Chương 2. Hệ tọa độ tham chiếu dữ liệu không gian pptx

Chương 2
HE
HE
Ä
Ä
TO
TO
Ï
Ï
A
A
Đ
Đ
O
O
Ä
Ä
THAM CHIE
THAM CHIE
Á
Á
U D
U D
Ư
Ư
Õ LIE
Õ LIE
Ä
Ä
U
U

KHÔNG GIAN
KHÔNG GIAN
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
2.1. GIƠ
2.1. GIƠ
Ù
Ù
I THIE
I THIE
Ä
Ä
U
U
Thông tin đòa lý là thông tin về thuộc tính và vò trí
của các đối tượng trên bề mặt trái đất.
Để có thông tin về vò trí của các đối tượng trên
bề mặt trái đất người ta tiến hành lập mô hình biểu
diễn trái dất và xác lập một hệ tọa độ trên đó.
Vò trí của đối tượng trến trái đất hoàn toàn được
xác đònh thông qua các giá trò tọa độ trong hệ tọa
độ xác lập trên đó.
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
2.2. MÔ HÌNH TOA
2.2. MÔ HÌNH TOA
Ù
Ù
N HO
N HO
Ï
Ï

C
C
BIE
BIE
Å
Å
U DIỄN TRA
U DIỄN TRA
Ù
Ù
I
I
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
Trái đất có hình dạng như thế nào?
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
 Đònh nghóa: Geoid là mặt nước biển trung
bình yên tónh, kéo dài xuyên qua các lục
đòa và hải đảo tạo thành một bề mặt cong
khép kín.
 Tính chất: Tại bất kỳ một điểm nào trên mặt
Geoid, pháp tuyến cũng luôn luôn trùng với
phương của dây dọi qua điểm đó.
 Ứng dụng: Dùng để đo chênh cao

2.2. MÔ HÌNH TOA
2.2. MÔ HÌNH TOA
Ù
Ù
N HO
N HO
Ï
Ï
C
C
BIE
BIE
Å
Å
U DIỄN TRA
U DIỄN TRA
Ù
Ù
I
I
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
2.2.1. Mô hình Geoid
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

Geoid là bề mặt đặc
trưng cho hình dạng của
Trái đất và khó có thể biểu
diễn bởi một hình dạng
toán học nào
2.2. MÔ HÌNH TOA
2.2. MÔ HÌNH TOA
Ù
Ù
N HO
N HO
Ï
Ï
C
C
BIE
BIE
Å
Å
U DIỄN TRA
U DIỄN TRA
Ù
Ù
I
I
Đ
Đ
A
A
Á

Á
T
T
2.2.1. Mô hình Geoid
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
 Phương pháp thành lập: xoay một hình
ellipse quanh bán trục nhỏ của nó với kích
thước xấp xỉ Geoid.
 Các thông số cơ bản: bán trục lớn (a), bán
trục nhỏ (b), độ dẹt (f hoặc )
f = (a – b)/a
 Có hai loại ellipsoid: ellipsoid Trái đất (toàn
cầu) và ellipsoid tham chiếu (đòa phương).
2.2. MÔ HÌNH TOA
2.2. MÔ HÌNH TOA
Ù
Ù
N HO
N HO
Ï
Ï
C
C
BIE
BIE
Å
Å
U DIỄN TRA
U DIỄN TRA
Ù

Ù
I
I
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
2.2.2. Mô hình Ellipsoid
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
2.2. MÔ HÌNH TOA
2.2. MÔ HÌNH TOA
Ù
Ù
N HO
N HO
Ï
Ï
C
C
BIE
BIE
Å
Å
U DIỄN TRA
U DIỄN TRA
Ù

Ù
I
I
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
2.2.2. Mô hình Ellipsoid
Stt Ellipsoid
Bán trục lớn
a (m)
Nghòch đảo độ dẹt
(1/f)
1 Clarke 1880 6.378.249,145 293,465
2 Everest 1830 6.377.276,345 300,8017
3 Krasovsky 1940 6.378.245 298,3
5 Helmert 1906 6.378.270 297
6 WGS-84 6.378.137 298,257223563
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
Mối quan hệ giữa Trái đất và mô hình biểu diễn
Hệ tọa độ quốc tế
Hệ tọa độ đòa phương
ùBề mặt Trái đất
Bề mặt ellipsoid đòa phương
Bề mặt ellipsoid quốc tế
2.2. MÔ HÌNH TOA

2.2. MÔ HÌNH TOA
Ù
Ù
N HO
N HO
Ï
Ï
C
C
BIE
BIE
Å
Å
U DIỄN TRA
U DIỄN TRA
Ù
Ù
I
I
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
1. Mực nước biển 2. Ellipsoid 3. Phương dây dọi
4. Lục đòa 5. Geoid

2.2. MÔ HÌNH TOA
2.2. MÔ HÌNH TOA
Ù
Ù
N HO
N HO
Ï
Ï
C
C
BIE
BIE
Å
Å
U DIỄN TRA
U DIỄN TRA
Ù
Ù
I
I
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
Mối quan hệ giữa Trái đất và mô hình biểu diễn
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

 Trong trắc đòa – bản đồ: bề mặt Trái đất 
geoid.
 Trong thực tiễn: thay bằng ellipsoid.
 Điều kiện:
 Tâm ellipsoid trùng với trọng tâm Trái đất, mặt
phẳng xích đạo ellipsoid trùng với mặt phẳng
xích đạo Trái đất.
 Khối lượng ellipsoid bằng khối lượng Trái đất.
 Tổng bình phương các chênh cao giữa geoid
và ellipsoid là nhỏ nhất.
2.2. MÔ HÌNH TOA
2.2. MÔ HÌNH TOA
Ù
Ù
N HO
N HO
Ï
Ï
C
C
BIE
BIE
Å
Å
U DIỄN TRA
U DIỄN TRA
Ù
Ù
I
I

Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
Xây dựng mô hình toán học biểu diễn Trái đất
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
N
H
h
Bề mặt trái đất
Geoid
Ellipsoid
2.2. MÔ HÌNH TOA
2.2. MÔ HÌNH TOA
Ù
Ù
N HO
N HO
Ï
Ï
C
C
BIE
BIE
Å
Å

U DIỄN TRA
U DIỄN TRA
Ù
Ù
I
I
Đ
Đ
A
A
Á
Á
T
T
Xây dựng mô hình toán học biểu diễn Trái đất
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
 Được xác lập bởi hai
yếu tố: kinh độ và vó
độ đòa lý.
 Kinh độ () là góc nhò
diện giữa hai mặt
phẳng kinh tuyến gốc
và mặt phẳng kinh
tuyến qua điểm xét.
 Vó độ () là góc hợp
bởi phương của đường
dây dọi với mặt phẳng
xích đạo.
2.3. CA
2.3. CA

Ù
Ù
C HE
C HE
Ä
Ä
TO
TO
Ï
Ï
A
A
Đ
Đ
O
O
Ä
Ä
TH
TH
Ư
Ư
Ơ
Ơ
Ø
Ø
NG GA
NG GA
Ë
Ë

P
P
2.3.1. Hệ tọa độ đòa lý
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
 Kinh độ đòa lý có giá trò từ 0 đến 180
o
Đông,
Tây.
 Vó độ đòa lý có giá trò từ 0 đến 90
o
Nam, Bắc.
 Ngoài thực đòa, được xác đònh bằng các
phương pháp thiên văn, với công thức:
T
1
– T
2
= 
1
– 
2

nơi quan sát
= h
BĐ
 0
o
54’
2.3. CA
2.3. CA

Ù
Ù
C HE
C HE
Ä
Ä
TO
TO
Ï
Ï
A
A
Đ
Đ
O
O
Ä
Ä
TH
TH
Ư
Ư
Ơ
Ơ
Ø
Ø
NG GA
NG GA
Ë
Ë

P
P
2.3.1. Hệ tọa độ đòa lý
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
 Phương pháp xác
đònh trên bản đồ
 Là giao điểm giữa
đường kinh tuyến
và vó tuyến qua
điểm cần xét.
 Nếu điểm xét
không nằm trên
hệ thống đường
kinh vó tuyến kẻ
sẵn thì tính bằng
quy tắc tam xuất.
2.3. CA
2.3. CA
Ù
Ù
C HE
C HE
Ä
Ä
TO
TO
Ï
Ï
A
A

Đ
Đ
O
O
Ä
Ä
TH
TH
Ư
Ư
Ơ
Ơ
Ø
Ø
NG GA
NG GA
Ë
Ë
P
P
2.3.1. Hệ tọa độ đòa lý
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
 Gốc tọa độ là tâm của ellipsoid.
 Trục OZ trùng với trục quay.
 Trục OX là giao tuyến giữa mặt phẳng kinh
tuyến gốc và mặt phẳng xích đạo.
 Trục OY được xác đònh bằng quy tắc ba
ngón bàn tay trái.
 Hệ được ứng dụng nhiều trong trắc đòa vệ
tinh

2.3. CA
2.3. CA
Ù
Ù
C HE
C HE
Ä
Ä
TO
TO
Ï
Ï
A
A
Đ
Đ
O
O
Ä
Ä
TH
TH
Ư
Ư
Ơ
Ơ
Ø
Ø
NG GA
NG GA

Ë
Ë
P
P
2.3.2. Hệ tọa độ vuông góc không gian
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
Kinh tuyến gốc
O
Xích đạo
Z
Y
X
A
2.3. CA
2.3. CA
Ù
Ù
C HE
C HE
Ä
Ä
TO
TO
Ï
Ï
A
A
Đ
Đ
O

O
Ä
Ä
TH
TH
Ư
Ư
Ơ
Ơ
Ø
Ø
NG GA
NG GA
Ë
Ë
P
P
2.3.2. Hệ tọa độ vuông góc không gian
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
 Thường tính theo mét, là
giá trò khoảng cách.
 Trục OX là hình chiếu
của kinh tuyến giữa múi.
 Trục OY là hình chiếu
của xích đạo.
 Gốc tọa độ O được dời
về phía Tây 500km.
2.3. CA
2.3. CA
Ù

Ù
C HE
C HE
Ä
Ä
TO
TO
Ï
Ï
A
A
Đ
Đ
O
O
Ä
Ä
TH
TH
Ư
Ư
Ơ
Ơ
Ø
Ø
NG GA
NG GA
Ë
Ë
P

P
2.3.3. Hệ tọa độ vuông góc phẳng theo múi chiếu
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
 Là những quy tắc toán học để chuyển từ
bề mặt ellipsoid lên mặt phẳng bản đồ.
 Gọi chung là các phương trình chiếu.
 Tổng quát:
x = f
1
(,)
y = f
2
(,)
2.4. PHE
2.4. PHE
Ù
Ù
P CHIE
P CHIE
Á
Á
U BA
U BA
Û
Û
N
N
Đ
Đ
O

O
À
À
2.4.1. Khái niệm
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
 Mặt cong ellipsoid mặt phẳng bản đồ luôn
có sai số, gọi chung là các biến dạng.
 Có 3 loại biến dạng: góc, diện tích, khoảng
cách.
 Có những phép chiếu không có biến dạng
góc và diện tích, nhưng luôn có biến dạng
độ dài.
 Tại những nơi không biến dạng tỷ lệ bằng 1
(tỷ lệ chung), những nơi khác lớn hoặc nhỏ
hơn 1, gọi là tỷ lệ riêng.
2.4. PHE
2.4. PHE
Ù
Ù
P CHIE
P CHIE
Á
Á
U BA
U BA
Û
Û
N
N
Đ

Đ
O
O
À
À
2.4.2. Sai số chiếu hình
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
 Dựa vào vò trí tiếp xúc giữa bề mặt hỗ trợ
chiếu và mặt ellipsoid: phép chiếu đứng,
phép chiếu ngang và phép chiếu nghiêng.
2.4. PHE
2.4. PHE
Ù
Ù
P CHIE
P CHIE
Á
Á
U BA
U BA
Û
Û
N
N
Đ
Đ
O
O
À
À

2.4.3. Phân loại phép chiếu bản đồ
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
 Dựa vào bề mặt hỗ trợ chiếu: phép chiếu
hình trụ, phép chiếu hình nón và phép chiếu
phương vò.
2.4. PHE
2.4. PHE
Ù
Ù
P CHIE
P CHIE
Á
Á
U BA
U BA
Û
Û
N
N
Đ
Đ
O
O
À
À
2.4.3. Phân loại phép chiếu bản đồ
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
Các phép chiếu hình trụ
2.4. PHE
2.4. PHE

Ù
Ù
P CHIE
P CHIE
Á
Á
U BA
U BA
Û
Û
N
N
Đ
Đ
O
O
À
À
2.4.3. Phân loại phép chiếu bản đồ
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
2.4. PHE
2.4. PHE
Ù
Ù
P CHIE
P CHIE
Á
Á
U BA
U BA

Û
Û
N
N
Đ
Đ
O
O
À
À
Các phép chiếu hình nón
2.4.3. Phân loại phép chiếu bản đồ
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
2.4. PHE
2.4. PHE
Ù
Ù
P CHIE
P CHIE
Á
Á
U BA
U BA
Û
Û
N
N
Đ
Đ
O

O
À
À
Các phép chiếu phương vò
2.4.3. Phân loại phép chiếu bản đồ
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
 Dựa vào đặc điểm sai số: phép chiếu đồng
góc, phép chiếu đồng diện tích và phép
chiếu tự do.
2.4. PHE
2.4. PHE
Ù
Ù
P CHIE
P CHIE
Á
Á
U BA
U BA
Û
Û
N
N
Đ
Đ
O
O
À
À
2.4.3. Phân loại phép chiếu bản đồ

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
 Trên thực tế: kết hợp các phương pháp phân
loại với nhau, tên của phép chiếu đặt theo
các đặc điểm phân loại: phép chiếu hình trụ
đứng đồng góc, phép chiếu phương vò đứng
giữ khoảng cách,…
 Tên của phép chiếu còn được đặt theo tên
của tác giả đã xây dựng phép chiếu đó:
Mercator, Robinson,…
2.4. PHE
2.4. PHE
Ù
Ù
P CHIE
P CHIE
Á
Á
U BA
U BA
Û
Û
N
N
Đ
Đ
O
O
À
À
2.4.3. Phân loại phép chiếu bản đồ

Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
2.4. PHE
2.4. PHE
Ù
Ù
P CHIE
P CHIE
Á
Á
U BA
U BA
Û
Û
N
N
Đ
Đ
O
O
À
À
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
Minh họa đặc điểm biến dạng
của một số phép chiếu bản đồ
2.4. PHE
2.4. PHE
Ù
Ù
P CHIE

P CHIE
Á
Á
U BA
U BA
Û
Û
N
N
Đ
Đ
O
O
À
À
2.4.3. Phân loại phép chiếu bản đồ
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
Phép chiếu Gauss – Kruger:
 Phương pháp thành lập:
 Được Gauss thiết lập 1820 – 1830, Kruger hoàn
thiện vào 1912 – 1919.
 Chia ellipsoid làm 60 múi, múi số 1 tính từ kinh
tuyến Greenwich, tăng dần về phía Đông,
chiếu theo từng múi. Việt Nam thuộc múi 18,
19.
 Là phép chiếu hình trụ ngang đồng góc, hình
trụ tiếp xúc với ellipsoid.
2.4. PHE
2.4. PHE
Ù

Ù
P CHIE
P CHIE
Á
Á
U BA
U BA
Û
Û
N
N
Đ
Đ
O
O
À
À
2.4.3. Phân loại phép chiếu bản đồ
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
C
G
O
P
P1
P
P1
O
kinh
tuyen
tay

kinh
tuyen
dong
kinh tuyen giua
2.4. PHE
2.4. PHE
Ù
Ù
P CHIE
P CHIE
Á
Á
U BA
U BA
Û
Û
N
N
Đ
Đ
O
O
À
À
2.4.3. Phân loại phép chiếu bản đồ
Phép chiếu Gauss – Kruger:
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
 Đặc điểm lưới kinh vó tuyến:
 Kinh tuyến trục là đường thẳng, các kinh tuyến
khác là những đường cong đối xứng nhau qua

kinh tuyến trục.
 Xích đạo là đường thẳng vuông góc với kinh
tuyến giữa, các vó tuyến khác là những đường
cong lõm về hai cực, đối xứng nhau qua xích
đạo.
Phép chiếu Gauss – Kruger:
2.4. PHE
2.4. PHE
Ù
Ù
P CHIE
P CHIE
Á
Á
U BA
U BA
Û
Û
N
N
Đ
Đ
O
O
À
À
2.4.3. Phân loại phép chiếu bản đồ
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
Phép chiếu Gauss – Kruger:
 Đặc điểm sai số và biến dạng:

 Không có biến dạng về góc.
 Tỷ lệ biến dạng chiều dài không đổi dọc kinh
tuyến giữa và bằng 1 (k =1), càng ra hai kinh
tuyến biên, biến dạng càng tăng và đối xứng
nhau qua kinh tuyến giữa.
2.4. PHE
2.4. PHE
Ù
Ù
P CHIE
P CHIE
Á
Á
U BA
U BA
Û
Û
N
N
Đ
Đ
O
O
À
À
2.4.3. Phân loại phép chiếu bản đồ
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
Phép chiếu Gauss – Kruger:
 Ứng dụng:
 Được sử dụng ở nhiều nước trên thế giới và

Việt Nam để xây dựng các bản đồ đòa hình tỷ
lệ lớn.
 Mỗi múi chiếu, thành lập một hệ tọa độ vuông
góc riêng.
 Được quy đònh trong hệ tọa độ HN-72 ở Việt
Nam.
2.4. PHE
2.4. PHE
Ù
Ù
P CHIE
P CHIE
Á
Á
U BA
U BA
Û
Û
N
N
Đ
Đ
O
O
À
À
2.4.3. Phân loại phép chiếu bản đồ
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
 Hệ tọa độ theo
Gauss:

 P(x = 2.150.000m,
y = 18.572.000m)
2.4. PHE
2.4. PHE
Ù
Ù
P CHIE
P CHIE
Á
Á
U BA
U BA
Û
Û
N
N
Đ
Đ
O
O
À
À
2.4.3. Phân loại phép chiếu bản đồ
Phép chiếu Gauss – Kruger:
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
 Phương pháp thành lập:
 Được quân đội Mỹ đưa vào sử dụng từ năm
1940.
 Chia ellipsoid làm 60 múi, múi số 1, tính từ kinh
tuyến 180

0
, tăng dần về phía Đông. Việt Nam
thuộc 2 múi 48, 49.
 Cũng là phép chiếu hình trụ ngang đồng góc,
với hình trụ cắt ellipsoid tại hai cát tuyến.
2.4. PHE
2.4. PHE
Ù
Ù
P CHIE
P CHIE
Á
Á
U BA
U BA
Û
Û
N
N
Đ
Đ
O
O
À
À
2.4.3. Phân loại phép chiếu bản đồ
Phép chiếu UTM (Universal Transverse Mercator:
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
2.4. PHE
2.4. PHE

Ù
Ù
P CHIE
P CHIE
Á
Á
U BA
U BA
Û
Û
N
N
Đ
Đ
O
O
À
À
2.4.3. Phân loại phép chiếu bản đồ
Phép chiếu UTM (Universal Transverse Mercator:
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
 Đặc điểm lưới kinh vó tuyến:
180km
180km
Kinh tuyến giữa
0km
500km
Kinh tuyến giữa
X
Xích đạo

Phép chiếu UTM (Universal Transverse Mercator:
2.4. PHE
2.4. PHE
Ù
Ù
P CHIE
P CHIE
Á
Á
U BA
U BA
Û
Û
N
N
Đ
Đ
O
O
À
À
2.4.3. Phân loại phép chiếu bản đồ
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
 Đặc điểm lưới kinh vó tuyến:
 Kinh tuyến trục là đường thẳng, các kinh tuyến
còn lại là những đường cong đối xứng nhau
qua kinh tuyến trục.
 Xích đạo là đường thẳng vuông góc với kinh
tuyến trục, các vó tuyến còn lại là những
đường cong lõm về hai cực và đối xưng nhau

qua xích đạo.
 Không thể hiện hai cực (80
0
N đến 84
0
B)
2.4. PHE
2.4. PHE
Ù
Ù
P CHIE
P CHIE
Á
Á
U BA
U BA
Û
Û
N
N
Đ
Đ
O
O
À
À
2.4.3. Phân loại phép chiếu bản đồ
Phép chiếu UTM (Universal Transverse Mercator:
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng
 Ứng dụng:

 Được dùng để thiết kế các bản đồ đòa hình tỷ
lệ lớn ở nhiều nước trên thế giới.
 Được quân đội Mỹ sử dụng ở Việt Nam trước
năm 1975 (hệ INDIAN-54).
 Được quy đònh chính thức trong hệ VN-2000 ở
Việt Nam.
 Mỗi múi chiếu thành lập hệ tọa độ vuông góc.
2.4. PHE
2.4. PHE
Ù
Ù
P CHIE
P CHIE
Á
Á
U BA
U BA
Û
Û
N
N
Đ
Đ
O
O
À
À
2.4.3. Phân loại phép chiếu bản đồ
Phép chiếu UTM (Universal Transverse Mercator:
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

 Hệ tọa độ theo UTM:
 Dạng đầy đủ: P
(48N x = 2.150.000m,
y = 572.000m)
 Dạng rút gọn: P (x =
2.150.000m, y =
572.000m)
2.4. PHE
2.4. PHE
Ù
Ù
P CHIE
P CHIE
Á
Á
U BA
U BA
Û
Û
N
N
Đ
Đ
O
O
À
À
2.4.3. Phân loại phép chiếu bản đồ
Phép chiếu UTM (Universal Transverse Mercator:
Biên soạn: GV. Phạm Thế Hùng

 Bản đồ tỷ lệ nhỏ (tỷ lệ 1:1.000.000 và nhỏ
hơn): sử dụng phép chiếu hình nón đứng
đồng góc với 2 vó tuyến chuẩn 11
0
và 21
0
.
 Bản đồ tỷ lệ lớn: hiện nay đang sử dụng phép
chiếu UTM, trước đây chúng ta đã từng sử
dụng phép chiếu Gauss – Kruger.
2.4. PHE
2.4. PHE
Ù
Ù
P CHIE
P CHIE
Á
Á
U BA
U BA
Û
Û
N
N
Đ
Đ
O
O
À
À

2.4.4. Các phép chiếu được dùng cho bản đồ Việt Nam