I. Tổng Quan Về Ứng Dụng GNSS Trong Đo Nối Khống Chế Ảnh
Công tác đo nối khống chế ảnh đóng vai trò then chốt trong thành lập bản đồ địa hình từ ảnh hàng không. Sự phát triển của công nghệ GNSS đã mang lại những phương pháp hiệu quả để xây dựng lưới khống chế ảnh. Tại Việt Nam, việc xây dựng các trạm tham chiếu hoạt động liên tục GNSS CORS quốc gia không chỉ phục vụ nghiên cứu khoa học mà còn góp phần vào phát triển kinh tế, xã hội, an ninh, quốc phòng. Xu hướng tất yếu là nghiên cứu, ứng dụng và khai thác dữ liệu từ các trạm GNSS CORS cho nhiều mục đích khác nhau. Luận văn này tập trung vào ứng dụng các trạm GNSS hoạt động liên tục trong đo nối khống chế ảnh phục vụ thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25.000 tại Quảng Bình. Mục tiêu là ứng dụng dữ liệu từ các trạm tham chiếu hoạt động liên tục để thành lập lưới khống chế ảnh.
1.1. Khái Niệm và Yêu Cầu Đo Nối Khống Chế Ảnh
Đo nối khống chế ảnh là quá trình xác định tọa độ các điểm trên ảnh, liên kết chúng với hệ tọa độ thực địa. Yêu cầu về độ chính xác của điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bản đồ thành phẩm. Số lượng và phương án bố trí điểm cũng cần được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo độ tin cậy của lưới khống chế. Quá trình thực hiện bao gồm thiết kế, đo đạc và xử lý số liệu để đạt được độ chính xác mong muốn.
1.2. Các Phương Pháp GNSS Phục Vụ Đo Nối Khống Chế Ảnh
Công nghệ GNSS cung cấp nhiều phương pháp đo đạc khác nhau, bao gồm đo tĩnh, đo tĩnh nhanh, đo động, định vị vi phân DGPS và đo tĩnh kết hợp với trạm tham chiếu hoạt động liên tục. Mỗi phương pháp có ưu và nhược điểm riêng, phù hợp với các điều kiện địa hình và yêu cầu độ chính xác khác nhau. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp là yếu tố then chốt để đảm bảo hiệu quả và độ tin cậy của công tác đo nối khống chế ảnh.
1.3. Thành Tựu Ứng Dụng GNSS Trong Đo Nối Khống Chế Ảnh
Ứng dụng công nghệ GNSS trong đo nối khống chế ảnh đã đạt được nhiều thành tựu đáng kể. Các phương pháp đo đạc ngày càng được hoàn thiện, trở nên nhanh chóng, đơn giản và hiệu quả hơn. Nhiều đơn vị đã sử dụng dữ liệu từ các điểm GNSS CORS cho các mục đích khác nhau, như thành lập lưới khống chế địa chính và lưới khống chế ảnh. Tuy nhiên, vẫn còn thiếu các văn bản quy định về việc khai thác và sử dụng dữ liệu trạm GNSS CORS quốc gia.
II. Khai Thác Dữ Liệu Trạm GNSS Liên Tục Tại Việt Nam Cách Nào
Việc khai thác dữ liệu từ các trạm GNSS hoạt động liên tục ở Việt Nam mở ra nhiều tiềm năng trong công tác đo đạc và thành lập bản đồ. Các trạm GNSS CORS của Bộ Tài nguyên và Môi trường, Cục Bản đồ (Bộ Tổng Tham mưu) và các đơn vị khác cung cấp nguồn dữ liệu quý giá. Hướng khai thác dữ liệu này nhằm xác định tọa độ điểm khống chế ảnh có thể thực hiện theo nhiều cách, tận dụng tối đa khả năng của hệ thống GNSS.
2.1. Mạng Lưới Trạm GNSS CORS Quốc Gia Hiện Nay
Bộ Tài nguyên và Môi trường đã thiết lập một số trạm tham chiếu hoạt động liên tục trên lãnh thổ Việt Nam và đang tiếp tục triển khai dự án "Xây dựng mạng lưới GPS cố định (CORS) trên lãnh thổ Việt Nam". Dự án này bao gồm 65 trạm GNSS CORS, tạo thành một mạng lưới quan trắc trên khắp đất nước. Cục Bản đồ (BTTM) cũng đã xây dựng và đưa vào sử dụng các trạm cơ sở thường trực DGNSS/CORS. Ngoài ra, một số đơn vị khác cũng xây dựng các trạm nhỏ lẻ.
2.2. Hướng Khai Thác Dữ Liệu Trạm GNSS CORS Để Đo Nối Ảnh
Trong phạm vi xác định tọa độ và độ cao điểm khống chế ảnh, khai thác số liệu trạm GNSS CORS có thể thực hiện theo hai hướng chính. Hướng thứ nhất là sử dụng các trạm GNSS CORS như các điểm khống chế tọa độ, độ cao Nhà nước truyền thống. Hướng thứ hai là tạo thành mạng lưới đo động thời gian thực NRTK. Việc lựa chọn hướng khai thác phù hợp phụ thuộc vào điều kiện thực tiễn về hạ tầng hệ thống trạm tham chiếu.
2.3. Ứng Dụng Trạm GNSS CORS Như Điểm Khống Chế Truyền Thống
Theo hướng này, các máy thu GNSS chỉ cần đặt tại các điểm khống chế ảnh của lưới thực nghiệm để thu tín hiệu vệ tinh. Tọa độ của các điểm khống chế ảnh được xác định thông qua việc xử lý dữ liệu của lưới GNSS thực nghiệm kết hợp với dữ liệu của các trạm tham chiếu hoạt động liên tục trong cùng thời điểm. Đây là phương pháp đơn giản và hiệu quả, phù hợp với điều kiện hạ tầng hiện tại ở Việt Nam.
III. Ứng Dụng Trạm GNSS Liên Tục Đo Nối Khống Chế Ảnh Tại Quảng Bình
Luận văn tập trung vào ứng dụng các trạm GNSS hoạt động liên tục để đo nối khống chế ảnh tại khu vực tỉnh Quảng Bình. Mục tiêu là xác định tọa độ và độ cao của các điểm khống chế ảnh đáp ứng yêu cầu thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25.000. Quá trình thực nghiệm bao gồm thu thập, xử lý số liệu và đánh giá kết quả đạt được.
3.1. Giới Thiệu Khu Vực Nghiên Cứu Thực Nghiệm Tại Quảng Bình
Khu vực thực nghiệm thuộc tỉnh Quảng Bình. Lưới GNSS được thi công phục vụ cho công tác đo nối khống chế ảnh thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25.000 gồm có 11 điểm. Trong đó, có 02 điểm là các điểm GNSS CORS (NARS và DNRS) và 09 điểm khống chế ảnh (CN-12, CN-13, CN-18, CN-19, CN-21, CN-23, CN-24, CN-28 và CN-29).
3.2. Mục Đích Yêu Cầu và Phương Pháp Thực Nghiệm Chi Tiết
Phần thực nghiệm nhằm xác định tọa độ và độ cao của các điểm khống chế ảnh đáp ứng yêu cầu phục vụ cho việc thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25.000 khu vực tỉnh Quảng Bình trên cơ sở sử dụng dữ liệu GNSS CORS. Sai số vị trí mặt phẳng của điểm bình sai không vượt quá 2.5m. Sai số độ cao của điểm sau bình sai phải nhỏ hơn hoặc bằng 1.0m.
3.3. Thu Thập Xử Lý Số Liệu Đo Đạc GNSS và Đánh Giá
Số liệu lưới được xử lý theo ba phương án: Phương án 1: Lưới được xử lý số liệu với thời gian ca đo là 150 phút. Phương án 2: Lưới được xử lý số liệu với thời gian ca đo là 120 phút. Phương án 3: Lưới được xử lý số liệu với thời gian ca đo là 90 phút. Từ các kết quả khi bình sai lưới thực nghiệm theo ba phương án đã lập được các bảng so sánh.
IV. Đánh Giá Độ Chính Xác Đo Nối Khống Chế Ảnh Bằng GNSS CORS
Việc đánh giá độ chính xác của phương pháp đo nối khống chế ảnh sử dụng GNSS CORS là rất quan trọng. Các kết quả bình sai lưới thực nghiệm theo ba phương án khác nhau (90 phút, 120 phút, 150 phút) được so sánh để xác định thời gian đo tối ưu. Sai số vị trí điểm và sai số độ cao được phân tích để đánh giá khả năng đáp ứng yêu cầu thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25.000.
4.1. So Sánh Sai Số Vị Trí Điểm Sau Bình Sai Lưới GNSS
Kết quả cho thấy, độ chính xác về vị trí mặt phẳng của các điểm đều nhỏ hơn giới hạn cho phép 2.5m, vì vậy lưới bình sai theo cả 3 phương án đều đáp ứng được yêu cầu cho việc thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25.000. Tuy nhiên, cần phân tích kỹ hơn về sai số độ cao để đưa ra kết luận cuối cùng.
4.2. Phân Tích Sai Số Độ Cao và Đề Xuất Thời Gian Đo Tối Ưu
Từ số liệu thống kê, độ chính xác xác định độ cao theo phương án 1 (150 phút) là chính xác nhất, phương án 3 (90 phút) là kém nhất trong 3 phương án thực hiện. Trong 3 phương án xử lý số liệu, chỉ có phương án 1 và phương án 2 đáp ứng yêu cầu độ chính xác đã đề ra cho việc thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25.000 tại khu vực thực nghiệm.
4.3. Đánh Giá Sai Số Chiều Dài Cạnh và Phương Vị Sau Bình Sai
Việc đánh giá sai số chiều dài cạnh và phương vị cũng góp phần quan trọng trong việc xác định độ tin cậy của lưới khống chế ảnh. Các sai số này cần được kiểm soát để đảm bảo chất lượng của bản đồ thành phẩm. Kết quả cho thấy, việc sử dụng thời gian đo dài hơn (150 phút) mang lại độ chính xác cao hơn cho cả chiều dài cạnh và phương vị.
V. Kết Luận và Kiến Nghị Về Ứng Dụng GNSS CORS Tại Quảng Bình
Luận văn đưa ra kết luận về khả năng ứng dụng trạm GNSS CORS trong đo nối khống chế ảnh tại Quảng Bình. Tọa độ và độ cao của các điểm khống chế ảnh đã được xác định trên cơ sở sử dụng số liệu của các trạm GNSS CORS (NARS và DNRS). Kết quả tính toán bình sai lưới thực nghiệm cho thấy thời gian ca đo tối thiểu để đảm bảo độ chính xác là 120 phút. Việc khai thác, sử dụng dữ liệu các trạm tham chiếu hoạt động liên tục là xu thế tất yếu.
5.1. Tóm Tắt Kết Quả Nghiên Cứu và Đánh Giá Chung
Kết quả nghiên cứu cho thấy việc sử dụng dữ liệu từ các trạm GNSS CORS là khả thi và hiệu quả trong công tác đo nối khống chế ảnh. Tuy nhiên, cần lựa chọn thời gian đo phù hợp để đảm bảo độ chính xác yêu cầu. Việc áp dụng công nghệ GNSS giúp giảm thiểu chi phí và thời gian đo đạc so với các phương pháp truyền thống.
5.2. Kiến Nghị Về Nghiên Cứu Thêm và Quy Định Pháp Lý
Cần có thêm một số khảo sát về việc sử dụng dữ liệu của các trạm tham chiếu hoạt động liên tục trong xây dựng lưới khống chế ảnh nhằm đáp ứng yêu cầu thành lập các loại bản đồ địa hình khác nhau, đặc biệt là bản đồ địa hình tỷ lệ lớn hơn. Cơ quan quản lý Nhà nước cần sớm ban hành văn bản quy phạm pháp luật quy định việc khai thác sử dụng dữ liệu các GNSS CORS cũng như chỉ tiêu, quy định kỹ thuật cho loại lưới này để có cơ sở áp dụng vào sản xuất.
