Bài giảng Trắc địa đại cương - Lương Bảo Bình

TRẮC ĐỊA ĐẠI CƯƠNG
Lương Bảo Bình
Bộ mơn Địa Tin Học


Giới thiệu

Ở đâu?

Như thế nào?
2


Giới thiệu

Bản đồ làng Bedolina, Italia, thời kỳ đồ sắt
3


Giới thiệu

Bản đồ của Dicearcus, 300 B.C.

4


Giới thiệu

Trắc địa – Bản đồ

5

Giới thiệu

Trái đất có hình dạng gì?

6


Giới thiệu
Mặt
phẳng?

7


Giới thiệu
Sai!
Sai! Sai!

Phải là
mặt cầu

8


Giới thiệu
Và hơi dẹt do
sự tự quay
quanh trục

Đúng rồi!
Trái đất là một
ellipsoid tròn xoay
9


Giới thiệu
Thật ra, mặt đất khơng thể là
mặt tốn học do cấu tạo khơng
đồng nhất của vỏ trái đất

Hình dạng trái đất nên
được định nghĩa như là
một mặt đẳng thế xấp xỉ
gần nhất với bề mặt đại
dương trung bình, yên tĩnh

gọi là
geoid
10


Giới thiệu
Rắc rối quá ..!
Đừng lo!
Điều đó giành
cho các nhà
trắc địa

Cho đo đạc cơ bản,
một diện tích nhỏ
trên mặt đất có thể
xem như mặt phẳng

11


Nội dung



Tổng quan



Các phép đo cơ bản



Tính tốn - Ứng dụng

12


Phần 1










Hình dạng trái đất
Hệ tọa độ trắc địa
Hệ tọa độ vng góc phẳng
Hệ tọa độ cực
Hệ cao độ
Định hướng đường thẳng
Bài tốn truyền góc định hướng
Hai bài tốn trắc địa cơ bản
13


Hình dạng trái đất
• Geoid
• Ellipsoid
• Mặt cầu
• Mặt phẳng
14


Geoid
Geoid: mặt nước gốc trái đất, mặt thủy chuẩn
– Mặt nước biển trung bình, yên tĩnh, kéo dài
xuyên qua các lục địa, hải đảo, làm thành một
mặt cong khép kín.
– Mặt đẳng thế xấp xỉ gần nhất với mặt đại

dương trung bình, yên tĩnh.
15


Tính chất của geoid
• Geoid là mặt đẳng thế
Mặt quy chiếu độ cao
Mỗi quốc gia thường xây dựng
một geoid cục bộ phù hợp nhất với dữ liệu
nghiệm triều của riêng mình.
• Geoid có phương dây
dọi trùng với phương
pháp tuyến

16


Ellipsoid

a

• a: bán trục lớn
• b: bán trục nhỏ
• Độ dẹt f = (a-b) / a

b

17

Ellipsoid
• Ellipsoid tồn cầu:
– Xấp xỉ gần nhất với
geoid tồn cầu
– Tâm, trục quay, và
khối lượng trùng với
trái đất thật

• Ellipsoid cục bộ (địa
phương):
– Xấp xỉ gần nhất với
geoid cục bộ tại đó
18


Độ lệch dây dọi
Phương pháp tuyến qua 1 điểm tới ellipsoid
thường khơng trùng với phương dây dọi
qua điểm đó.

Góc tạo bởi 2 phương trên
gọi là độ lệch dây dọi.
19


Độ lệch dây dọi

Độ lệch dây dọi thường có
giá trị rất nhỏ (vài giây)

h=H+N

20


Mặt cầu và mặt phẳng
• Mặt cầu: R = 6371.11 km
• Mặt phẳng: sai số tương đối về độ dài khi
thay thế mặt cầu bằng mặt phẳng

21


Hệ tọa độ trắc địa
• Vĩ độ: góc tạo bởi
phương pháp tuyến và
mặt phẳng xích đạo
• Kinh độ: góc tạo bởi
mặt phẳng chứa trục
quay và điểm
Greenwich với mặt
phẳng chứa trục quay
và điểm đang xét theo
chiều Tây sang Đơng
• Cao độ: khoảng cách
theo phương pháp
tuyến đến ellipsoid
tham chiếu

22

Hệ tọa độ trắc địa và vng góc xyz

• a: hệ tọa độ trắc địa (φ, λ, h)
• b: hệ tọa độ vng góc khơng gian (x,y,z)
23


Hệ tọa độ vng góc phẳng
• Phép chiếu bản đồ
– Các yếu tố cần quan tâm trên bản đồ
– Các mặt chiếu bổ trợ
– Một số phép chiếu bản đồ

• Hệ tọa độ vng góc phẳng Gauss-Krüger
• Hệ tọa độ vng góc phẳng UTM
24


Phép chiếu bản đồ

• a: globular
• b: orthographic
(mặt phẳng vng góc)
• c: stereographic
(mặt phẳng giữ góc)
• d: mercator
(hình trụ ngang giữ góc)

25