và trọng lực

Phân tích dữ liệu GPS và trọng lực là bước quan trọng trong việc xây dựng mô hình dị thường độ cao cục bộ. Dữ liệu GPS cung cấp thông tin về vị trí và độ cao của các điểm đo, trong khi dữ liệu trọng lực giúp xác định sự biến đổi của trọng lực tại các khu vực khác nhau. Việc kết hợp hai loại dữ liệu này cho phép xây dựng một mô hình chính xác hơn về độ cao. Các phương pháp phân tích dữ liệu như nội suy và hồi quy được sử dụng để xử lý dữ liệu và tạo ra mô hình. Kết quả từ phân tích cho thấy rằng, mô hình dị thường độ cao cục bộ có thể phản ánh chính xác sự biến đổi của địa hình trong khu vực nghiên cứu.

2.1. Các phương pháp phân tích dữ liệu

Các phương pháp phân tích dữ liệu như nội suy spline và hồi quy tuyến tính được áp dụng để xử lý dữ liệu GPS và trọng lực. Nội suy spline cho phép tạo ra một bề mặt mượt mà từ các điểm dữ liệu rời rạc, trong khi hồi quy tuyến tính giúp xác định mối quan hệ giữa các biến. Việc sử dụng các phương pháp này giúp tối ưu hóa quá trình xây dựng mô hình và nâng cao độ chính xác của các phép đo. Nghiên cứu cho thấy rằng, việc áp dụng các phương pháp phân tích hiện đại có thể cải thiện đáng kể chất lượng của mô hình dị thường độ cao cục bộ.

III. Ứng dụng của mô hình dị thường độ cao cục bộ

Mô hình dị thường độ cao cục bộ có nhiều ứng dụng thực tiễn trong các lĩnh vực khác nhau. Trong lĩnh vực địa lý, mô hình này giúp cải thiện độ chính xác của các phép đo độ cao, từ đó hỗ trợ cho các nghiên cứu về địa hình và môi trường. Ngoài ra, mô hình còn được sử dụng trong quy hoạch đô thị, giúp các nhà quy hoạch xác định độ cao của các công trình xây dựng và hạ tầng. Hơn nữa, mô hình cũng có thể được áp dụng trong quản lý tài nguyên thiên nhiên, giúp theo dõi sự biến đổi của địa hình và tài nguyên nước. Việc áp dụng mô hình này không chỉ nâng cao hiệu quả công việc mà còn góp phần bảo vệ môi trường.

3.1. Tác động đến quy hoạch đô thị

Mô hình dị thường độ cao cục bộ có tác động lớn đến quy hoạch đô thị. Việc xác định độ cao chính xác giúp các nhà quy hoạch thiết kế các công trình xây dựng phù hợp với địa hình. Điều này không chỉ đảm bảo tính thẩm mỹ mà còn nâng cao tính bền vững của các công trình. Nghiên cứu cho thấy rằng, việc sử dụng mô hình này trong quy hoạch đô thị có thể giảm thiểu rủi ro thiên tai và cải thiện chất lượng cuộc sống cho cư dân. Hơn nữa, mô hình còn giúp tối ưu hóa việc sử dụng đất và tài nguyên, từ đó thúc đẩy phát triển bền vững cho đô thị.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA TP.HOÀ CHÍ MINH TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA ----------o0o---------- PHAÏM CHÍ TÍCH XAÂY DÖÏNG MOÂ HÌNH DÒ THÖÔØNG ÑOÄ CAO CUÏC BOÄ DÖÏA VAØO SOÁ LIEÄU ÑO GPS, ÑO CAO HÌNH HOÏC VAØ TROÏNG LÖÏC Chuyeân ngaønh: Ñòa tin hoïc ( Xöû lyù soá lieäu ñònh vò vaø baûn ñoà baèng kyõ thuaät tin hoïc ) Maõ soá ngaønh: 2.00 LUAÄN AÙN CAO HOÏC TP.Hoà Chí Minh, thaùng 09 naêm 2002. Xaây döïng moâ hình dò thöôøng ñoä cao cuïc boä döïa vaøo soá lieäu ño GPS, ño cao hình hoïc vaø troïng löïc ----------------------------------------------------------------------------------------------------- COÂNG TRÌNH ÑÖÔÏC HOAØN THAØNH TAÏI TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA TP.HOÀ CHÍ MINH Caùn boä höôùng daãn khoa hoïc: TS. Leâ Trung Chôn Caùn boä chaám nhaän xeùt 1: TS. Leâ Vaên Trung Caùn boä chaám nhaän xeùt 2: TS.

Ñaøo Xuaân Loäc Luaän aùn cao hoïc ñöôïc baûo veä taïi HOÄI ÑOÀNG CHAÁM BAÛO VEÄ LUAÄN AÙN CAO HOÏC TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA ngaøy thaùng 9 naêm 2002. ------------------------------------------------------------------------------------------------------- Luaän aùn cao hoïc 1 CBHD: TS. Leâ Trung Chôn Xaây döïng moâ hình dò thöôøng ñoä cao cuïc boä döïa vaøo soá lieäu ño GPS, ño cao hình hoïc vaø troïng löïc ----------------------------------------------------------------------------------------------------- BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO Coäng hoaø xaõ hoäi chuû nghóa Vieät Nam ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA TP.HOÀ CHÍ MINH Ñoäc laäp töï do haïnh phuùc TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA ----------o0o---------- NHIEÄM VUÏ LUAÄN AÙN CAO HOÏC Hoï vaø teân hoïc vieân : Phaïm Chí Tích Phaùi : nam Ngaøy thaùng naêm sinh : 27 /11/1959 Nôi sinh : Haø Nam Chuyeân ngaønh : Ñòa tin hoïc ( Xöû lyù soá lieäu ñònh vò baèng kyõ thuaät tin hoïc ) 1. Teân ñeà taøi : Xaây döïng moâ hình dò thöôøng ñoä cao cuïc boä döïa vaøo soá lieäu ño GPS, ño cao hình hoïc vaø troïng löïc 2.

Nhieäm vuï vaø noäi dung : Tìm hieåu lyù thuyeát chung veà kích thöôùc hình daïng traùi ñaát, veà caùc heä thoáng ñoä cao vaø caùc phöông phaùp xaùc ñònh dò thöôøng ñoä cao truyeàn thoáng. Nghieân cöùu kyõ phöông phaùp xaùc ñònh dò thöôøng ñoä cao döïa vaøo soá lieäu ño GPS, ño cao hình hoïc vaø troïng löïc. Thaønh laäp quy trình tính toaùn thieát laäp moâ hình dò thöôøng ñoä cao cuïc boä. Xaây döïng phaàn meàm tính toaùn ñoä cao, caûi chính dò thöôøng troïng löïc, noäi suy dò thöôøng ñoä cao.

Phaàn thöïc nghieäm : xöû lyù soá lieäu ño GPS, ño cao hình hoïc, dò thöôøng troïng löïc khu Nam trung boä , xaùc ñònh moâ hình dò thöôøng ñoä cao cuïc boä thöïc teá vaø khaûo saùt khaû naêng öùng duïng cuûa moâ hình. Ngaøy giao nhieäm vuï : Ngaøy 05/12. Ngaøy hoaøn thaønh nhieäm vu ï : Ngaøy 05/09/2002 5. Hoï vaø teân caùn boä höôùng daãn : TS.

Leâ Trung Chôn 6. Hoï vaø teân caùn boä chaám nhaän xeùt 1 : TS. Leâ Vaên Trung 7. Hoï vaø teân caùn boä chaám nhaän xeùt 2 : TS.

Ñaøo Xuaân Loäc Caùn boä höôùng daãn Caùn boä nhaän xeùt 1 Caùn boä nhaän xeùt 2 Noäi dung vaø ñeà cöông luaän aùn cao hoïc ñaõ ñöôïc thoâng qua hoäi ñoàng chuyeân ngaønh. Ngaøy thaùng 09 naêm 2002 Phoøng QLKH-SÑH Chuû nhieäm ngaønh ------------------------------------------------------------------------------------------------------- Luaän aùn cao hoïc 2 CBHD: TS. Leâ Trung Chôn Xaây döïng moâ hình dò thöôøng ñoä cao cuïc boä döïa vaøo soá lieäu ño GPS, ño cao hình hoïc vaø troïng löïc ----------------------------------------------------------------------------------------------------- LÔØI CAÛM ÔN Trong quaù trình hoïc taäp vaø thöïc hieän ñeà taøi toâi ñaõ luoân nhaän ñöôïc söï quan taâm taän tình chæ daïy cuûa caùc thaày, coâ trong boä moân Traéc ñòa vaø thoâng tin ñòa lyù. Nhöõng coâng söùc ñoù toâi seõ maõi ghi nhôù.

Toâi traân troïng ghi nhôù coâng ôn: - TS. Leâ Trung Chôn , ngöôøi tröïc tieáp höôùng daãn vaø giuùp ñôõ vieäc hoaøn thaønh luaän vaên. Leâ Vaên Trung, Chuû nhieäm ngaønh ñaõ ñoäng vieân vaø taïo ñieàu kieän ñeå khoùa hoïc hoaøn thaønh toát. Toâi chaân thaønh caùm ôn: - Boä moân Traéc ñòa vaø thoâng tin Ñòa lyù.

- Caùc thaày coâ giaûng daïy khoùa cao hoïc. Toâi cuõng xin ñöôïc baøy toû loøng bieát ôn : - TS. Ñaøo Xuaân Loäc - GS.TSKH Phaïm Hoaøng Laân. - Coâng ty Ño ñaïc ñòa chính- coâng trình cuøng caùc baïn ñoàng nghieäp, ñaõ taïo ñieàu kieän, giuùp ñôõ vaø cung caáp cho toâi caùc taøi lieäu ñeå hoaøn thaønh ñeà taøi.

Vì thôøi gian vaø khaû naêng coù haïn, do ñoù khoâng sao traùnh khoûi nhöõng sai soùt vaø laøm phieàn loøng thaày coâ. Toâi raát mong nhaän ñöôïc söï thoâng caûm cuûa quí thaày coâ vaø caùc baïn ñoàng nghieäp. Toâi chaân thaønh caûm ôn.Hoà Chí Minh 9/2002 Phaïm Chí Tích ------------------------------------------------------------------------------------------------------- Luaän aùn cao hoïc 3 CBHD: TS. Leâ Trung Chôn Xaây döïng moâ hình dò thöôøng ñoä cao cuïc boä döïa vaøo soá lieäu ño GPS, ño cao hình hoïc vaø troïng löïc ----------------------------------------------------------------------------------------------------- TOÙM TAÉT LUAÄN AÙN CAO HOÏC Trong luaän aùn naøy, chuùng toâi ñaõ tieán haønh trình baøy cô sôû lyù thuyeát chung vaø nghieân cöùu kyõ lyù thuyeát xaây döïng moâ hình dò thöôøng ñoä cao cuïc boä theo phöông phaùp soùng ( undulation ) döïa vaøo soá lieäu ño GPS ( Global Positioning System ), ño cao hình hoïc vaø troïng löïc.

Xaây döïng phaàn meàm tính toaùn bình sai, caûi chính dò thöôøng troïng löïc, noäi suy dò thöôøng ñoä cao döïa theo moät soá haøm thoâng duïng. Tính toaùn thöû nghieäm xaây döïng moâ hình cuïc boä treân phaïm vi khoaûng 10.000 km2 khu vöïc Nam Trung boä. Thöû nghieäm tìm haøm noäi suy phuø hôïp cho khu vöïc, kieåm tra laïi vôùi keát quaû ño thöïc teá, ñaùnh giaù khaû naêng öùng duïng moâ hình, ruùt ra moät soá keát luaän böôùc ñaàu lieân quan ñeán coâng taùc truyeàn ñoä cao thuûy chuaån baèng coâng ngheä GPS. Toùm taét caùc böôùc thöïc hieän luaän aùn nhö sau : Phaàn môû ñaàu 1.

Trình baøy nhöõng kieán thöùc cô baûn veà hình daïng, kích thöôùc traùi ñaát 2. Trình baøy veà caùc heä thoáng ñoä cao 3. Caùc phöông phaùp xaùc ñònh dò thöôøng ñoä cao truyeàn thoáng - Phöông phaùp troïng löïc - Phöông phaùp ño cao thieân vaên - Phöông phaùp ño cao thieân vaên- troïng löïc 4. Xaùc ñònh dò thöôøng ñoä cao döïa vaøo soá lieäu ño GPS, ño cao hình hoïc vaø troïng löïc - Cô sôû lyù thuyeát - Xöû lyù trò ño GPS, trò ño cao hình hoïc, troïng löïc vaø dò thöôøng troïng löïc - Xaây döïng moâ hình dò thöôøng ñoä cao 5.

Xaây döïng moâ hình thöïc nghieäm 6. Ñaù n h giaù keá t quaû Phaàn keát luaän ------------------------------------------------------------------------------------------------------- Luaän aùn cao hoïc 4 CBHD: TS. Leâ Trung Chôn Xaây döïng moâ hình dò thöôøng ñoä cao cuïc boä döïa vaøo soá lieäu ño GPS, ño cao hình hoïc vaø troïng löïc ----------------------------------------------------------------------------------------------------- ABSTRACT Building the model of height anomaly is very important to determinate the elevation by using GPS technology (Global Positioning System). There are many methods for building this model, however each method contains shortcoming because of receiving data incompletely.

Under present conditions, with data of geometry leveling, GPS survey data, and gravity anomaly data (Bouguer) of geodesic reference system 1967 exists in the South of Central Coast–Vietnam, we process surveyed data and build a model of partial anomaly height based on undulation method. An interpolation software with some common interpolation functions was created, and using this software to choose a fitness function with experimental area. We surveyed and checked some random points with GPS receivers and geometric leveling for evaluating this model. This thesis also brings forward steps of process for building a suitable model.

We hope that this research takes apart in applying GPS technology to determinate elevation that has been concerned very much in Vietnam. ]^]^]^]^]^]^]^]^ ------------------------------------------------------------------------------------------------------- Luaän aùn cao hoïc 5 CBHD: TS. Leâ Trung Chôn Xaây döïng moâ hình dò thöôøng ñoä cao cuïc boä döïa vaøo soá lieäu ño GPS, ño cao hình hoïc vaø troïng löïc ----------------------------------------------------------------------------------------------------- MUÏC LUÏC Trang MÔÛ ÑAÀU .8 Chöông I: NHÖÕNG KIEÁN THÖÙC CÔ BAÛN HÌNH DAÏNG, KÍCH THÖÔÙC TRAÙI ÑAÁT 10 I. Maët tham chieáu.

Heä quy chieáu vaø heä toïa ñoä. Khaùi nieäm chung. Heä Haø Noäi 72. Ñoä leäch daây doïi, dò thöôøng ñoä cao.

Ñoä leäch daây doïi. Dò thöôøng ñoä cao .18 Chöông II : CAÙC HEÄ THOÁNG ÑOÄ CAO. Caùc yeâu caàu veà löïa choïn heä thoáng ñoä cao. Ñoä cao chính.

Ñoä cao chuaån. Ñoä cao ñoäng hoïc. Ñoä cao traéc ñòa. Caùc coâng thöùc tính ñoä cao.

Ñoä cao gaàn ñuùng. Caùc coâng thöùc tính ñoä cao .28 Chöông III : CAÙC PHÖÔNG PHAÙP XAÙC ÑÒNH DÒ THÖÔØNG ÑOÄ CAO TRUYEÀN THOÁNG. Khaùi nieäm chung. Phöông phaùp troïng löïc.

Phöông phaùp ño cao thieân vaên. Phöông phaùp ño cao thieân vaên troïng löïc .38 Chöông IV : PHÖÔNG PHAÙP XAÙC ÑÒNH DÒ THÖÔØNG ÑOÄ CAO DÖÏA VAØO SOÁ LIEÄU GPS, ÑO CAO HÌNH HOÏC VAØ TROÏNG LÖÏC 41 IV. Cô sôû lyù thuyeát. Trò ño GPS.

Ño khoaûng caùch giaû theo C/A code vaø P code. Ño pha cuûa soùng taûi L1, L2. Moät soá phöông phaùp ño GPS .44 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- Luaän aùn cao hoïc 6 CBHD: TS. Leâ Trung Chôn Xaây döïng moâ hình dò thöôøng ñoä cao cuïc boä döïa vaøo soá lieäu ño GPS, ño cao hình hoïc vaø troïng löïc ----------------------------------------------------------------------------------------------------- IV.

Caùc loaïi sai soá trong ño GPS. Nhöõng vaán ñeà trong tính toaùn trò ño GPS. Trò ño cao hình hoïc. Troïng löïc vaø dò thöôøng troïng löïc.

Dò thöôøng troïng löïc. Xaây döïng moâ hình dò thöôøng ñoä cao. Choïn phöông phaùp xaây döïng moâ hình dò thöôøng ñoä cao cho khu vöïc khaûo saùt. Moät soá phöông phaùp noäi suy thoâng duïng .61 Chöông V : XAÂY DÖÏNG MOÂ HÌNH DÒ THÖÔØNG ÑOÄ CAO CUÏC BOÄ THEO SOÁ LIEÄU THÖÏC NGHIEÄM.

Giôùi thieäu khu vöïc khaûo saùt thöïc nghieäm. Thu thaäp soá lieäu, ño boå sung vaø bình sai löôùi GPS. Thu thaäp soá lieäu vaø tính toaùn,bình sai löôùi thuûy chuaån. Thu thaäp vaø xöû lyù soá lieäu troïng löïc.

Ño GPS caùc ñieåm kieåm tra. Chöông trình tính toaùn. Ñaùnh giaù keát quaû tính toaùn .82 KEÁT LUAÄN, KIEÁN NGHÒ Keát luaän.107 TAØI LIEÄU THAM KHAÛO .1: Baûng giaù trò dò thöôøng ñoä cao noäi suy bôûi haøm vi phaân Spline trong heä VN 2000 khu vöïc khaûo saùt.2: Baûng giaù trò dò thöôøng ñoä cao noäi suy bôûi haøm vi phaân Spline trong heä VN 2000 khu vöïc khaûo saùt.1: Baûng giaù trò dò thöôøng troïng löïc Bouguer khu vöïc khaûo saùt ( trong heä thoáng tham khaûo traéc ñòa 1967 )…………………………………………………………………………………………….2 : Baûng giaù trò ñoä cao ñòa hình khu vöïc khaûo saùt ( laáy töø baûn ñoà 1/50 000 UTM )…………………………………………………………………………………………………………………………………………………116 Phuï luïc 2.3 : Baûng giaù trò dò thöôøng troïng löïc chaân khoâng khu vöïc khaûo saùt ( trong heä thoáng tham khaûo traéc ñòa 1967 )………………………………….…117 Phuï luïc 3 : Giôùi thieäu chöông trình tính toaùn .118 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- Luaän aùn cao hoïc 7 CBHD: TS.