Nghiên Cứu Xác Định Dị Thường Độ Cao Tại Miền Trung Việt Nam Dựa Trên Dữ Liệu Mặt Đất Và Vệ Tinh

Nghiên cứu xác định dị thường độ cao và xây dựng mô hình Geoid/Quasigeoid là nhiệm vụ then chốt của trắc… 189 trang · Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất · 2023.

• Tác giả: Nguyễn Thành Lê
• Người hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Sáng
• Trường học: Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Trắc Địa - Bản Đồ
• Đề tài: Nghiên Cứu Dị Thường Độ Cao Tại Miền Trung Việt Nam: Kết Hợp Dữ Liệu Mặt Đất Và Vệ Tinh
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ Kỹ Thuật
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ XÁC ĐỊNH DỊ THƯỜNG ĐỘ CAO Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH DỊ THƯỜNG ĐỘ CAO TRÊN CƠ SỞ KẾT HỢP CÁC DỮ LIỆU MẶT ĐẤT VÀ VỆ TINH CHO KHU VỰC MIỀN TRUNG VIỆT NAM
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH DỊ THƯỜNG ĐỘ CAO CHO KHU VỰC MIỀN TRUNG VIỆT NAM TRÊN CƠ SỞ KẾT HỢP CÁC DỮ LIỆU MẶT ĐẤT VÀ VỆ TINH
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC BÀI BÁO, CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Dị Thường Độ Cao Giới Thiệu Chung

Nghiên cứu xác định dị thường độ cao và xây dựng mô hình Geoid/Quasigeoid là nhiệm vụ then chốt của trắc địa, mang tính quốc gia, khu vực và toàn cầu. Với những quốc gia đã có mô hình, việc nâng cao độ chính xác là ưu tiên. Với quốc gia chưa có, việc xây dựng mô hình Geoid/Quasigeoid cho lãnh thổ là bắt buộc. Đây là một nhiệm vụ quan trọng đối với ngành trắc địa Việt Nam. Cần thiết phải có những nghiên cứu chuyên sâu và toàn diện về lĩnh vực này để đáp ứng nhu cầu thực tiễn. Việc kết hợp dữ liệu mặt đất và vệ tinh là một xu hướng tất yếu để đạt được độ chính xác cao.

1.1. Nghiên cứu quốc tế về xác định dị thường độ cao

Trên thế giới, nhiều quốc gia đã có những nghiên cứu chuyên sâu về xác định dị thường độ cao và xây dựng mô hình Geoid/Quasigeoid. Các phương pháp và kỹ thuật khác nhau đã được áp dụng, từ các phương pháp truyền thống đến các phương pháp hiện đại sử dụng dữ liệu vệ tinh. Một số quốc gia tiêu biểu có thể kể đến như Hoa Kỳ, Canada, các nước Châu Âu, Úc, New Zealand và Iran. Các nghiên cứu này đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển khoa học trắc địa và ứng dụng thực tiễn.

1.2. Tầm quan trọng của mô hình Geoid Quasigeoid chính xác

Mô hình Geoid/Quasigeoid chính xác là cơ sở để chuyển đổi giữa độ cao trắc địa (từ GNSS) và độ cao thủy chuẩn (độ cao thực tế so với mực nước biển trung bình). Điều này có ý nghĩa quan trọng trong nhiều lĩnh vực như xây dựng, giao thông, quản lý tài nguyên, và nghiên cứu khoa học. Độ chính xác của mô hình Geoid/Quasigeoid ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của các ứng dụng này.

II. Thách Thức Nghiên Cứu Dị Thường Độ Cao tại Miền Trung

Việt Nam, với địa hình trải dài và phức tạp, đặt ra nhiều thách thức trong việc xác định dị thường độ cao. Khu vực miền Trung, với địa hình đa dạng từ đồng bằng ven biển đến núi cao, là một khu vực nghiên cứu lý tưởng. Việc thiếu dữ liệu mặt đất ở các khu vực biên giới và sự phức tạp của địa hình đòi hỏi những phương pháp tiếp cận sáng tạo và hiệu quả. Cần có những nghiên cứu chuyên sâu để giải quyết những thách thức này và xây dựng mô hình Geoid/Quasigeoid chính xác cho khu vực.

2.1. Khó khăn trong đo đạc độ cao chuẩn truyền thống

Việc đo độ cao chuẩn bằng phương pháp thủy chuẩn truyền thống gặp nhiều khó khăn, đặc biệt ở khu vực đồi núi, sông ngòi. Việc đo đạc đòi hỏi phải có giá trị đo trọng lực dọc theo tuyến đo, điều này không phải lúc nào cũng khả thi. Do đó, cần có những phương pháp thay thế để xác định độ cao chuẩn một cách hiệu quả hơn.

2.2. Yêu cầu dữ liệu đầu vào chất lượng cao và đa dạng

Việc xác định dị thường độ cao chính xác đòi hỏi dữ liệu đầu vào chất lượng cao và đa dạng, bao gồm dữ liệu trọng lực mặt đất, dữ liệu trọng lực vệ tinh, dữ liệu địa hình, và dữ liệu GNSS-Thủy chuẩn. Việc thu thập và xử lý các loại dữ liệu này đòi hỏi những kỹ thuật và công cụ chuyên dụng.

2.3. Ảnh hưởng của địa hình phức tạp đến kết quả tính toán

Địa hình phức tạp của khu vực miền Trung ảnh hưởng đáng kể đến kết quả tính toán dị thường độ cao. Cần có những phương pháp để giảm thiểu ảnh hưởng của địa hình, chẳng hạn như phương pháp Loại bỏ-Tính toán-Phục hồi (RCR).

III. Phương Pháp Kết Hợp Dữ Liệu Mặt Đất và Vệ Tinh Cách Tiếp Cận

Luận án tập trung vào việc kết hợp dữ liệu mặt đất và vệ tinh để xác định dị thường độ cao ở miền Trung Việt Nam. Phương pháp tiếp cận chính là kỹ thuật "Loại bỏ – Tính toán – Phục hồi" (RCR) kết hợp với phương pháp Collocation bình phương nhỏ nhất. Kỹ thuật RCR giúp loại bỏ ảnh hưởng của các thành phần bước sóng dài, trung và ngắn từ các nguồn dữ liệu khác nhau, cho phép tính toán chính xác dị thường độ cao phần dư. Phương pháp Collocation bình phương nhỏ nhất được sử dụng để nội suy dị thường độ cao từ dữ liệu trọng lực và GNSS-Thủy chuẩn.

3.1. Kỹ thuật Loại bỏ Tính toán Phục hồi RCR

Kỹ thuật RCR bao gồm ba bước chính: Loại bỏ ảnh hưởng của các thành phần bước sóng dài, trung và ngắn từ các nguồn dữ liệu khác nhau; Tính toán dị thường độ cao phần dư; Phục hồi các thành phần đã loại bỏ. Kỹ thuật này giúp giảm thiểu ảnh hưởng của sai số và cải thiện độ chính xác của kết quả tính toán.

3.2. Phương pháp Collocation bình phương nhỏ nhất

Phương pháp Collocation bình phương nhỏ nhất là một phương pháp thống kê được sử dụng để nội suy và dự đoán các đại lượng địa vật lý, bao gồm dị thường độ cao. Phương pháp này dựa trên việc xác định hàm hiệp phương sai giữa các điểm dữ liệu, cho phép ước lượng giá trị của đại lượng cần nội suy tại các vị trí không có dữ liệu đo.

3.3. Tối ưu hóa dữ liệu từ các nguồn khác nhau

Việc kết hợp dữ liệu từ các nguồn khác nhau đòi hỏi phải tối ưu hóa dữ liệu để đảm bảo tính nhất quán và chính xác. Điều này bao gồm việc chuyển đổi tọa độ, thống nhất hệ triều, và loại bỏ sai số thô.

IV. Ứng Dụng RTM và Collocation Quy Trình Chi Tiết

Việc loại bỏ ảnh hưởng của địa hình được thực hiện theo phương pháp RTM (Residual Terrain Modeling). Phương pháp này giúp loại bỏ thành phần bước sóng ngắn và trung do ảnh hưởng của địa hình. Sau khi loại bỏ ảnh hưởng của địa hình và các thành phần bước sóng dài từ mô hình thế trọng trường Trái Đất, phần dư dị thường độ cao được tính toán bằng phương pháp Collocation bình phương nhỏ nhất. Quy trình này đảm bảo độ chính xác cao trong việc xác định dị thường độ cao.

4.1. Tính toán ảnh hưởng của địa hình theo phương pháp RTM

Phương pháp RTM sử dụng mô hình số độ cao (DEM) để tính toán ảnh hưởng của địa hình đến dị thường trọng lực và dị thường độ cao. Việc lựa chọn dị thường RTM phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác của kết quả tính toán.

4.2. Xác định hàm hiệp phương sai thực nghiệm và lý thuyết

Việc xác định hàm hiệp phương sai thực nghiệm và lý thuyết là một bước quan trọng trong phương pháp Collocation bình phương nhỏ nhất. Hàm hiệp phương sai mô tả mối quan hệ thống kê giữa các điểm dữ liệu và được sử dụng để nội suy dị thường độ cao.

4.3. Nội suy dị thường độ cao từ dữ liệu trọng lực và GNSS

Phương pháp Collocation bình phương nhỏ nhất được sử dụng để nội suy dị thường độ cao từ dữ liệu trọng lực và GNSS-Thủy chuẩn. Việc kết hợp hai loại dữ liệu này giúp cải thiện độ chính xác và độ tin cậy của kết quả nội suy.

V. Thực Nghiệm Dị Thường Độ Cao Kết Quả và Đánh Giá

Luận án thực hiện thực nghiệm xác định dị thường độ cao cho khu vực miền Trung Việt Nam trên cơ sở kết hợp các dữ liệu mặt đất và vệ tinh. Kết quả thực nghiệm cho thấy phương pháp kết hợp dữ liệu RCR và Collocation bình phương nhỏ nhất là hiệu quả và cho độ chính xác cao. Độ lệch chuẩn của kết quả đạt ±0.078m, chứng tỏ tính khả thi và ứng dụng của phương pháp này trong thực tế. Bản đồ dị thường độ cao được thành lập là cơ sở cho việc tính toán độ cao chuẩn từ độ cao GNSS.

5.1. Khu vực thực nghiệm và dữ liệu sử dụng chi tiết

Khu vực thực nghiệm là khu vực miền Trung Việt Nam với vĩ độ từ 15° ÷ 20° B, kinh độ từ 104° ÷ 109° Đ. Dữ liệu sử dụng bao gồm dữ liệu trọng lực mặt đất, dữ liệu trọng lực vệ tinh, dữ liệu GNSS-Thủy chuẩn, mô hình số độ cao, và mô hình thế trọng trường Trái Đất.

5.2. So sánh các phương án tính toán và đánh giá độ chính xác

Luận án thực hiện so sánh các phương án tính toán khác nhau, bao gồm việc kết hợp dữ liệu mô hình EIGEN-6C4 và dữ liệu GNSS-Thủy chuẩn (PA1), kết hợp dữ liệu trọng lực, dữ liệu mô hình EIGEN-6C4 và dữ liệu GNSS-Thủy chuẩn (PA2), và kết hợp dữ liệu trọng lực, dữ liệu mô hình EIGEN-6C4, dữ liệu địa hình và dữ liệu GNSS-Thủy chuẩn (PA3). Độ chính xác của các phương án được đánh giá bằng cách so sánh với dữ liệu GNSS-Thủy chuẩn độc lập.

5.3. Thành lập bản đồ dị thường độ cao trọng lực

Kết quả thực nghiệm được sử dụng để thành lập bản đồ dị thường độ cao trọng lực cho khu vực miền Trung Việt Nam trong hệ quy chiếu và hệ tọa độ WGS84 quốc tế. Bản đồ này có thể được sử dụng để tính toán độ cao chuẩn từ độ cao đo bằng công nghệ GNSS.

VI. Kết Luận và Triển Vọng Nghiên Cứu Dị Thường Độ Cao

Luận án đã đạt được những kết quả quan trọng trong việc xác định dị thường độ cao cho khu vực miền Trung Việt Nam. Phương pháp kết hợp dữ liệu RCR và Collocation bình phương nhỏ nhất đã được chứng minh là hiệu quả và cho độ chính xác cao. Kết quả nghiên cứu có thể được ứng dụng trong thực tế để xây dựng mô hình Geoid/Quasigeoid cho Việt Nam và tính toán độ cao chuẩn từ độ cao GNSS. Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc cải thiện độ chính xác của mô hình Geoid/Quasigeoid và mở rộng phạm vi nghiên cứu ra các khu vực khác của Việt Nam.

6.1. Đóng góp mới của luận án vào lĩnh vực trắc địa

Luận án đã đóng góp vào việc phát triển phương pháp và quy trình xác định dị thường độ cao trên cơ sở kết hợp các dữ liệu mặt đất và vệ tinh. Đồng thời, luận án cũng đã xây dựng được quy trình và module chương trình tính dị thường độ cao từ sự kết hợp các dữ liệu khác nhau, cho phép nâng cao độ chính xác, mức độ tự động hóa và thuận lợi ứng dụng trong điều kiện thực tế ở Việt Nam.

6.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo và ứng dụng tiềm năng

Hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc sử dụng các loại dữ liệu mới, chẳng hạn như dữ liệu trọng lực từ các dự án đo cao vệ tinh mới, để cải thiện độ chính xác của mô hình Geoid/Quasigeoid. Ngoài ra, cần có những nghiên cứu về ứng dụng của mô hình Geoid/Quasigeoid trong các lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn như quản lý tài nguyên và nghiên cứu biến đổi khí hậu.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Xác định độ cao chuẩn đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng hệ thống mốc độ cao quốc gia và phục vụ các công trình kỹ thuật. Mặc dù công nghệ GNSS hiện nay cho phép xác định độ cao trắc địa với độ chính xác cao so với mặt Ellipsoid, việc xác định độ cao chuẩn trực tiếp bằng phương pháp đo thủy chuẩn hình học lại gặp nhiều trở ngại lớn tại các khu vực đồi núi hiểm trở và hệ thống sông ngòi phức tạp. Về mặt lý thuyết, mối liên hệ giữa mặt Ellipsoid và mặt Quasigeoid được biểu diễn thông qua đại lượng dị thường độ cao ($\zeta = H - h^\gamma$). Khi xác định được dị thường độ cao với độ chính xác cao và mật độ đầy đủ, độ cao chuẩn của điểm bất kỳ có thể được tính chuyển trực tiếp từ độ cao trắc địa GNSS mà không cần đo thủy chuẩn truyền thống.

Tuy nhiên, sóng Quasigeoid cấu thành từ nhiều dải bước sóng khác nhau (bước sóng dài, trung, ngắn và cực ngắn), trong đó mỗi nguồn dữ liệu chỉ phản ánh một dải tần số nhất định: mô hình thế trọng trường Trái Đất phản ánh bước sóng dài; dữ liệu trọng lực vệ tinh phản ánh bước sóng trung; dữ liệu địa hình số phản ánh bước sóng ngắn; và dữ liệu GNSS-Thủy chuẩn cho giá trị dị thường độ cao trực tiếp tại các điểm khống chế. Việt Nam có đặc thù lãnh thổ kéo dài theo kinh tuyến, bề ngang hẹp, địa hình phức tạp và việc thu thập dữ liệu đo trọng lực mặt đất từ các quốc gia láng giềng gặp nhiều khó khăn. Do đó, khoảng trống nghiên cứu đặt ra là cần thiết lập một phương pháp luận và quy trình tính toán tối ưu nhằm kết hợp đa nguồn dữ liệu mặt đất và vệ tinh, xử lý hiệu quả nguồn số liệu hạn chế để xác định dị thường độ cao chính xác cao.

Luận án tiến sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật Trắc địa - bản đồ (Mã số: 9.520503) của nghiên cứu sinh Nguyễn Thành Lê, thực hiện tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất dưới sự hướng dẫn của TS Nguyễn Văn Sáng và TS Bùi Tiến Diệu (năm 2023), đã xác định các mục tiêu nghiên cứu cụ thể:

1. Xác lập cơ sở khoa học và phương pháp luận xác định dị thường độ cao trên cơ sở kết hợp các dữ liệu mặt đất và vệ tinh nói chung, thực nghiệm tính toán cho khu vực miền Trung Việt Nam nói riêng.
2. Lựa chọn cơ sở toán học thống nhất bao gồm hệ quy chiếu, hệ tọa độ và hệ triều cho các loại dữ liệu được thu thập từ các nguồn gốc khác nhau, đảm bảo tính đồng bộ trong tính toán và đánh giá kết quả.
3. Xác định dị thường độ cao cho khu vực miền Trung Việt Nam từ nguồn dữ liệu kết hợp và thành lập bản đồ dị thường độ cao trong hệ quy chiếu và hệ tọa độ WGS84 quốc tế.

• Đối tượng nghiên cứu: Dữ liệu dị thường trọng lực, dị thường độ cao; phương pháp kết hợp các nguồn dữ liệu có nguồn gốc khác nhau; kỹ thuật Loại bỏ – Tính toán – Phục hồi (RCR) và phương pháp Collocation bình phương nhỏ nhất (LSC) trong xác định dị thường độ cao.
• Phạm vi không gian: Khu vực miền Trung Việt Nam, giới hạn từ vĩ độ 15° ÷ 20° Bắc và kinh độ 104° ÷ 109° Đông.
• Phạm vi dữ liệu: Dữ liệu trọng lực mặt đất; dữ liệu dị thường trọng lực biển từ đo cao vệ tinh; dữ liệu mô hình thế trọng trường Trái Đất; mô hình số địa hình đất liền và biển; dữ liệu đo song trùng GNSS-Thủy chuẩn.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Tổng quan lịch sử nghiên cứu cho thấy các quốc gia trên thế giới và các nhà khoa học trong nước đã tiếp cận bài toán xác định dị thường độ cao và mô hình Geoid/Quasigeoid qua nhiều giai đoạn phát triển:

Các nghiên cứu trên thế giới

• Slovakia (1999): Xây dựng mô hình Quasigeoid trọng lực GMSQ98A bằng phép biến đổi nhanh FFT với công thức Stokes bình phương nhỏ nhất cải tiến, kỹ thuật RCR, mô hình EGM96, xử lý qua bộ phần mềm GRAVSOFT; kiểm tra trên 42 điểm GNSS-Thủy chuẩn đạt độ lệch chuẩn $\pm 2,4\text{ cm}$.
• Châu Âu (2008): Hoàn thành mô hình Geoid trọng lực EGG07 (cải tiến từ EGG97) thuộc dự án EGGP của IAG. Mô hình tích hợp dữ liệu vệ tinh CHAMP, GRACE, mô hình số độ cao SRTM3, GTOPO30 và mô hình thế EIGEN-GL04C bằng kỹ thuật RCR, đạt độ chính xác $\pm 0,01 \div \pm 0,02\text{ m}$.
• Hoa Kỳ (2009): Thiết lập mô hình USGG2009 dựa trên phương pháp thứ hai của Helmert, tích phân Stokes kết hợp FFT 1D, mô hình thế EGM2008, dữ liệu trọng lực DNSC08 và địa hình SRTM-DTED1; so sánh với 18.398 điểm GNSS-Thủy chuẩn đạt độ lệch chuẩn $\pm 6,3\text{ cm}$ đến $\pm 8,4\text{ cm}$, sau hiệu chỉnh đạt $4,3\text{ cm}$ toàn quốc.
• Canada (2010): Xây dựng mô hình CGG2010 (nâng cấp từ CGG2005) trên mặt ellipsoid GRS80 ($W_0 = 62.636.855\text{ m}^2/\text{s}^2$), sử dụng mô hình EGM2008, GOCO01S, mô hình số độ cao CDED 1:50 và kỹ thuật RCR, so sánh với 2.669 điểm GNSS-Thủy chuẩn cho độ lệch chuẩn từ $2\text{ cm}$ đến $10\text{ cm}$.
• Ba Lan (2013): Xây dựng mô hình Quasigeoid GDQM13 kết hợp mô hình thế EGM2008, EGM TIM RL05 (từ vệ tinh GOCE), mô hình DTED2, áp dụng kỹ thuật RCR và nội suy bằng phương pháp LSC qua phần mềm GRAVSOFT; đánh giá trên các mạng lưới POLREF, EUVN, ASG-EUPOS đạt độ sai lệch $\pm 1,4\text{ cm} \div \pm 1,8\text{ cm}$.
• Australia (2017): Mô hình AGQG2017 nâng cấp từ AGQG2009, kết hợp 280.000 trị đo trọng lực mặt đất, dữ liệu đo cao vệ tinh Jason-1, CryoSat-2 và DEM-H 1″×1″ (từ SRTM), dùng công thức Stokes cải tiến FFT-1D và kỹ thuật RCR, đạt độ lệch chuẩn $\pm 5 \div \pm 6\text{ cm}$.
• New Zealand (2017): Thiết lập mô hình NZGeoid2017 từ mô hình tham chiếu EIGEN-6C4, dữ liệu trọng lực hàng không, dữ liệu vệ tinh GOCE và phương pháp LSC, đạt độ chính xác $\pm 4,8\text{ cm}$.
• Iran (2018): Mô hình IRG2018 xây dựng bằng kỹ thuật RCR kết hợp LSC, mô hình EIGEN-6C4, EGM2008 và SRTM 1″, đạt độ lệch chuẩn $\pm 20\text{ cm}$ trên 1.286 điểm kiểm tra GNSS-Thủy chuẩn.

Mô hình / Quốc gia	Năm công bố	Dữ liệu chính sử dụng	Phương pháp xử lý	Độ chính xác đạt được
GMSQ98A (Slovakia)	1999	222.225 điểm trọng lực, EGM96, GRAVSOFT	FFT, Stokes cải tiến, RCR	$\pm 2,4\text{ cm}$
EGG07 (Châu Âu)	2008	CHAMP, GRACE, SRTM3, GTOPO30, EIGEN-GL04C	Kỹ thuật RCR	$\pm 0,01 \div \pm 0,02\text{ m}$
USGG2009 (Hoa Kỳ)	2009	1,5 triệu điểm trọng lực, EGM2008, DNSC08, SRTM	Helmert 2, FFT 1D, Stokes	$\pm 4,3\text{ cm}$ (toàn quốc)
CGG2010 (Canada)	2010	EGM2008, GOCO01S, CDED 1:50, trọng lực mặt đất	RCR, Stokes cải tiến	$2 \div 10\text{ cm}$
GDQM13 (Ba Lan)	2013	EGM2008, GOCE TIM RL05, DTED2, trọng lực	RCR, Collocation (LSC)	$\pm 1,4 \div \pm 1,8\text{ cm}$
AGQG2017 (Australia)	2017	280.000 điểm trọng lực, Jason-1, CryoSat-2, DEM-H	Stokes cải tiến, FFT-1D, RCR	$\pm 5 \div \pm 6\text{ cm}$
NZGeoid2017 (New Zealand)	2017	EIGEN-6C4, GOCE, trọng lực hàng không và mặt đất	LSC, Stokes cải tiến, RCR	$\pm 4,8\text{ cm}$
IRG2018 (Iran)	2018	EIGEN-6C4, EGM2008, SRTM 1″, 21.450 điểm trọng lực	RCR, Collocation (LSC)	$\pm 20\text{ cm}$

Các nghiên cứu tại Việt Nam

• Phạm Hoàng Lân (2009): Nghiên cứu thiết lập hệ độ cao chuẩn thống nhất không sử dụng mặt nước biển trung bình, dùng kỹ thuật RCR, mô hình EGM2008, EIGEN-5C và GRAVSOFT; hạn chế là số liệu trọng lực mặt đất còn thưa (lưới 5′×5′) và thiếu số liệu vùng biển, biên giới.
• Lê Minh (2008–2011): Dự án xây dựng mô hình Geoid địa phương "Geoid 2010" trên cơ sở mô hình Geoid trọng lực (kích thước 3′×3′), mô hình EGM2008 và 36.000 điểm trọng lực mặt đất; làm khớp trên 576 điểm GNSS-Thủy chuẩn, đạt sai số trung phương $M_N = \pm 0,082\text{ m}$ (vùng đồng bằng đạt $2 \div 4\text{ cm}$, vùng núi đạt $0,08 \div 0,10\text{ m}$).
• Phạm Thị Hoa (2012) và Bùi Thị Hồng Thắm (2015): Xác định ảnh hưởng của địa hình tới dị thường độ cao và độ lệch dây dọi bằng phương pháp tích phân số và hàm Spline tuyến tính; xác định bán kính ảnh hưởng địa hình tối đa đối với dị thường độ cao là $50\text{ km}$, với độ lệch dây dọi là $50 \div 55\text{ km}$.
• Nguyễn Duy Đô (2012): Đánh giá các mô hình DMA10, OSU91A, EGM96, EGM2008 và chính xác hóa dị thường độ cao EGM2008 bằng phương pháp Collocation cho khu vực Tây Nguyên và Duyên hải Nam Trung Bộ (mô hình EGM2008C), giúp sai số chuyền độ cao GNSS giảm từ $0,0244\text{ m/km}$ xuống $0,009\text{ m/km}$.
• Hà Minh Hòa: Xây dựng mô hình Quasigeoid quốc gia khởi đầu VIGAC2014 (dịch chuyển tịnh tiến $D_0 = 0,890\text{ m}$ tại Hòn Dấu) và mô hình VIGAC2017 chuyển đổi theo 7 tham số từ ITRF/WGS84 về VN-2000-3D dựa trên 164 điểm GNSS-Thủy chuẩn hạng I và II.
• Nguyễn Tuấn Anh (2018): Nghiên cứu hiệu chỉnh các hệ số điều hòa cầu của mô hình EGM2008 bằng dữ liệu trọng lực Faye và RTM theo phương pháp Colombo (1981) tại khu vực Đông Bắc.
• Đỗ Minh Tuấn (2017–2020): Đề tài TNMT.09 nghiên cứu xây dựng mô hình Geoid khu vực Nam Nghệ An – Bắc Hà Tĩnh, ứng dụng phép biến đổi nhanh Hartley (FHT) tích hợp vào phần mềm GRAVSOFT.
• Vũ Hồng Cường (2013): Thiết kế phương pháp xây dựng Quasigeoid theo trị đo gradien trọng lực vệ tinh GOCE kết hợp EGM2008, EIGEN-6C, mô hình WGM2012, DTU10GRA và GTOPO30, xây dựng 12 mô hình (QG01 đến QG12), đạt độ sai lệch $9 \div 10\text{ cm}$ tại miền Trung và Nam, $15 \div 16\text{ cm}$ tại miền Bắc.
• Nguyễn Văn Sáng (2013): Tính dị thường trọng lực và dị thường độ cao từ kết quả vệ tinh GOCE (mô hình GO_CONS_EGM_DIR_2I) dạng lưới 3′×3′, so sánh với 211 điểm GNSS-Thủy chuẩn đạt độ lệch chuẩn $0,328\text{ m}$.
• Lại Văn Thủy (2015): Nghiên cứu cấu trúc dữ liệu gradien trọng lực GOCE mức 2, tính chuyển trên 107.034 điểm gradien trọng lực về tọa độ VN-2000; sai số so với điểm trọng lực đo trực tiếp mặt đất đạt $m_g = \pm 28,711\text{ mGal}$.
• Vũ Đình Toàn (2019, 2021): Xây dựng mô hình Quasigeoid độ phân giải cao 5′×5′ cho Việt Nam sử dụng 29.121 điểm trọng lực mặt đất kết hợp tích phân Stokes biến đổi Fourier nhân Wong-Gore và phương pháp LSC; đánh giá trên 812 điểm GNSS-Thủy chuẩn cho độ lệch chuẩn $\pm 9,7\text{ cm}$.

Khoảng trống nghiên cứu của luận án

Các nghiên cứu trong nước trước đây chủ yếu tập trung thử nghiệm hoặc hiệu chỉnh hệ số mô hình thế toàn cầu, việc kết hợp đồng thời và đầy đủ các nguồn dữ liệu trọng lực mặt đất, dữ liệu đo cao vệ tinh trên biển, mô hình gradient trọng lực vệ tinh, mô hình địa hình số độ phân giải cao và số liệu GNSS-Thủy chuẩn còn hạn chế. Quy trình xử lý đồng bộ cơ sở toán học và phương pháp nội suy tối ưu phù hợp với điều kiện dữ liệu đo đạc thực tế của Việt Nam chưa được hoàn thiện. Luận án lựa chọn giải quyết bài toán kết hợp đa nguồn dữ liệu theo kỹ thuật RCR và phương pháp LSC áp dụng cho khu vực miền Trung Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết nền tảng

• Hệ thống độ cao chuẩn và mặt Quasigeoid: Dựa trên lý thuyết thế trọng trường của Molodensky (1962), Heiskanen & Moritz (1967), Hirvonen (1961) và Phạm Hoàng Lân (2013). Thế trọng trường thực $W$ và thế trọng trường chuẩn $U$ được xác định tương ứng với trọng lực thực $g$ và trọng lực chuẩn $\gamma$. Độ cao chuẩn $h_M^\gamma$ là khoảng cách từ điểm $M$ trên mặt đất dọc theo đường sức tới mặt Quasigeoid (tương đương khoảng cách từ điểm $N$ trên mặt Telluroid đến mặt Ellipsoid): $$h_M^\gamma = \frac{1}{\gamma_m} \int_0^M g dh$$ Trong đó $\gamma_m$ là giá trị tích phân trung bình của trọng lực chuẩn giữa mặt Telluroid và mặt Ellipsoid tham chiếu.
• Dị thường độ cao ($\zeta$): Hiệu số giữa độ cao trắc địa $H_M$ và độ cao chuẩn $h_M^\gamma$: $$\zeta_M = H_M - h_M^\gamma$$
• Dị thường trọng lực không khí tự do ($\Delta g_{FA}$): Hiệu giữa trọng lực thực trên mặt đất $g_M$ và trọng lực chuẩn $\gamma_0$ trên Ellipsoid cộng số hiệu chỉnh không khí tự do $\delta g_{FA}$: $$\Delta g_{FA} = g_M - \gamma_0 + \delta g_{FA}$$
• Dị thường trọng lực Faye ($\Delta g_{Faye}$): Bổ sung số hiệu chỉnh địa hình $\delta g_{diahinh}$ vào dị thường không khí tự do nhằm loại trừ ảnh hưởng của bề mặt địa hình gồ ghề: $$\Delta g_{Faye} = \Delta g_{FA} + \delta g_{diahinh} = \Delta g_{FA} + \frac{\pi G \delta}{n} \sum_{i=1}^m \sum_{j=1}^n (\Delta h)^2 \left(\frac{1}{a_i} - \frac{1}{a_{i+1}}\right)$$
• Phân rã phổ bước sóng Quasigeoid (Schwarz, 1987):
  • Thành phần bước sóng dài (>100 km): Phản ánh qua mô hình thế trọng trường Trái Đất ($\zeta_{EGM}$).
  • Thành phần bước sóng trung ($20 \div 200\text{ km}$): Phản ánh qua dữ liệu trọng lực đo trực tiếp và trọng lực vệ tinh ($\zeta_{\Delta g}$).
  • Thành phần bước sóng ngắn (<20 km): Phản ánh qua mô hình số độ cao địa hình ($\zeta_{DTM}$).

Nguồn dữ liệu sử dụng

1. Dữ liệu mô hình thế trọng trường Trái Đất: Mô hình EIGEN-6C4 (kết hợp dữ liệu vệ tinh CHAMP, GRACE, GOCE) biểu diễn dưới dạng chuỗi điều hòa cầu đến bậc và hạng $N_{max} = 2190$. Phương sai mức ($\sigma_L^2$) và sai số phương sai mức ($\varepsilon_{\sigma_L^2}$) được tính theo công thức của Tscherning (1974).
2. Dữ liệu địa hình số:
   • Trên đất liền: Sử dụng mô hình SRTM3arc_v4.1 độ phân giải $3″ \times 3″$ (khoảng $90\text{ m}$).
   • Trên Biển Đông: Sử dụng mô hình GEBCO 2020 độ phân giải $15″ \times 15″$.
   • Ghép nối hai mô hình thông qua phần mềm mã nguồn mở QGIS.
3. Dữ liệu trọng lực đo mặt đất và biển:
   • Dữ liệu trọng lực mặt đất: Thu thập từ Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ và Tổng cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam.
   • Dữ liệu trọng lực biển: Sử dụng mô hình trường trọng lực toàn cầu DTU17GRAV (Andersen và Knudsen, 2019) xác định từ đo cao vệ tinh.
4. Dữ liệu GNSS-Thủy chuẩn: Bộ dữ liệu gồm 131 điểm song trùng GNSS-Thủy chuẩn phân bố trong khu vực nghiên cứu miền Trung.

Nguyên tắc xử lý và thống nhất cơ sở toán học

• Thống nhất hệ quy chiếu và hệ tọa độ: Dữ liệu toàn cầu và GNSS đều nằm trong hệ tọa độ WGS84 quốc tế. Các dữ liệu đo đạc tại Việt Nam được tính chuyển từ hệ tọa độ quốc gia VN-2000 sang WGS84 quốc tế theo mô hình 7 tham số Bursa-Wolf (Quyết định 05/2007/QĐ-BTN-MT và Quyết định 1123/2007/ĐĐBĐ-CNTĐ):
  • Tham số dịch chuyển gốc: $\Delta x_0 = -191,90441429\text{ m}$; $\Delta y_0 = -39,30318279\text{ m}$; $\Delta z_0 = -111,45032835\text{ m}$.
  • Góc xoay trục tọa độ: $\omega_0 = -0,00928836″$; $\psi_0 = 0,00427372″$; $\varepsilon_0 = -0,00127271″$.
  • Hệ số tỷ lệ: $k = 1,000000252906278$.
• Thống nhất hệ triều: Dữ liệu đo đạc độ chính xác cao tại Việt Nam ở hệ triều trung bình (Mean tide) được quy đổi về hệ không phụ thuộc triều (Tide-free) đồng bộ với mô hình EIGEN-6C4 và DTU17GRAV theo công thức của Hà Minh Hòa (2014) và Chen (2009), sử dụng hệ số Love $k_2 = 0,3$.
• Kiểm soát và loại bỏ sai số thô: Dữ liệu sau khi loại bỏ bước sóng dài và ảnh hưởng địa hình được kiểm tra thống kê. Các điểm có giá trị vượt quá khoảng $(\text{Mean} - 3\delta_{\Delta - \Delta GGMs - \Delta DTM}, \text{Mean} + 3\delta_{\Delta - \Delta GGMs - \Delta DTM})$ tương ứng với xác suất thống kê $99,7%$ bị loại bỏ trước khi tính toán nội suy.

Phương pháp nghiên cứu

• Kỹ thuật Loại bỏ – Tính toán – Phục hồi (RCR - Remove-Compute-Restore):
  • Loại bỏ (Remove): Tách thành phần bước sóng dài từ mô hình thế trọng trường toàn cầu EIGEN-6C4 và thành phần bước sóng ngắn/trung do địa hình theo mô hình địa hình phần dư (RTM) ra khỏi dữ liệu trọng lực và dị thường độ cao.
  • Tính toán (Compute): Nội suy phần dư dị thường độ cao từ phần dư dị thường trọng lực và số liệu khống chế GNSS-Thủy chuẩn bằng phương pháp Collocation bình phương nhỏ nhất (LSC).
  • Phục hồi (Restore): Cộng lại thành phần bước sóng dài của mô hình thế và ảnh hưởng địa hình RTM vào kết quả nội suy phần dư.
• Phương pháp Collocation bình phương nhỏ nhất (LSC): Xây dựng hàm hiệp phương sai thực nghiệm từ dữ liệu phần dư, khớp với hàm hiệp phương sai lý thuyết và thực hiện nội suy tối ưu.
• Công cụ phần mềm và lập trình: Sử dụng bộ phần mềm GRAVSOFT Ver 2 kết hợp xây dựng các module chương trình máy tính chuyên dụng:
  • Module xác định phương sai mức và sai số phương sai mức của mô hình thế trọng trường.
  • Module xác định dị thường trọng lực và dị thường độ cao từ các hệ số hàm điều hòa cầu.
  • Module xác định ảnh hưởng của địa hình theo phương pháp RTM.
  • Module xác định hàm hiệp phương sai thực nghiệm.
  • Module xác định các tham số của hàm hiệp phương sai lý thuyết.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về nghiên cứu xác định dị thường độ cao ở Việt Nam và trên thế giới

Chương 1 tổng hợp toàn diện các thành tựu và công trình nghiên cứu xây dựng mô hình Geoid/Quasigeoid trên phạm vi quốc tế và trong nước:

• Phân tích kinh nghiệm quốc tế tại 8 quốc gia/khu vực: Slovakia, Châu Âu, Hoa Kỳ, Canada, Ba Lan, Australia, New Zealand, Iran. Rút ra các kết luận: hầu hết các nước đều khai thác dữ liệu trọng lực mặt đất chi tiết (lưới $1′ \times 1′$); kết hợp dữ liệu trọng lực vệ tinh (CHAMP, GRACE, GOCE) và đo cao vệ tinh; áp dụng kỹ thuật RCR và phương pháp LSC hoặc công thức Stokes cải tiến qua bộ công cụ GRAVSOFT; độ chính xác mô hình Quasigeoid quốc tế đạt dưới $10\text{ cm}$, một số khu vực đạt dưới $2\text{ cm}$.
• Đánh giá hiện trạng nghiên cứu tại Việt Nam qua 12 công trình tiêu biểu của các tác giả: Phạm Hoàng Lân, Lê Minh, Phạm Thị Hoa, Bùi Thị Hồng Thắm, Nguyễn Duy Đô, Hà Minh Hòa, Nguyễn Tuấn Anh, Đỗ Minh Tuấn, Vũ Hồng Cường, Nguyễn Văn Sáng, Lại Văn Thủy, Vũ Đình Toàn.
• Xác định những vấn đề còn tồn tại: nghiên cứu kết hợp đa nguồn dữ liệu mặt đất - vệ tinh còn hạn chế; quy trình xử lý thống nhất cơ sở toán học chưa hoàn thiện. Từ đó xác định rõ 3 nhiệm vụ trọng tâm cần giải quyết trong luận án.

Chương 2: Nghiên cứu phương pháp xác định dị thường độ cao trên cơ sở kết hợp các dữ liệu mặt đất và vệ tinh cho khu vực miền Trung Việt Nam

Chương 2 thiết lập cơ sở toán học, phương pháp luận và quy trình công nghệ:

• Trình bày tường minh hệ thống công thức lý thuyết về thế trọng trường, Telluroid, Quasigeoid, độ cao chuẩn, dị thường độ cao, dị thường trọng lực không khí tự do, dị thường Faye và mô hình thế trọng trường Trái Đất.
• Xây dựng thuật toán tính đổi tọa độ không gian, chuyển đổi hệ quy chiếu VN-2000 sang WGS84 qua 7 tham số Bursa-Wolf, và chuyển đổi hệ triều trung bình sang hệ không phụ thuộc triều.
• Xây dựng thuật toán phát hiện và loại bỏ sai số thô theo nguyên tắc $3\sigma$ trên chuỗi số liệu sau khi loại trừ ảnh hưởng bước sóng dài và địa hình.
• Phân tích chi tiết phương pháp RTM (Residual Terrain Model) loại bỏ ảnh hưởng địa hình bước sóng ngắn và phương pháp LSC (Collocation bình phương nhỏ nhất) để nội suy phần dư dị thường độ cao.
• Thiết lập quy trình công nghệ hoàn chỉnh và lập trình xây dựng 5 module chương trình máy tính bổ sung, nâng cao khả năng tự động hóa tính toán xử lý dữ liệu.

Chương 3: Thực nghiệm xác định dị thường độ cao cho khu vực miền Trung Việt Nam trên cơ sở kết hợp các dữ liệu mặt đất và vệ tinh

Chương 3 triển khai tính toán thực nghiệm trên khu vực miền Trung (vĩ độ $15^\circ \div 20^\circ\text{ B}$, kinh độ $104^\circ \div 109^\circ\text{ Đ}$) theo 3 phương án:

• So sánh đánh giá 4 mô hình thế trọng trường toàn cầu (EIGEN-6C4, SGG-UGM-1, GECO, EGM2008) trên 131 điểm song trùng GNSS-Thủy chuẩn, khẳng định tính ưu việt của mô hình EIGEN-6C4 tại khu vực thực nghiệm.
• Triển khai 3 phương án tính toán (PA):
  • Phương án 1 (PA1): Xác định dị thường độ cao trên cơ sở kết hợp dữ liệu mô hình EIGEN-6C4 và dữ liệu GNSS-Thủy chuẩn.
  • Phương án 2 (PA2): Xác định dị thường độ cao trên cơ sở kết hợp dữ liệu trọng lực (mặt đất và DTU17GRAV trên biển), dữ liệu mô hình EIGEN-6C4 và dữ liệu GNSS-Thủy chuẩn.
  • Phương án 3 (PA3): Xác định dị thường độ cao trên cơ sở kết hợp đầy đủ dữ liệu trọng lực, mô hình EIGEN-6C4, dữ liệu địa hình (RTM từ SRTM3 và GEBCO 2020) và dữ liệu GNSS-Thủy chuẩn.
• Đánh giá độ chính xác độc lập trên các điểm GNSS-Thủy chuẩn kiểm tra: Phương án 3 cho kết quả tối ưu nhất với độ lệch chuẩn đạt $\pm 0,078\text{ m}$.
• Thành lập bản đồ dị thường độ cao trọng lực cho khu vực miền Trung Việt Nam trong hệ quy chiếu và hệ tọa độ WGS84 quốc tế.

Phương án thực nghiệm	Dữ liệu đầu vào kết hợp	Xử lý ảnh hưởng địa hình	Đánh giá độ chính xác (Độ lệch chuẩn)
Phương án 1 (PA1)	EIGEN-6C4 + GNSS-Thủy chuẩn	Không xét RTM	Độ chính xác ở mức cơ sở
Phương án 2 (PA2)	Trọng lực (mặt đất + DTU17GRAV) + EIGEN-6C4 + GNSS-Thủy chuẩn	Không xét RTM	Cải thiện độ chính xác so với PA1
Phương án 3 (PA3)	Trọng lực + EIGEN-6C4 + Địa hình (SRTM3 & GEBCO 2020) + GNSS-Thủy chuẩn	Hiệu chỉnh địa hình RTM	Đạt độ chính xác cao nhất: $\pm 0,078\text{ m}$

Kết quả và những đóng góp mới

Các luận điểm bảo vệ

• Luận điểm 1: Kết hợp kỹ thuật “Loại bỏ – Tính toán – Phục hồi” (RCR) và phương pháp Collocation bình phương nhỏ nhất (LSC) là giải pháp phù hợp cho phép xác định dị thường độ cao từ các nguồn dữ liệu khác nhau của khu vực địa hình đặc trưng miền Trung Việt Nam.
• Luận điểm 2: Quy trình và module chương trình tính dị thường độ cao từ sự kết hợp các dữ liệu khác nhau cho phép nâng cao độ chính xác, mức độ tự động hóa và thuận lợi ứng dụng trong điều kiện thực tế ở Việt Nam.

Những đóng góp mới của luận án

1. Về mặt khoa học và phương pháp luận: Thiết lập cơ sở khoa học xác định dị thường độ cao trên cơ sở kết hợp đa dạng các nguồn dữ liệu mặt đất và vệ tinh theo kỹ thuật RCR và phương pháp LSC một cách tường minh về lý thuyết và kiểm chứng đúng đắn qua thực nghiệm đối với điều kiện địa hình miền Trung.
2. Về quy trình và công cụ tính toán: Xây dựng quy trình xử lý chặt chẽ và lập trình các module chương trình máy tính có tính tự động hóa cao, giải quyết bài toán xử lý đồng bộ dữ liệu từ nguồn số liệu hạn chế, hỗ trợ chuyển đổi chính xác giữa các hệ quy chiếu (VN-2000 sang WGS84) và hệ triều (Mean tide sang Tide-free).
3. Về kết quả thực tiễn: Thực nghiệm xác định thành công dị thường độ cao trọng lực khu vực miền Trung Việt Nam với độ lệch chuẩn đạt $\pm 0,078\text{ m}$. Thành lập bản đồ dị thường độ cao trong hệ quy chiếu và hệ tọa độ WGS84 quốc tế, tạo tiền đề ứng dụng công nghệ GNSS để xác định độ cao chuẩn phục vụ công tác trắc địa thực tế.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Dữ liệu trọng lực đo trực tiếp trên mặt đất tại các vùng núi hiểm trở khu vực miền Trung còn thưa thớt do điều kiện địa hình và giao thông khó khăn. Nguồn dữ liệu trọng lực từ các quốc gia láng giềng dọc biên giới phía Tây chưa được tiếp cận trực tiếp.
• Hướng nghiên cứu tiếp: Tiếp tục bổ sung dữ liệu trọng lực đo chi tiết tại các vùng núi còn thiếu; mở rộng phạm vi thực nghiệm áp dụng quy trình tính toán cho toàn bộ lãnh thổ Việt Nam nhằm hướng tới xây dựng mô hình Quasigeoid quốc gia hoàn chỉnh với độ chính xác và độ phân giải cao hơn.

Giá trị tham khảo

• Nghiên cứu sinh và học viên cao học: Tham khảo khung lý thuyết hoàn chỉnh về trường trọng trường Trái Đất, phương pháp Collocation bình phương nhỏ nhất (LSC), kỹ thuật RCR, cùng các công thức tính chuyển hệ tọa độ và hệ triều.
• Giảng viên và nhà nghiên cứu chuyên ngành Trắc địa - Bản đồ: Sử dụng làm tài liệu giảng dạy chuyên sâu về Trắc địa vật lý, Trắc địa cao cấp và kỹ thuật xây dựng mô hình Geoid/Quasigeoid địa phương.
• Cơ quan quản lý và đơn vị sản xuất trắc địa: Ứng dụng quy trình công nghệ và các module phần mềm đã xây dựng để chuyển đổi độ cao trắc địa GNSS sang độ cao chuẩn tại miền Trung mà không cần đo thủy chuẩn hạng IV, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí đo đạc thực địa.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cần kết hợp nhiều nguồn dữ liệu mặt đất và vệ tinh để tính dị thường độ cao?

Do sóng Quasigeoid phân bố trên nhiều dải tần số bước sóng khác nhau. Mô hình thế trọng trường toàn cầu (như EIGEN-6C4) phản ánh thành phần bước sóng dài (>100 km); dữ liệu trọng lực mặt đất và đo cao vệ tinh phản ánh bước sóng trung ($20 \div 200\text{ km}$); mô hình số địa hình phản ánh bước sóng ngắn (<20 km); và dữ liệu GNSS-Thủy chuẩn cung cấp giá trị chuẩn xác tại các điểm khống chế. Việc kết hợp đầy đủ các dữ liệu là điều kiện bắt buộc để xác định chính xác dị thường độ cao.

2. Kỹ thuật "Loại bỏ – Tính toán – Phục hồi" (RCR) trong luận án được thực hiện như thế nào?

Quy trình gồm 3 bước:

• Loại bỏ: Tách bỏ thành phần bước sóng dài từ mô hình EIGEN-6C4 và bước sóng ngắn/trung do địa hình (theo phương pháp RTM) ra khỏi dữ liệu trọng lực và dị thường độ cao.
• Tính toán: Dùng phương pháp Collocation bình phương nhỏ nhất (LSC) để nội suy phần dư dị thường độ cao từ phần dư dị thường trọng lực.
• Phục hồi: Cộng lại thành phần bước sóng dài và ảnh hưởng địa hình RTM vào kết quả phần dư để thu được dị thường độ cao hoàn chỉnh.

3. Cơ sở toán học giữa các nguồn dữ liệu được thống nhất về hệ quy chiếu và hệ triều nào?

Luận án thống nhất toàn bộ dữ liệu về hệ quy chiếu và hệ tọa độ WGS84 quốc tế (tính chuyển dữ liệu VN-2000 sang WGS84 qua 7 tham số Bursa-Wolf) và hệ không phụ thuộc triều (Tide-free, tính chuyển từ hệ triều trung bình Mean tide của Việt Nam với hệ số Love $k_2 = 0,3$).

4. Kết quả thực nghiệm tại khu vực miền Trung đạt độ chính xác bao nhiêu?

Qua 3 phương án thực nghiệm, Phương án 3 (PA3 kết hợp đầy đủ trọng lực mặt đất, DTU17GRAV biển, mô hình EIGEN-6C4, địa hình SRTM3/GEBCO 2020 và GNSS-Thủy chuẩn) cho kết quả tối ưu nhất với độ lệch chuẩn đạt $\pm 0,078\text{ m}$ ($\pm 7,8\text{ cm}$).

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Nguyễn Thành Lê đã giải quyết bài toán xác định dị thường độ cao tại khu vực miền Trung Việt Nam trên cơ sở kết hợp đa dạng dữ liệu mặt đất và vệ tinh. Bằng việc áp dụng kỹ thuật RCR và phương pháp LSC cùng hệ thống module chương trình máy tính tự xây dựng, nghiên cứu đã xử lý đồng bộ các nguồn dữ liệu trong hệ quy chiếu WGS84 và hệ không phụ thuộc triều. Kết quả thực nghiệm đạt độ lệch chuẩn $\pm 0,078\text{ m}$ và việc thành lập bản đồ dị thường độ cao trọng lực khu vực miền Trung là cơ sở thực tiễn quan trọng phục vụ xác định độ cao chuẩn từ công nghệ đo cao GNSS trong ngành Trắc địa Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 - Tổng quan về vấn đề xác định dị thường độ cao ở Việt Nam và trên thế giới; Chương 2 - Nghiên cứu phương pháp xác định dị thường độ cao trên cơ sở kết hợp các dữ liệu mặt đất và vệ tinh cho khu vực miền Trung Việt Nam; 6 Chương 3 - Thực nghiệm xác định dị thường độ cao cho khu vực miền Trung Việt Nam trên cơ sở kết hợp các dữ liệu mặt đất và vệ tinh; Kết luận và kiến nghị 11. Lời cảm ơn Trước tiên, tôi xin bày tỏ sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc tới thầy hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Văn Sáng và thầy GS.TS Bùi Tiến Diệu đã rất tận tình hướng dẫn, động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án này. Trong quá trình thực hiện luận án gặp rất nhiều khó khăn, vướng mắc trong xử lý dữ liệu cũng như các nội dung lý thuyết, tôi đã luôn nhận được những nhận xét, đánh giá và đặc biệt là những gợi ý của hai Thầy về hướng giải quyết các vấn đề nghiên cứu. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới các Thầy Cô bộ môn Trắc địa cao cấp, các Thầy Cô thuộc Khoa Trắc địa - Bản đồ và Quản lý đất đai, Phòng đào tạo Sau đại học, Ban Giám hiệu trường Đại học Mỏ - Địa chất đã tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận án.

Tôi cũng cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Anh em đồng nghiệp thuộc bộ môn Trắc địa - Bản đồ, các Thủ trưởng Viện Kỹ thuật Công trình đặc biệt, Thủ trưởng Học viện Kỹ thuật Quân sự đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian thực hiện học tập, nghiên cứu sinh tại trường Đại học Mỏ - Địa chất. Để khẳng định cơ sở lý thuyết nghiên cứu là đúng đắn, cần thiết phải có kết quả thực nghiệm, và để thực nghiệm được thì vấn đề cốt lõi là dữ liệu tính và bộ phần mềm ứng dụng. Nhờ sự giúp đỡ của thầy hướng dẫn, tôi đã thu thập được đầy đủ dữ liệu và có được phần mềm GRAVSOFT để tính toán thực nghiệm. Tôi xin chân thành cảm ơn nhóm tác giả và thầy hướng dẫn GS.TS Bùi Tiến Diệu về phần mềm này.

Tôi xin cảm ơn đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ, Bộ Giáo dục và Đào tạo (mã số: B2021-MDA-06) đã cung cấp số liệu để thực nghiệm luận án. Để hoàn thành được luận án này, không thể thiếu được sự sát cánh của Gia đình cùng anh em bạn bè. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Gia đình và anh em bạn bè đã luôn đồng hành, giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện luận án. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH DỊ THƯỜNG ĐỘ CAO Ở VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI Xác định mô hình Geoid/Quasigeoid là một nhiệm vụ quan trọng của Trắc địa đối với mỗi quốc gia hay khu vực.

Với các nước đã có mô hình thì cần xây dựng mô hình mới với độ chính xác cao hơn, còn đối với những nước chưa có mô hình thì cần thiết phải xây dựng được mô hình Geoid/Quasigeoid cho lãnh thổ. Đây cũng là nhiệm vụ quan trọng đối với ngành Trắc địa Việt Nam. Tổng quan về nghiên cứu xác định dị thường độ cao trên thế giới Xác định dị thường độ cao và nghiên cứu xây dựng mô hình Geoid/Quasigeoid là một trong những nhiệm vụ quan trọng không chỉ đối với toàn cầu, khu vực mà đặc biệt quan trọng với mỗi quốc gia. Điển hình cho việc nghiên cứu xác định dị thường độ cao và xây dựng mô hình Geoid/Quasigeoid của các quốc gia trên thế giới được kể đến: 1.