nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng hạ tầng kỹ thuật thông tin địa lý phục vụ hợp tác giải quyết một số vấn đề cơ bản về khoa học trái đất trên lãnh thổ việt nam, khu vực và toàn cầu


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
VIỆN KHOA HỌC ĐO ĐẠC VÀ BẢN ĐỒ





BÁO CÁO TỔNG KẾT KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT
ĐỀ TÀI ĐỘC LẬP CẤP NHÀ NƯỚC

NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC XÂY DỰNG
HẠ TẦNG KỸ THUẬT THÔNG TIN ĐỊA LÝ PHỤC VỤ
HỢP TÁC GIẢI QUYẾT MỘT SỐ VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ
KHOA HỌC TRÁI ĐẤT TRÊN LÃNH THỔ
VIỆT NAM, KHU VỰC VÀ TOÀN CẦU



Chủ nhiệm đề tài: GS.TSKH. ĐẶNG HÙNG VÕ







7590
12/01/2010

Hà Nội, 4-2009


2

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
VIỆN KHOA HỌC ĐO ĐẠC VÀ BẢN ĐỒ
Đường Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội
***

BÁO CÁO TỔNG KẾT KHOA HỌC KỸ THUẬT
ĐỀ TÀI ĐỘC LẬP CẤP NHÀ NƯỚC


ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC XÂY DỰNG
HẠ TẦNG KỸ THUẬT THÔNG TIN ĐỊA LÝ PHỤC VỤ HỢP
TÁC GIẢI QUYẾT MỘT SỐ VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ KHOA
HỌC TRÁI ĐẤT TRÊN LÃNH THỔ
VIỆT NAM, KHU VỰC VÀ TOÀN CẦU




GS. TSKH. ĐẶNG HÙNG VÕ

Hà Nội, 4 - 2009


Bản quyền 2005 thuộc VKHĐĐBĐ
Đơn xin sao chép toàn bộ hoặc từng phần tài liệu này phải gửi đến Viện trưởng VKHĐĐBĐ
trừ trường hợp sử dụng với mục đích nghiên cứu
3

VIỆN KHOA HỌC ĐO ĐẠC VÀ BẢN ĐỒ
Đường Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội
***

BÁO CÁO TỔNG KẾT KHOA HỌC KỸ THUẬT

ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC XÂY DỰNG
HẠ TẦNG KỸ THUẬT THÔNG TIN ĐỊA LÝ PHỤC VỤ HỢP
TÁC GIẢI QUYẾT MỘT SỐ VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ KHOA
HỌC TRÁI ĐẤT TRÊN LÃNH THỔ
VIỆT NAM, KHU VỰC VÀ TOÀN CẦU

Hà Nội, ngày 19 tháng 12 năm 2008
CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI

GS. TSKH. Đặng Hùng Võ




Hà Nội, ngày 22 tháng 12 năm 2008
CƠ QUAN CHỦ TRÌ ĐỀ TÀI
VIỆN TRƯỞNG
VIỆN KHOA HỌC ĐO ĐẠC VÀ BẢN ĐỒ

Hà nội, 4-2008


Bản thảo viết xong 6/2008
Tài liệu này được chuẩn bị trên cơ sở kết quả thực hiện đề tài độc lập cấp nhà nước "Nghiên
cứu cơ sở khoa học xây dựng hạ tầng kỹ thuật thông tin địa lý phục vụ hợp tác giải
quyết một số vấn đề về khoa học trái đất trên lãnh thổ Việt Nam, khu vực và toàn cầu"
4






BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI



NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC
XÂY DỰNG HẠ TẦNG KỸ THUẬT THÔNG TIN ĐỊA LÝ
PHỤC VỤ HỢP TÁC GIẢI QUYẾT MỘT SỐ VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ
KHOA HỌC TRÁI ĐẤT TRÊN LÃNH THỔ
VIỆT NAM, KHU VỰC VÀ TOÀN CẦU


Người thực hiện chính:
- GS.TSKH. Đặng Hùng Võ
- TS. Lê Minh
- TS. Trần Bạch Giang
- TS. Nguyễn Thơ Các

- ThS. Lê Minh Tâm
- PGS. TS. Lê Quý Thức






5


MỤC LỤC


LỜI MỞ ĐẦU
11

PHẦN I: XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU TRƯỜNG TRỌNG LỰC TOÀN CẦU,
THIẾT LẬP MÔ HÌNH GEOID ĐỘ CHÍNH XÁC CAO TRÊN LÃNH THỔ
VIỆT NAM PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU HOẠT ĐỘNG CỦA TRÁI ĐẤT VÀ ĐỔI
MỚI CÔNG NGHỆ ĐO ĐỘ CAO BẰNG HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU

17



CHƯƠNG I.1: GIỚI THIỆU CHUNG 18

CHƯƠNG I.2: XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU TRƯỜNG TRỌNG LỰC Ở VIỆT NAM 22
I.2.1. MỞ ĐẦU 22

I.2.2. SỬ DỤNG HỆ TỌA ĐỘ VN-2000 CHO MỤC ĐÍCH TRỌNG LỰC 23
I.2.2.1.
Hệ toạ độ VN-2000
23
I.2.2.2.
Tính chuyển Hệ toạ độ HN-72 về Hệ toạ độ VN-2000
23
I.2.3.
HỆ THỐNG TRỌNG LỰC Ở VIỆT NAM 24
I.2.3.1.
Trọng lực bình thường trên Ellipsoid WGS-84
24
I.2.3.2.
Dị thường khoảng không tự do và dị thường Bouger
24
I.2.3.3.
Đánh giá độ chính xác của các giá trị trọng lực
25
I.2.4. XÂY DỰNG DỮ LIỆU TRỌNG LỰC TỪ CÁC SỐ LIỆU ĐO CAO VỆ TINH VÀ
MÔ HÌNH TRỌNG TRƯỜNG TOÀN CẦU EGM-96
29
I.2.4.1.
Xác định giá trị dị thường trọng lực
Δ
g theo các hệ số điều hoà C
nm
và S
nm
của
mô hình trọng trường toàn cầu EGM-96

29
I.2.4.2.
Tính giá trị dị thường trọng lực theo các kết quả đo cao vệ tinh altimetry
30
I.2.4.3.
Tổng hợp tính toán lưới ô vuông dị thường trọng lực theo các kết quả đo trọng
lực mặt đất và mô hình trọng lực toàn cầu EGM-96
31
I.2.5. XÂY DỰNG MÔ HÌNH SỐ ĐỘ CAO 31
I.2.6. NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP NỘI SUY TRỌNG LỰC 32
I.2.6.1.
Giới thiệu chung về các phương pháp nội suy
32
I.2.6.2.
Phương pháp nội suy Collocation
33
I.2.6.3.
Phương pháp nội suy Kriging
33
I.2.6.4.
Phương pháp trọng số nghịch đảo khoảng cách
36
I.2.6.5.
Phương pháp nội suy tam giác (TIN)
36
I.2.6.6.
Phương pháp hàm đa thức hồi quy
37
I.2.6.7.
Phương pháp hàm Spline

38
I.2.6.8.
Đánh giá độ chính xác của các phương pháp nội suy theo số liệu thử nghiệm
39
I.2.6.9.
Kết luận
40
I.2.7. XÂY DỰNG MÔ HÌNH Ô VUÔNG (GRID) DỊ THƯỜNG TRỌNG LỰC 40
I.2.7.1.
Chia vùng dữ liệu
41
I.2.7.2.
Thực hiện việc tính toán giá trị dị thường trọng lực tại các nút ô Grid trên mỗi vùng
41
I.2.7.3.
Gộp các vùng và đánh giá độ chính xác mô hình
44
I.2.8. KẾT QUẢ 44

CHƯƠNG I.3: LÝ THUYẾT VỀ THIẾT LẬP MÔ HÌNH GEOID ĐỘ CHÍNH
XÁC CAO
48
I.3.1. GIỚI THIỆU CHUNG 48
I.3.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÁC ĐỊNH GEOID TRỌNG LỰC 49
I.3.2.1.
Phương pháp Stokes
49
I.3.2.2.
Phương pháp Molodenski
50

I.3.2.3.
Phương pháp Remove-Restore trong tính toán độ cao Geoid
51
I.3.2.4.
Độ chính xác mô hình geoid xác định theo phương pháp trọng lực
54
I.3.3. PHƯƠNG PHÁP GPS -THUỶ CHUẨN (GPS-TC) 55
6

I.3.4. PHƯƠNG PHÁP KẾT HỢP GPS-TC VÀ TRỌNG LỰC (TL) 56
I.3.4.1.
Làm khớp theo phương pháp hàm tuyến tính
56
I.3.4.2.
Làm khớp theo phương pháp hàm Collocation
58
I.3.5. KẾT QUẢ 59
CHƯƠNG I.4: KẾT QUẢ TÍNH MÔ HÌNH ĐỘ CAO GEOID 61
I.4.1. GIỚI THIỆU CHUNG 61
I.4.2. KẾT QUẢ XÂY DỰNG MÔ HÌNH GEOID 62
I.4.2.1.
Tính giá trị độ cao geoid bằng phương pháp trọng lực
62
I.4.2.2.
Xây dựng mô hình ô lưới (Grid) Geoid trọng lực
65
I.4.2.3.
Làm khớp mô hình Geoid trọng lực vào mô hình Geoid hình học
65
I.4.2.4.

Xây dựng mô hình Geoid địa phương
68
I.4.2.5.
Đo cao GPS
72
I.4.3. KẾT QUẢ 74

CHƯƠNG I.5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75
I.5.1. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 75
I.5.2. NHỮNG KẾT QUẢ CHÍNH ĐẠT ĐƯỢC 75
I.5.2.1.
Xây dựng cơ sở dữ liệu trường trọng lực thống nhất
75
I.5.2.2.
Xây dựng mô hình Geoid độ chính xác cao ở Việt Nam
75
I.5.2.3.
Đo độ cao thủy chuẩn bằng GPS
76
I.5.3. KIẾN NGHỊ 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO
77




PHẦN II: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG LƯỚI TRẮC ĐỊA ĐỘNG LỰC ĐỘ
CHÍNH XÁC CAO CHO TRONG NƯỚC VÀ KHU VỰC, THAM GIA XỬ LÝ
SỐ LIỆU LƯỚI TOẠ ĐỘ ĐỘNG LỰC CHÂU Á - THÁI BÌNH DƯƠNG VÀ

LƯỚI ĐỘNG LỰC IGS (INTERNATIONAL GPS SERVICE) TOÀN CẦU,
PHỤC VỤ THỐNG NHẤT CƠ SỞ TOÁN HỌC CHO DỮ LIỆU ĐỊA LÝ
TOÀN CẦU VÀ GIẢI CÁC BÀI TOÁN PHÁT HIỆN KIẾN TẠO HIỆN ĐẠI
CỦA VỎ TRÁI ĐẤT
79


CHƯƠ
NG II.1: GIỚI THIỆU CHUNG 80

CHƯƠNG II.2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ TOÁN HỌC
LƯỚI TRẮC ĐỊA ĐỘNG LỰC ĐỘ CHÍNH XÁC CAO
84
II.2.1. TỔNG QUAN VỀ LƯỚI TRẮC ĐỊA ĐỘNG LỰC ĐỘ CHÍNH XÁC CAO 84
II.2.2. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ TOÁN HỌC LƯỚI TRẮC ĐỊA ĐỘNG LỰC ĐỘ
CHÍNH XÁC CAO
86
II.2.2.1.
Cơ sở lý thuyết
86
II.2.2.2.
Phần mềm xử lý lưới trắc địa động lực độ chính xác cao
87
II.2.2.3.
Hệ quy chiếu động ITRF (International Terrestrial Reference Frames)
89
II.2.4. KẾT QUẢ 91

CHƯƠNG II.3: XỬ LÝ SỐ LIỆU LƯỚI TOẠ ĐỘ ĐỘNG LỰC ĐỘ CHÍNH XÁC
CAO CHÂU Á-THÁI BÌNH DƯƠNG VÀ THIẾT KẾ LƯỚI TRẮC ĐỊA ĐỘNG LỰC

CHO VIỆT NAM VÀ ĐÔNG DƯƠNG
93
II.3.1. XỬ LÝ LƯỚI TRẮC ĐỊA KHU VỰC CHÂU Á-THÁI BÌNH DƯƠNG BẰNG
PHẦN MỀM BERNESE
93
II.3.1.1.
Xử lý dữ liệu của chu kỳ đo năm 1999
94
II.3.1.2.
Xử lý dữ liệu của chu kỳ đo năm 2000
95
II.3.1.3.
Xử lý dữ liệu của chu kỳ đo năm 2001
96
II.3.1.4.
Nhận xét chung về kết quả tính toán lưới châu Á - Thái Bình Dương bằng
phần mềm BERNESE

97
II.3.2. XỬ LÝ TRỊ ĐO LƯỚI TRẮC ĐỊA KHU VỰC ĐÔNG NAM Á 97
II.3.3. THIẾT KẾ CÁC TRẠM GPS CỐ ĐỊNH ĐÔNG DƯƠNG 100
7

II.3.4. KẾT QUẢ 103

CHƯƠNG II.4: PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG LƯỚI GPS ĐỘNG LỰC PHỤC VỤ
NGHIÊN CỨU BIẾN DẠNG VỎ TRÁI ĐẤT Ở VIỆT NAM VÀ PHÁT HIỆN KIẾN
TẠO HIỆN ĐẠI VỎ TRÁI ĐẤT Ở VIỆT NAM VÀ KHU VỰC
104
II.4.1. ỨNG DỤNG GPS TRONG NGHIÊN CỨU ĐỊA ĐỘNG LỰC 104

II.4.2. THIẾT KẾ LƯỚI TRẮC ĐỊA ĐỘNG LỰC TRÊN LÃNH THỔ VIỆT NAM VÀ
ĐÔNG DƯƠNG
105
II.4.3. KẾT QU
Ả 110

CHƯƠNG II.5: PHƯƠNG ÁN KỸ THUẬT THỐNG NHẤT CƠ SỞ TOÁN HỌC
CHO CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA LÝ TRONG NƯỚC VÀ KHU VỰC ĐÔNG NAM Á
111
II.5.1. KHÁI NIỆM VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA LÝ 111
II.5.2. HIỆN TRẠNG CÁC HỆ TOẠ ĐỘ ĐƯỢC XÂY DỰNG Ở CÁC NƯỚC ĐÔNG
NAM Á
112
II.5.3. LỰA CHỌN HỆ TOẠ ĐỘ ĐỂ THỐNG NHẤT CƠ SỞ DỮ
LIỆU ĐỊA LÝ CHO
CÁC NƯỚC ĐÔNG NAM Á
113
II.5.4. LỰA CHỌN LƯỚI CHIẾU BẢN ĐỒ ĐỂ THỐNG NHẤT DỮ LIỆU ĐỊA LÝ Ở
CÁC NƯỚC ĐÔNG NAM Á
116
II.5.5. PHƯƠNG ÁN THỐNG NHẤT CÁC HỆ ĐỘ CAO CÁC NƯỚC ĐÔNG NAM Á 117
II.5.6.
KẾT QUẢ 118

CHƯƠNG II.6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 119
II.6.1. NHỮNG KẾT QUẢ CHÍNH ĐẠT ĐƯỢC 119
II.6.2. NHỮNG KẾT LUẬN CHÍNH VỀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS HIỆN NAY 119
II.6.3. KIẾN NGHỊ 120

TÀI LIỆU THAM KHẢO 121

PHẦN III: NGHIÊN CỨU THÀNH LẬP CƠ SỞ DỮ LIỆU THÔNG TIN ĐỊA
LÝ CHUNG CHO 3 NƯỚC VIỆT NAM, LÀO, CAMPUCHIA
122

CHƯƠNG III.1: GIỚI THIỆU CHUNG 123

CHƯƠNG III.2: NỘI DUNG VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN CHO CƠ SỞ DỮ
LIỆU ĐỊA LÝ KHU VỰC ĐÔNG DƯƠNG
126
III.2.1. LỰA CHỌN NỘI DUNG CỦA CSDL ĐỊA LÝ KHU VỰC ĐÔNG DƯƠNG 126
III.2.2. ĐỊNH HƯỚNG XÂY DỰNG CSDL ĐỊA LÝ KHU VỰC 127
III.2.2.1.
Mức độ ưu tiên của các chuyên đề
127
III.2.2.2.
Mô hình tổng quát của CSDL địa lý khu vực
128
III.2.3.
KẾT LUẬN 130

CHƯƠNG III.3: CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA CSDL ĐỊA LÝ NỀN DÙNG CHUNG
CHO KHU VỰC
131
III.3.1. NỘI DUNG CỦA CSDL ĐỊA LÝ NỀN DÙNG CHUNG 131
III.3.2. LỚP THÔNG TIN CƠ SỞ TOÁN HỌC 132
III.3.2.1.
Những vấn đề về hệ quy chiếu tọa độ

133
III.3.2.2.
Tỷ lệ mô hình CSDL
133
III.3.2.3.
Lưới chiếu tọa độ về chiếu phẳng
134
III.3.3. MÔ HÌNH HOÁ CÁC ĐỐI TƯỢNG KHÔNG GIAN TRONG CSDL ĐỊA LÝ NỀN
CƠ BẢN
134
III.3.3.1.
Phương pháp Mô hình đối tượng (Object-based)
135
III.3.3.2.
Phương pháp Mô hình trường liên tục (Field-based)
135
III.3.3.3.
Nhóm đối tượng và mô tả thuộc tính chung của nhóm
136
III.3.4.
KẾT LUẬN 137

CHƯƠNG III.4: MÔ HÌNH DỮ LIỆU CỦA CSDL ĐỊA LÝ NỀN DÙNG CHUNG
CHO KHU VỰC
138
III.4.1. PHƯƠNG PHÁP LUẬN 138
8

III.4.2. MÔ HÌNH DỮ LIỆU 138
III.4.2.1.

Mô hình dữ liệu khái niệm lớp cơ sở toán học
138
III.4.2.2.
Mô hình dữ liệu khái niệm lớp ảnh trực giao
139
III.4.2.3.
Mô hình dữ liệu khái niệm lớp địa hình
140
III.4.2.4.
Mô hình dữ liệu khái niệm lớp thủy hệ
140
III.4.2.5.
Mô hình dữ liệu khái niệm lớp phủ thực vật
142
III.4.2.6.
Mô hình dữ liệu khái niệm lớp giao thông
142
III.4.2.7.
Mô hình dữ liệu khái niệm lớp dân cư
143
III.4.2.8.
Mô hình dữ liệu khái niệm lớp hành chính
145
III.4.3.
KẾT LUẬN 146

CHƯƠNG III.5: HỆ THỐNG CHUẨN THÔNG TIN ÁP DỤNG TRONG CSDL ĐỊA
LÝ NỀN DÙNG CHUNG CHO KHU VỰC
147
III.5.1. CÁC LOẠI CHUẨN THÔNG TIN 147

III.5.2. HỆ THỐNG CHUẨN THÔNG TIN CHO CSDL ĐỊA LÝ NỀN DÙNG CHUNG 148
III.5.2.1.
Chuẩn Metadata
149
III.5.2.2.
Chuẩn về cách thức mô tả dữ liệu và lưu trữ dữ liệu
149
III.5.2.3.
Chuẩn về nội dung CSDL
150
III.5.3.
KẾT QUẢ 158

CHƯƠNG III.6: XÂY DỰNG THỬ NGHIỆM CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA LÝ 160
III.6.1. DỮ LIỆU ĐƯA VÀO THỬ NGHIỆM 160
III.6.1.1.
Tài liệu, dữ liệu sử dụng cho quá trình thử nghiệm
161
III.6.1.2.
Đối tượng chuyên đề được thử nghiệm
161
III.6.2.
CẤU TRÚC CÁC LỚP DỮ LIỆU TRONG CSDL THỬ NGHIỆM 162
III.6.2.1.
Cấu trúc lớp dữ liệu cơ sở toán học
162
III.6.2.2.
Cấu trúc lớp địa hình
162
III.6.2.3.

Cấu trúc lớp thủy hệ
164
III.6.2.4.
Cấu trúc lớp giao thông
165
III.6.2.5.
Cấu trúc lớp phủ thực vật
166
III.6.2.6.
Cấu trúc lớp dân cư
166
III.6.2.7.
Cấu trúc lớp hành chính
167
III.6.3. NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH THỬ NGHIỆM 168

CHƯƠNG III.7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 170
III.7.1. KẾT LUẬN 170
III.7.2. ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 171
III.7.3. KIẾN NGHỊ 171

TÀI LIỆU THAM KHẢO 173




PHẦN IV: NGHIÊN CỨU VÀ HOÀN CHỈNH HỆ THỐNG CÁC LỚP BẢN ĐỒ CƠ
BẢN TỶ LỆ 1:1.000.000 PHẦN VIỆT NAM THEO CHUẨN QUỐC TẾ NHẰM
THAM GIA CHƯƠNG TRÌNH XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA LÝ TOÀN CẦU
ĐỂ CÓ ĐƯỢC HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ TOÀN THẾ GIỚI KÈM THEO

CÁC DỮ LIỆU ĐƯỢC CẬP NHẬT PHỤC VỤ QUẢN LÝ VÀ ĐẢM BẢO THÔNG
TIN CHO CÁC NHU CẦU TRONG NƯỚC
174

CHƯƠNG IV.1: GI
ỚI THIỆU CHUNG 175

CHƯƠNG IV.2: NGHIÊN CỨU HOÀN CHỈNH NỘI DUNG CÁC LỚP THÔNG TIN
CỦA BẢN ĐỒ TOÀN CẦU PHẦN VIỆT NAM
179
IV.2.1.
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN CỦA CHƯƠNG TRÌNH BẢN ĐỒ TOÀN CẦU 179
IV.2.1.1.
Sự hình thành của Chương trình Bản đồ Toàn cầu
179
IV.2.1.2.
Những tư liệu ban đầu phục vụ cho Chương trình BĐTC và các vấn đề cần
179
9

quan tâm
IV.2.1.3.
Những quan niệm về nội dung BĐTC
180
IV.2.1.4.
Tổ chức thực hiện Chương trình BĐTC
181
IV.2.2.
NHỮNG TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA BĐTC 183
IV.2.3.

PHƯƠNG PHÁP CHUNG THÀNH LẬP BĐTC 184
IV.2.4.
THÀNH LẬP BĐTC PHẦN VIỆT NAM 185
IV.2.4.1.
Các nguồn tài liệu thành lập bản đồ
185
IV.2.4.2.
Phương pháp thành lập BĐTC phần Việt Nam
186
IV.2.4.3.
Một số đặc thù kỹ thuật của công tác thành lập BĐTC phần Việt Nam
186
IV.2.5. NHỮNG GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ĐÃ THỰC HIỆN ĐỂ HOÀN THIỆN NỘI
DUNG BĐTC PHẦN VIỆT NAM
188
IV.2.5.1.
Thành lập bản đồ lớp phủ thực vật tỷ lệ 1:1.000.000
188
IV.2.5.2.
Xây dựng các bản đồ dạng vector phục vụ thành lập 3 lớp nội dung raster của
BĐTC phần Việt Nam
189
IV.2.5.3.
Chỉnh sửa lớp nội dung địa hình trên BĐTC phần Việt Nam
190
IV.2.5.4.
Cập nhật, chỉnh lý các lớp nội dung vector trên BĐTC phần Việt nam
191
IV.2.6. KẾT LUẬN 192

CHƯƠNG IV.3: XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU VÀ KHAI THÁC SỬ DỤNG THÔNG
TIN BẢN ĐỒ TOÀN CẦU CHO CÁC NHU CẦU Ở VIỆT NAM
193
IV.3.1. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ VÀ ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU 193
IV.3.1.1.
Các nội dung nghiên cứu cần triển khai
193
IV.3.1.2.
Lựa chọn công nghệ
193
IV.3.1.3.
Ứng dụng ArcGIS cho mô hình CSDL BĐTC
194
IV.3.2. XÂY DỰNG CSDL ĐỊA LÝ VÀ KHAI THÁC SỬ DỤNG THÔNG TIN BĐTC 195
IV.3.2.1.
Mục tiêu xây dựng CSDL địa lý toàn cầu
195
IV.3.2.2.
Thiết kế nội dung CSDL BĐTC
196
IV.3.2.2.
Xây dựng CSDL BĐTC
199
IV.3.2.3.
Xây dựng trang Web và phân phối CSDL BĐTC trên mạng Internet
200
IV.3.2.4.
Qui trình xây dựng mô hình biến động bề mặt trái đất
201
IV.3.3.

KẾT LUẬN 202

CHƯƠNG IV.4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 203
IV.4.1. KẾT LUẬN 203
IV.4.2. KIẾN NGHỊ 204

TÀI LIỆU THAM KHẢO 205



PHẦN V: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT KHUNG PHÁP LÝ VỀ THÔNG TIN ĐỊA LÝ
TOÀN CẦU VÀ VẤN ĐỀ BẢO VỆ CHỦ QUYỀN LÃNH THỔ CỦA TA THỂ HIỆN
TRÊN CƠ SỞ DỮ LIỆU
206

CHƯƠNG V.1: GIỚI THIỆU CHUNG 207

CHƯƠNG V.2: ĐỀ XUẤT KHUNG PHÁP LÝ VỀ THÔNG TIN ĐỊA LÝ 209
V.2.1. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VỀ KHUNG PHÁP LÝ 209
V.2.1.1.
Tình hình sản xuất, sử dụng, trao đổi thông tin địa lý trong nước và trên thế giới
209
V.2.1.2.
Nội dung nghiên cứu
211
V.2.2.
PHÂN LOẠI THÔNG TIN ĐỊA LÝ 211
V.2.2.1.
Thông tin địa lý và hệ thống thông tin địa lý
211

V.2.2.2.
Phân loại thông tin địa lý
212
V.2.3. NHỮNG VĂN BẢN QUY PHẠM PHÁP LUẬT HIỆN HÀNH VỀ THÔNG TIN
ĐỊA LÝ
212
V.2.4. QUAN ĐIỂM XÂY DỰNG KHUNG PHÁP LÝ VỀ THÔNG TIN ĐỊA LÝ 214
10

V.2.5. ĐỀ XUẤT KHUNG PHÁP LÝ VỀ THÔNG TIN ĐỊA LÝ 214
V.2.5.1.
Quy định pháp lý về thu nhận, sản xuất dữ liệu thông tin địa lý
214
V.2.5.2.
Quy định pháp lý về quản lý thông tin địa lý
215
V.2.5.3.
Quy định pháp lý về sử dụng, cung cấp, trao đổi, thương mại thông tin địa lý
215
V.2.5.4.
Quy định về bảo mật dữ liệu thông tin địa lý
215
V.2.6.
KẾT LUẬN 216

CHƯƠNG V.3: CHUẨN HÓA ĐỊA DANH VÀ VẤN ĐỀ THỂ HIỆN CHỦ QUYỀN
LÃNH THỔ VIỆT NAM TRÊN HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ
217
V.3.1.
VẤN ĐỀ THỂ HIỆN CHỦ QUYỀN LÃNH THỔ VIỆT NAM 217

V.3.2.
VẤN ĐỀ CHUẨN HÓA ĐỊA DANH 218
V.3.2.1.
Vấn đề chuẩn hóa địa danh ở Việt Nam hiện nay
219
V.3.2.2.
Các nguyên tắc phiên chuyển địa danh
220
V.3.3. KẾT LUẬN 221

CHƯƠNG V.4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 223
V.4.1. KẾT LUẬN 223
V.4.2.
KIẾN NGHỊ 223

TÀI LIỆU THAM KHẢO 225


KẾT LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 227



11

LỜI MỞ ĐẦU

Đề tài Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng hạ tầng kỹ thuật thông tin địa lý
phục vụ hợp tác giải quyết một số vấn đề cơ bản về khoa học trái đất trên lãnh
thổ Việt Nam, khu vực và toàn cầu được đăng ký thực hiện như một nhiệm vụ khoa
học cấp bách cần giải quyết vào thời điểm năm 2001, khi công tác đo đạc và bả

n đồ
Việt Nam đã gần hoàn thành xong các nhiệm vụ cơ bản như Xây dựng Hệ quy chiếu
tọa độ quốc gia (Hệ VN-2000), Xây dựng lưới điểm tọa độ quốc gia phủ trùm cả nước
(từ lưới tọa độ cấp "0", lưới tọa độ cấp I và II, lưới tọa độ địa chính tương đương cấp
III), Hoàn chỉnh lưới độ cao quốc gia, Xây dựng hệ th
ống bản đồ địa hình tỷ lệ
1/50.000 phủ trùm cả nước. Lúc đó, ngành đo đạc và bản đồ đang tìm định hướng
chiến lược phát triển trong khung cảnh mới của khoa học, công nghệ đo đạc và bản đồ
trên thế giới, yêu cầu mới về hạ tầng thông tin địa lý phục vụ quản lý nhà nước và sử
dụng của cộng đồng, nhu cầu hợp tác quố
c tế về thông tin đo đạc và bản đồ nhằm giải
quyết những vấn đề quan trọng của toàn hành tinh về ô nhiễm môi trường, biến động
vỏ trái đất, biến đổi khí hậu, v.v.
Đề tài độc lập cấp nhà nước này được xây dựng, phê duyệt và triển khai có nội
dung cơ bản tập trung vào tạo dựng cơ sở khoa học cho việc xây dựng hạ tầng thông
tin địa lý quốc gia trong quan h
ệ với hạ tầng thông tin địa lý toàn cầu và khu vực đủ để
giải quyết những vấn đề có sử dụng thông tin địa lý trên tầm quốc gia, khu vực và toàn
cầu. Hạ tầng thông tin địa lý là một khái niệm mới được hình thành vào vài năm sau
năm 1992 khi Chương trình nghị sự Thế kỷ 21 (Agenda 21) được thông qua Hội nghị
của Liên Hợp Quốc về môi trường và phát triển tại Rio de Janeiro vào tháng 6 năm
1992. Do yêu cầu thực hi
ện hành động chung toàn cầu về bảo vệ môi trường và phát
triển bền vững, Liên Hợp Quốc đã nhận thấy vai trò quan trọng của hệ thống thông tin
địa lý (còn gọi là dữ liệu không gian - Spatial Data) đầy đủ, chính xác, được cập nhật
thường xuyên và được kết nối toàn cầu trên cơ sở hệ thống thông tin địa lý của từng
quốc gia. Với vai trò này, các nhà khoa học, nhà hoạt động xã hội đã gọi các hệ th
ống
thông tin địa lý như vậy là hạ tầng thông tin địa lý (geographic information
infrastructure) hay hạ tầng dữ liệu không gian (spatial data infrastructure). Đi vào chi

tiết, có thể đưa ra nội dung cụ thể của hạ tầng thông tin địa lý trên phạm vi toàn cầu,
khu vực hay quốc gia bao gồm:
1. Hệ quy chiếu tọa độ thống nhất trên phạm vi toàn cầu và đó là cơ sở để kết nối
các hệ quy chiếu tọa độ các khu vực và các quố
c gia, tạo cơ sở để thể hiện các thông
tin địa lý trong một hệ thống tọa độ thống nhất.
2. Lưới điểm tọa độ trắc địa ở cấp độ toàn cầu (hiện nay là lưới IGS), khu vực
(lưới tọa độ khu vực Châu Á - Thái Bình Dương), quốc gia và sự liên kết giữa các lưới
tọa độ này trong một thể thống nhất.
3. Mối liên kế
t giữa mô hình toán học của trái đất (hình ellipsoid tròn xoay được
xác định trọng hệ WGS-84) và mô hình vật lý của trái đất (bề mặt đẳng thế "0" được
12

gọi là mặt Geoid trái đất) để tạo liên kết chặt chẽ giữa thế giới thực và mô hình toán
học của thế giới thực đó, đồng thời để quy chiếu các trị đo thực về mô hình toán học.
4. Hệ thống các dữ liệu địa lý dưới dạng ảnh chụp mặt đất từ vệ tinh, từ máy bay,
các loại dữ liệu về mặt đất thu nhậ
n được từ các loại sóng khác nhau, phổ khác nhau,
các loại dữ liệu đo đạc mặt đất, đáy biển, mặt biển được chuẩn hóa theo một chuẩn
thống nhất.
5. Hệ thống các dữ liệu bản đồ được thành lập từ các dữ liệu ảnh, dữ liệu đo đạc
mặt đất và các loại dữ liệu khác thu nhận được về trái đất trên cơ s
ở một chuẩn kỹ
thuật thống nhất.
Một hạ tầng thông tin địa lý toàn cầu được xây dựng trên cơ sở kết nối mạng giữa
các hạ tầng thông tin địa lý quốc gia, bảo đảm đủ mức độ chi tiết cần thiết, đủ độ chính
xác cần thiết, được cập nhật thường xuyên sẽ có đủ khả năng để trợ giúp thông tin
trong giải quyết các bài toán chung c
ủa toàn cầu và khu vực.

Trong hoàn cảnh của Việt Nam, ngành đo đạc và bản đồ đang tiếp cận tới những
vấn đề chung của toàn cầu và khu vực. Với cách tiếp cận mới, bước phát triển trong
nước cần được điều chỉnh lại để bảo đảm thông tin cho nhu cầu trong nước đồng thời
với việc tham gia giải quyết các vấn đề toàn cầu và khu vực (Châu Á - Thái Bình
D
ương, ASEAN, Đông Dương). Đề tài nghiên cứu khoa học này được đặt ra với
nhiệm vụ tạo dựng các cơ sở khoa học cho việc điều chỉnh lại bước đi cho ngành đo
đạc và bản đồ nước ta. Với mục tiêu này, đề tài tập trung vào 6 nhóm vấn đề nghiên
cứu bao gồm:
1. Xây dựng cơ sở dữ liệu trường trọng lực toàn cầu, thiết lập mô hình geoid độ
chính xác cao trên lãnh thổ Việt Nam phục vụ nghiên cứu hoạt động của trái đất và
đổi mới công nghệ đo độ cao bằng hệ thống định vị toàn cầu.
Đây là nội dung nghiên cứu về việc sử dụng các trị đo trọng lực mặt đất, đo độ
cao mặt nước biển từ vệ tinh, trọng lực vệ tinh nhằm đưa ra giải pháp xây dựng mặt
đẳng th
ế "0" trùng với mặt nước biển trung bình (gọi là mặt Geoid) với độ chính xác
rất cao trên phần lãnh thổ Việt Nam nhằm mục tiêu thiết lập cầu nối chính xác giữa mô
hình vật lý và mô hình toán học của trái đất (cho phần lãnh thổ và lãnh hải Việt Nam).
Từ đó, có thể sử dụng công nghệ định vị toàn cầu (GPS) vào đo đạc chính xác các yếu
tố trên trái đất thực, nhất là đo đạc độ cao theo mặt đẳ
ng thế, tạo khả năng nghiên cứu
các hoạt động của vỏ trái đất theo hướng ngang cũng như hướng đứng.
Đây là một vấn đề lý luận khoa học nhưng mang tính thực tiễn cao, cần thực hiện
đối với mỗi quốc gia, đã được thực hiện trên phạm vi toàn hành tinh, các lục địa khác
nhau, các khu vực địa lý khác nhau và các quốc gia khác nhau với độ chính xác khác
nhau. Hầu hết các nước phát triển đã giả
i quyết trọn vẹn vấn đề này với độ chính xác
cao nhất có thể trên lãnh thổ nước mình hoặc trên phạm vi lãnh thổ của một số nước
liên kết thành khu vực. Cơ quan Hàng không - Vũ trụ Mỹ (NASA) đang quan tâm giải
quyết vấn đề này trên phạm vi toàn cầu với những chi phí rất lớn vì đó là một dữ liệu

13

quan trọng của hệ thống thông tin địa lý toàn cầu, cần thiết cho điều khiển các tên lửa
đạn đạo và du hành vũ trụ.
Trong hoàn cảnh của Việt Nam, số liệu đo đạc trọng lực mặt đất và trọng lực
hàng không còn rất hạn chế. Các số liệu trọng lực còn trống ở nhiều khu vực, nhất là
các khu vực miền núi ít phát triển. Giải quyết bài toán này ở Việt Nam có nhữ
ng khó
khăn nhất định về phương pháp do thiếu các số liệu cần thiết. Đề tài đã đặt ra yêu cầu
nghiên cứu phương pháp thực hiện ở Việt Nam, kiến nghị việc bổ sung số liệu để hoàn
chỉnh kết quả ở mức độ của độ chính xác tương đương với các nước phát triển.
2. Nghiên cứu xây dựng lưới trắc địa động lực
độ chính xác cao cho trong nước
và khu vực, tham gia xử lý số liệu lưới toạ độ động lực Châu á - Thái Bình Dương và
lưới động lực IGS (International GPS Service) toàn cầu, phục vụ thống nhất cơ sở
toán học cho dữ liệu địa lý toàn cầu và giải các bài toán phát hiện kiến tạo hiện đại
của vỏ trái đất
Đây là một nhóm vấn đề quan trọng, nhằm mục tiêu nghiên cứu thay đổi quan
điểm hệ thố
ng tọa độ trắc địa tĩnh sang quan điểm hệ thống tọa độ trắc địa động, phục
vụ nghiên cứu trái đất và hoạt động của con người trong trạng thái động. Nói gọn như
vậy nhưng đây là sự thay đổi quan điểm mang tính bước ngoặt về khoa học và công
nghệ, giúp cho giải quyết những bài toán thực tế rất quan trọng như giám sát các hoạt
động củ
a trái đất như động đất, núi lửa, sóng thần, dịch chuyển lục địa, biến đổi khí
hậu, nước biển dâng, giám sát lũ lụt. Mặt khác, quan điểm trắc địa động gắn với ứng
dụng công nghệ GPS cho phép hình thành những dạng thức lưới tọa độ trắc địa khác
hẳn với quan niệm kinh điển, số điểm cố định ít hơn nên tiết kiệ
m kinh phí xây dựng
lưới điểm tọa độ quốc gia.

Quan điểm trắc địa động đã được Hiệp hội Trắc địa quốc tế (IAG - International
Assotiation of Geodesy) đưa ra các kết luận khoa học và kiến nghị áp dụng từ những
năm cuối của thập kỷ 90 của thế kỷ trước. Hệ quy chiếu tọa độ quốc tế động ITRF
(International Terrestrial Reference Frame) và lưới toạ độ
quốc tế động IGS
(International GPS Service) đã được hình thành và trợ giúp cho các quốc gia xây dựng
Hệ quy chiếu tọa độ quốc gia và lưới điểm toạ độ quốc gia theo quan điểm động.
Tại Việt Nam, cuối thế kỷ trước chúng ta đã hoàn thành toàn bộ các vấn đề về hệ
quy chiếu tọa độ và xây dựng lưới tọa độ theo quan niệm kinh điển (Hệ VN-2000 và lưới
điểm t
ọa độ quốc gia từ cấp "0" đến cấp III). Lúc này, cần thiết phải có nghiên cứu và kiến
nghị việc áp dụng quan điểm trắc địa động cho phù hợp với sự phát triển của thế giới,
đồng thời đáp ứng nhu cầu ứng dụng vào giải quyết các bài toán nghiên cứu hoạt động
của trái đất, biến đổi khí hậu, phòng tránh thiên tai cho phần lãnh thổ Việt Nam.
3. Nghiên cứ
u thành lập cơ sở dữ liệu thông tin địa lý chung cho 3 nước Việt
Nam, Lào, Campuchia
Dữ liệu địa lý của 3 nước Việt Nam, Lào và Căm-Pu-Chia đã được hình thành
chung từ cuối thế kỷ XIX do Nha Địa dư Đông Dương thiết lập. Việc liên kết dữ liệu
14

địa lý này có lợi cho từng nước, đồng thời giúp cho quan hệ hợp tác trên toàn phạm vi
bán đảo Đông dương.
Đến năm 1990, Chính phủ Việt Nam đã có chương trình viện trợ toàn diện cho
Chính phủ Lào về xây dựng dữ liệu đo đạc và bản đồ, đến nay đã chuyển sang kế
hoạch hợp tác 5 năm lần thứ 3. Với Cam-Pu-Chia, Chính phủ Việt Nam cũng đã phê
duyệt chương trình viện trợ về
đo đạc và bản đồ cho Căm-Pu-Chia bắt đầu từ năm
2005. Hơn nữa, hợp tác kinh tế giữa 3 nước trên bán đảo Đông dương đã được Thủ
tướng Chính phủ 3 nước thống nhất xây dựng một chương trình chung. Như vậy, việc

nghiên cứu xây dựng một hệ thống thông tin địa lý GIS chung cho 3 nước Việt Nam,
Lào, Căm-Pu-Chia là phù hợp với chương trình hợp tác về đo đạc và b
ản đồ, cũng như
chương trình hợp tác kinh tế giữa 3 nước.
Nhóm đề tài nghiên cứu này đặt vấn đề nghiên cứu chi tiết và kiến nghị một hệ
thống thông tin địa lý chung phù hợp với hiện trạng dữ liệu và yêu cầu hợp tác kinh tế
giữa 3 nước Việt Nam, Lào, Căm-Pu-Chia, đồng thời phù hợp với hạ tầng công nghệ
thông tin chung cho toàn khu vực bán đảo Đông Dương.
4. Nghiên cứ
u và hoàn chỉnh hệ thống các lớp bản đồ cơ bản tỷ lệ 1:1 000 000
phần Việt Nam theo chuẩn quốc tế nhằm tham gia chương trình xây dựng cơ sở dữ
liệu địa lý toàn cầu để có được hệ thống thông tin địa lý toàn thế giới kèm theo các dữ
liệu được cập nhật phục vụ quản lý và đảm bảo thông tin cho các nhu cầu trong nước.
Nhu cầu hợp tác quốc tế trên phạm vi toàn c
ầu để xây dựng một hệ thống thông
tin địa lý toàn cầu hay hạ tầng thông tin địa lý toàn cầu đang được đặt ra rất bức xúc.
Đây chính là một hạ tầng thông tin cần thiết giúp cho các nước chia sẻ thông tin, phối
hợp hành động trong việc giải quyết vấn đề môi trường toàn cầu. Đây cũng chính là
một nội dung của Chương trình Nghị sự 21 (Agenda 21) đã được lãnh đạo các quốc
gia trên toàn cầu thông qua tạ
i Hội nghị Thượng đỉnh về môi trường tại Rio de Janerio,
Brazil, từ 03 tới 14 tháng 6 năm 1992.
Ngay sau đó, cộng đồng đo đạc và bản đồ quốc tế đã đề xuất chương trình xây
dựng hệ thống thông tin địa lý toàn cầu dưới dạng các bản đồ quốc gia ở tỷ lệ
1/1.000.000, gọi là chương trình bản đồ toàn cầu (Global Mapping). Việt Nam đã tham
gia chương trình này, trong đó nội dung chính là cung cấp các lớ
p thông tin bản đồ tỷ
lệ 1/1.000.000 phần lãnh thổ theo chuẩn dữ liệu của chương trình và được phép thu
nhận để sử dụng các lớp thông tin bản đồ cùng tỷ lệ của tất cả các nước tham gia
chương trình. Có thể coi đây là một chương trình trao đổi dữ liệu địa lý các quốc gia

để sử dụng chung. Trong hoàn cảnh hiện nay, Chương trình bản đồ toàn cầu mới tập
hợp dữ li
ệu ở tỷ lệ 1/1.000.000 như một bước thử nghiệm, trong tương lai sẽ xem xét
vấn đề ở những tỷ lệ lớn hơn.
Nội dung nghiên cứu của nhóm vấn đề này là xây dựng các lớp dữ liệu bản đồ
của Việt Nam để cung cấp cho chương trình và cách thức xây dựng, tổ chức một cơ sở
dữ liệu địa lý toàn cầu phục vụ cho nhu cầ
u sử dụng và hợp tác quốc tế của Việt Nam.
15

5. Nghiên cứu đề xuất khung pháp lý về thông tin địa lý toàn cầu và vấn đề bảo
vệ chủ quyền lãnh thổ của ta thể hiện trên cơ sở dữ liệu
Vấn đề xây dựng khung pháp lý để bảo đảm thuận lợi cho hợp tác quốc tế về dữ
liệu địa lý đang được đặt ra trong quá trình hợp tác giữa Việt Nam và các nước khác.
Nội dung này rất rộng và đòi hỏi th
ời gian nhất định. Vì lý do này, nhóm vấn đề
nghiên cứu này chỉ đưa ra ở mức độ bảo đảm tính pháp lý cho quá trình thực hiện đề
tài và các kiến nghị cho việc xây dựng toàn diện về khung pháp lý.
Trong quá trình nghiên cứu đề tài này, nhóm đề tài đã có một số thuận lợi và một
số khó khăn nhất định. Thuận lợi cơ bản là Bộ Tài nguyên và Môi trường đã tạo điều
kiện cao nhất về d
ữ liệu, bố trí cán bộ có năng lực để thực hiện, kết hợp với nhiều
nhiệm vụ trong Bộ để kiểm định kết quả nghiên cứu, tiếp thu ngay kết quả nghiên cứu
để đưa vào áp dụng trong định hướng quản lý, xây dựng chiến lược và bố trí nhiệm vụ
triển khai. Nhóm cán bộ thực hiện nhiệm vụ đã nhiệt tình tham gia, động viên lực
lượng c
ủa các đơn vị trong Bộ cùng tham gia. Bên cạnh các thuận lợi, đề tài này gặp
khó khăn cơ bản là các kết quả nghiên cứu trên thế giới xuất hiện hàng ngày với nhiều
phương pháp mới, dữ liệu mới. Việc cập nhật để tiếp thu sao cho kết quả của đề tài
không bị lạc hậu đã làm cho nhiều nhóm vấn đề nghiên cứu phải kéo dài thời gian.

Mặc dù vậy, nhóm đề tài giữ
một nguyên tắc là không làm phát sinh kinh phí.
Kết quả nghiên cứu của đề tài đã được đưa ngay vào áp dụng trong Bộ Tài
nguyên và Môi trường trong các công việc sau:
1. Cung cấp phương pháp luận, xác định phương hướng phát triển đúng giúp cho
Bộ Tài nguyên và Môi trường xây dựng và trình Thủ tướng Chính phủ phê duyệt
Chiến lược phát triển ngành đo đạc và bản đồ đến năm 2020. Thủ tướng Chính phủ đã
phê duyệt chiến lược này tại Quy
ết định số 33/2008/QĐ-TTg ngày 27 tháng 02 năm
2008.
2. Cung cấp phương pháp khoa học - công nghệ đúng đắn để Bộ Tài nguyên và
Môi trường có căn cứ giao nhiệm vụ cho các đơn vị thuộc Bộ triển khai bao gồm:
a. Dự án đo đạc bổ sung các điểm trọng lực nhằm hoàn thiện hệ thống các điểm
mốc trọng lực quốc gia và các điểm trọng lực chi ti
ết (kết quả của nhóm đề tài 1).
b. Xây dựng mặt Geoid độ chính xác cao và mô hình số bề mặt địa hình trên
phần lãnh thổ Việt Nam (kết quả của nhóm đề tài 1).
c. Xây dựng lưới tọa độ động phục vụ bảo đảm tọa độ cho các địa phương và
quan trắc chuyển động vỏ trái đất và các tai biến địa chất, hướng tới xây dựng Hệ quy
chiếu tọa
độ động (kết quả của nhóm đề tài 2).
d. Tiếp tục tham gia hợp tác xây dựng lưới tọa độ động khu vực Châu Á - Thái
Bình Dương (kết quả của nhóm đề tài 2).
đ. Xây dựng hệ thống thông tin địa lý độ chính xác cao khu vực Đồng bằng sông
Cửu Long để cảnh báo và phòng tránh lũ lụt (kết quả của nhóm đề tài 1 và 2).
16

e. Triển khai chương trình hợp tác với Lào, Căm-Pu-chia về đo đạc và bản đồ
(kết quả của nhóm đề tài 3).
g. Tiếp tục tham gia chương trình bản đồ toàn cầu (kết quả của nhóm đề tài 4).

h. Triển khai dự án xây dựng hệ thống địa danh trên bản đồ, trong đó có hạng
mục về thống nhất hệ thống địa danh quốc tế (kết quả c
ủa nhóm đề tài 5).
Đề tài độc lập cấp nhà nước này đã bảo đảm triển khai đúng mục tiêu là giải
quyết một số vấn đề cấp bách về đo đạc và bản đồ phục vụ quản lý nhà nước. Hầu hết
các kết quả nghiên cứu đã được đưa ngay vào thực tế quản lý nhà nước và triển khai
các hoạt động sự nghiệp về đo đạc và b
ản đồ của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Đề tài
không xin phát sinh kinh phí, triển khai đúng với kinh phí đã được duyệt. Nhược điểm
duy nhất của đề tài là tiến hành tổng kết muộn hơn vài năm so với kế hoạch đề ra vì 2
lý do chính: một là một số nhóm đề tài phải kéo dài hơn khoảng 2 năm so với tiến độ
đề ra vì cần chờ đợi một số kết quả mới của qu
ốc tế; hai là chủ nhiệm đề tài đã yêu cầu
làm thêm một số nội dung so với kết quả đã nghiệm thu ở cơ sở để đủ căn cứ chắc
chắn khả năng áp dụng ngay vào hoàn cảnh của Việt Nam. Việc tổng kết tại thời điểm
hiện nay cũng có lợi là có căn cứ thực tiễn để đánh giá đề tài.











17

PHẦN I

XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU TRƯỜNG TRỌNG LỰC TOÀN CẦU,
THIẾT LẬP MÔ HÌNH GEOID ĐỘ CHÍNH XÁC CAO TRÊN LÃNH
THỔ VIỆT NAM PHỤC VỤ NGHIÊN CỨU HOẠT ĐỘNG CỦA
TRÁI ĐẤT VÀ ĐỔI MỚI CÔNG NGHỆ ĐO ĐỘ CAO BẰNG HỆ
THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU




Những người thực hiện Phần I:

1. Gs. TsKh. Đặng Hùng Võ, Bộ Tài nguyên và Môi trường
2. Ts. Lê Minh, Trung tâm Viễn thám, Bộ Tài nguyên và Môi tr
ường
3. Gs. TsKh. Phạm Hoàng Lân, Đại học Mỏ - Địa chất, Bộ Giáo dục và
Đào tạo
4. Ks. Nguyễn Tuấn Anh, Trung tâm Viễn thám, Bộ Tài nguyên và Môi
trường

18

CHƯƠNG I.1: GIỚI THIỆU CHUNG
Trong trắc địa hiện đại, mô hình hóa trái đất độ chính xác cao là một việc làm cần
thiết và cấp thiết. Khi đã có một mô hình trái đất với đầy đủ các tham số hình học, vật
lý, hóa học, sinh học, nhân văn, v.v. với độ chính xác cao thì người ta có thể nhận biết

rõ ràng, quy hoạch cụ thể, thi công chi tiết và giải quyết mọi việc khác có liên quan tới
trái đất và con người trong quá trình phát triển kinh tế, ổn đị
nh xã hội và bảo vệ môi
trường.
Khi thiết lập mô hình trái đất với độ chính xác cao, một thành phần quan trọng và
khó khăn cần quan tâm tới là việc xác định mô hình mặt Geoid (mặt đẳng thế "0" trùng
với mặt nước biển trung bình). Mô hình mặt Geoid độ chính xác cao đóng 2 vai trò:
thứ nhất, về mặt lý thuyết có thể coi đây là biểu hiện của trường trọng lực trái đất trên
bề mặt trái đất; thứ hai, về m
ặt thực tế mô hình này giúp cho việc chuyển các trị đo từ
mô hình vật lý về mô hình toán học của trái đất (hình ellipsoid tròn xoay), cũng giúp
cho việc ứng dụng phương pháp đo bằng GPS (đo đại lượng hình học) vào đo độ
chênh cao giữa các điểm trên bề mặt đất (độ chênh giữa các mặt đẳng thế).
Xây dựng mô hình Geoid chính xác được tiến hành trên cơ sở phân tích hệ thống
hỗn hợp nhiều loại tr
ị đo như số liệu đo trọng lực, số liệu đo GPS, số liệu đo cao thuỷ
chuẩn, số liệu đo cao vệ tinh, số liệu đo trường trọng lực trái đất bằng vệ tinh, v.v. Hệ
thống các số liệu phải đảm bảo đồng nhất về hệ quy chiếu, về đơn vị tính và về độ
chính xác.
Như vậy, để
xây dựng mô hình Geoid chính xác, chúng ta cần phải xem xét, thu
thập, xử lý và đánh giá các dữ liệu sau:
- Các dữ liệu đo trọng lực trên đất liền và trên biển;
- Các dữ liệu trọng lực tính được bằng đo cao vệ tinh, đo trọng lực vệ tinh thông
qua việc sử dụng các hệ số điều hoà trọng trường được công bố của các mô hình trọng
trường quốc tế (như mô hình OSU- 91 hoặ
c EGM - 96);
- Các số liệu đo GPS và đo cao thuỷ chuẩn trên các điểm GPS hoặc điểm độ
cao;
- Mô hình số độ cao bề mặt đất, v.v. …

Tất cả các số liệu trên cần được xử lý, kiểm tra đánh giá độ chính xác, và chuẩn
hoá để đưa vào một cơ sở dữ liệu chung gọi là dữ liệu trọng trường thống nhất ở Việt
Nam.
Như
vậy, để xây dựng mô hình Geoid chính xác, trước tiên là phải xây dựng cơ
sở dữ liệu trường trọng lực thống nhất, làm cơ sở để giải quyết các bài toán tính độ cao
Geoid. Các số liệu trong cơ sở dữ liệu có độ chính xác càng cao thì mô hình Geoid xác
định được có chính xác càng cao, tất nhiên phải có phương pháp tính toán phù hợp.
Như đã biết, Geoid là mặt đẳng thế trọng lực trùng với mặt nước biển trung bình,
đi qua điể
m khởi tính độ cao. Do đó, có thể coi Geoid là mặt khởi tính độ cao (độ cao
"0") cho tất cả các điểm trên bề mặt trái đất, đồng thời mặt này được sử dụng để tính

19

toán mô hình toán học của trái đất thực (hình dạng, kích thước của ellipsoid trái đất).
Nghiên cứu xác định mô hình Geoid chính xác chính là nghiên cứu xác định mặt khởi
tính làm cơ sở giải quyết một số nhiệm vụ của trắc địa, bản đồ, địa vật lý và hải dương
học. Trước tiên đối với trắc địa, mô hình Geoid được sử dụng để giải quyết các bài
toán sau:
- Định vị ellipsoid quy chiếu sao cho phù hợ
p với lãnh thổ Việt Nam.
- Chỉnh lý chặt chẽ và đảm bảo độ chính xác cao các trị đo trên mặt đất về mặt
ellipsoid quy chiếu.
- Áp dụng phương pháp đo cao vệ tinh thay thế cho việc xác định độ cao bằng
phương pháp thuỷ chuẩn từ hạng III trở xuống trong đo đạc lập bản đồ (với khả năng
công nghệ hiện tại, trong tương lai có thể đạ
t độ chính xác tốt hơn)
- Phục vụ cho việc thống nhất hệ thống toạ độ, độ cao khu vực và toàn cầu.
- Phục vụ cho xây dựng hệ thống lưới trắc địa động ở Việt Nam.

Trong lĩnh vực hải dương học, Geoid đóng vai trò quan trọng để xác định bề mặt
biển, bề mặt địa hình đáy biển và nghiên cứu sự chuyển d
ịch các dòng chảy của Đại
dương.
Đối với ngành địa vật lý, Geoid cho phép nghiên cứu những tính chất bên trong
của vỏ trái đất, dị thường của vật chất trong lòng đất, v.v. Những vấn đề này giúp cho
các nhà địa vật lý không chỉ tìm ra các thành phần vật chất tạo nên vỏ trái đất mà còn
nghiên cứu được sự chuyển động của vỏ trái đất theo thời gian.
Vì vậy, bài toán đặt ra là cần phải xây dựng mô hình Geoid với
độ chính xác cao,
đáp ứng và thoả mãn được các nhiệm vụ thực tế của sản xuất trắc địa, bản đồ và của
các ngành khác về khoa học trái đất. Ở nước ta, trong điều kiện hiện nay có thể xác
định mô hình Geoid với độ chính xác tới 0,1m.
Với mục đích trên, Phần I này của đề tài nghiên cứu khoa học cấp Nhà nước
mang tên: “Xây dựng cơ sở dữ liệu trường trọ
ng lực toàn cầu, thiết lập mô hình
Geoid độ chính xác cao lãnh thổ Việt Nam phục vụ nghiên cứu hoạt động của trái
đất và đổi mới công nghệ đo độ cao bằng hệ thống định vị toàn cầu” đặt ra các
nhiệm vụ cần giải quyết như sau:
1. Xây dựng cơ sở dữ liệu trường trọng lực ở Việt Nam.
2. Xây dựng mô hình Geoid độ chính xác cao phù hợp vớ
i Việt Nam.
3. Nghiên cứu các giải pháp, công nghệ đo cao bằng GPS thử nghiệm và đề xuất
các quy trình kỹ thuật đo đạc, tính toán.
4. Nghiên cứu phương pháp liên kết độ cao liên lục địa thông qua công nghệ
GPS độ chính xác cao và mạng quan trắc mực nước biển.
5. Phát triển một số phần mềm trong việc cung cấp thông tin về trường trọng lực,
độ cao Geoid và phân tích các biến động của vỏ trái đất.

20

Phần I của Đề tài được trình bầy thành 5 Chương gồm Chương I.1 là Chương mở
đầu và 4 Chương tiếp theo như sau:
Chương I.2: Xây dựng cơ sở dữ liệu trường trọng lực ở Việt Nam
Nội dung của Chương này là giới thiệu các phương pháp thu thập xác định các dữ
liệu trọng lực gồm phương pháp đo trọng lực mặt đất, phương pháp đo cao vệ tinh,
phương pháp s
ử dụng hệ số điều hoà mặt cầu, v.v. và các thông tin về độ chính xác của
dữ liệu trọng lực.
Nghiên cứu tập trung vào các phương pháp nội suy trọng lực để thiết lập mô hình
ô lưới (Grid) trọng lực có các ô chuẩn kích thước 3’×3’ (5km × 5km) để tìm ra các
phương pháp nội suy trọng lực có độ tin cậy cao. Xác định các hàm hiệp phương sai
trọng lực cho từng vùng lãnh thổ, từ đó xây dựng
được dữ liệu trọng lực thống nhất
trong cả nước dưới dạng lưới ô lưới trọng lực (Grid trọng lực). Cuối cùng, Chương này
giới thiệu tổng quan về xây dựng cơ sở dữ liệu trọng lực ở Việt Nam và cơ sở dữ liệu
trọng lực thống nhất được xây dựng phủ trùm từ ϕ = 8
0
đến ϕ = 12
0
và λ= 102
0
đến
λ = 114
0
.
Chương I.3: Lý thuyết về thiết lập mô hình Geoid độ chính xác cao
Chương này nghiên cứu cơ sở lý thuyết về xây dựng Geoid, các phương pháp xác
định độ cao Geoid như phương pháp trọng lực (phương pháp vật lý), phương pháp GPS-
Thủy chuẩn (phương pháp hình học), phương pháp kết hợp (trọng lực và GPS-TC). Mô

hình Geoid trọng lực được xây dựng bằng thuật toán "Remove - Restone", được ứng dụng
ở hầu hết các nước trong việc xây dựng mô hình Geoid địa ph
ương, cho phép kết hợp rất
hiệu quả các dữ liệu mặt đất trong nước và các dữ liệu toàn cầu. Phần cuối của Chương
này tập trung vào trình bày kỹ thuật tính toán mô hình Geoid độ chính xác cao trên cơ sở
làm khớp mô hình Geoid trọng lực vào mô hình Geoid hình học (xác định từ tập hợp các
điểm đo GPS-TC).
Chương I.4: Kết quả tính toán mô hình độ cao Geoid
Chương này giới thiệu kết quả nghiên cứu, phân tích, đánh giá độ chính xác của
từng phương pháp xác định mô hình độ cao Geoid đã giới thiệu ở Chương trước và kết
quả tính toán độ cao Geoid trên cơ sở sử dụng các dữ liệu trọng lực mặt đất trong
nước, các dữ liệu trọng lực xác định được từ mô hình Geoid biểu diễn bằng chuỗi các
hệ số điều hoà C
nm
, S
nm
. Sau đó, nội dung nghiên cứu tập trung vào phương pháp tính
toán xác định mô hình độ cao Geoid trọng lực, Geoid hình học và Geoid độ chính xác
cao bằng phương pháp hỗn hợp hình học và trọng lực với đầy đủ nội dung từ giải pháp
tính toán tới đánh giá độ chính xác. Các mô hình Geoid được xây dựng phủ trùm toàn
lãnh thổ trong phạm vi từ ϕ = 8
0
đến ϕ = 12
0
và λ = 102
0
đến λ = 114
0
. Mô hình Geoid có
độ chính xác cao được xây dựng theo phương pháp làm khớp mô hình Geoid trọng lực

vào mô hình Geoid hình học gọi là mô hình Geoid-2003 với độ chính xác m
N
≤0.20m.
Phần cuối của Chương này là nội dung tính toán thử nghiệm các phương pháp xác
định mô hình Geoid địa phương cho hai khu vực Đồng bằng Bắc Bộ và Đồng bằng Nam
Bộ, từ đó đưa ra quy trình xây dựng mô hình Geoid địa phương và quy trình đo độ cao thuỷ

21

chuẩn bằng phương pháp GPS (đo cao GPS). Từ các phân tích lý thuyết và kết quả tính toán
thử nghiệm, có thể kết luận được là phương pháp đo cao GPS đạt được độ chính xác đo
thủy chuẩn hạng III hoặc hạng IV (trừ những vùng thiếu số liệu GPS-TC hoặc có địa hình
quá phức tạp).
Chương I.5: Kết luận và kiến nghị
Chương này đưa ra các kết quả mà đề tài đã đạt đượ
c, đồng thời đề xuất phương
án nâng cao độ chính xác của cơ sở dữ liệu trọng lực và độ chính xác của mô hình
Geoid ở Việt Nam.

22

CHƯƠNG I.2: XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU TRƯỜNG TRỌNG LỰC Ở VIỆT NAM

I.2.1. MỞ ĐẦU
Ở nước ta có các nguồn số liệu cơ sở có thể sử dụng thành lập mô hình Geoid bao
gồm:
− Số liệu đo trọng lực trên đất liền gồm gần 16.000 điểm trong đó có hơn 15.400
điểm do Tổng cục Địa chất trước đây (nay là Cục Địa chất và khoáng sản Việt Nam,
Bộ Tài nguyên và Môi trường) cung cấp và khoảng 600 điểm trọng lực do Cục Đo đạc
và Bản đồ Nhà nước trước đây, (nay là Cục Đo đạc và Bản đồ, Bộ Tài nguyên và Môi

trườ
ng) thực hiện.
− Số liệu giá trị dị thường trọng lực khoảng không tự do nhận được từ đo cao vệ
tinh do cơ quan Đo đạc Bản đồ Quốc gia Mỹ (NIMA) cung cấp, các số liệu này có
trong khoảng:
λ
= [102
0
E - 114
0
E],
ϕ
= [8
0
N - 24
0
N].
− Các số liệu dị thường trọng lực khoảng không tự do tính từ hệ số điều hoà
(C
nm
, S
nm
), trong đó n
max
= m
max
= 360 do NIMA cung cấp.
− Các số liệu đo cao GPS - TC (các điểm có cả độ cao đo bằng GPS và độ cao đo
bằng thuỷ chuẩn hình học). Các số liệu này được chọn lọc từ 361 điểm GPS - TC đã được
sử dụng để xây dựng mô hình Geoid VN-99 trong khi xây dựng hệ quy chiếu và hệ toạ độ

VN-2000.
− Các số liệu đo trọng lực biển do Tổng cục Dầu khí cung cấp.
− Dữ liệu mô hình số độ cao được lấy từ mô hình số độ cao toàn cầu, dữ liệu này
được lưu dưới dạng lưới ô vuông (Grid) có kích thước 30" × 30" (1km × 1km). Ngoài
ra có sử dụng mô hình số độ cao lấy từ bản đồ địa hình tỷ lệ1/25.000, 1/50.000 phủ
trùm toàn Việt Nam để so sánh (trong tương lai gần, số liệu này được thay thế bằng
mô hình số độ cao DEM độ chính xác cao của Việt Nam hiện nay đang xây dự
ng).
Vấn đề đặt ra ở đây là các số liệu đã nêu ở trên được xử lý ở những hệ thống toạ
độ khác nhau, cụ thể là:
- Các số liệu trọng lực đo trực tiếp trên đất liền và trên biển được tính trong Hệ
toạ độ HN-72 với Ellipsoid Kraxovski và hệ thống độ cao gần đúng (Hệ thống độ cao
chưa có cải chính trọng lực).
-
Các số liệu trọng lực tính từ đo cao vệ tinh (Altimetry) và tính từ các hệ số
điều hoà trọng trường quốc tế của mô hình EGM-96 được tính trên cơ sở Hệ Quy
chiếu Trắc địa toàn cầu WGS-84.
Trước tháng 7/2000, Hệ quy chiếu chính thức được sử dụng ở Việt Nam là Hệ
HN-72 với Ellipsoid quy chiếu Kraxovski. Sau tháng 7/2000, Thủ tướng Chính phủ đã
ký quyết định đưa vào sử dụng Hệ quy chiế
u và Hệ toạ độ VN-2000. Trên quốc tế, Hệ
quy chiếu toàn cầu được thống nhất sử dụng là Hệ WGS-84 (từ năm 1984).
Như vậy, để thống nhất các dữ liệu trên cần phải thực hiện các bài toán sau:
- Tính chuyển toàn bộ các dữ liệu dị thường trọng lực theo Hệ toạ độ HN-72 về
Hệ toạ độ VN-2000.

23

- Thống nhất các dữ liệu trọng lực mặt đất với các dữ liệu tính được từ vệ tinh trên Hệ
Quy chiếu Trắc địa toàn cầu WGS-84 (chuyển các dữ liệu trọng lực mặt đất từ Hệ VN-

2000 về Hệ WGS-84).
- Chuẩn hoá các mô hình độ cao trên Hệ WGS-84.
Như vậy, tất cả các số liệu nêu trên được kiểm tra, đánh giá và đưa về Hệ quy
chiế
u toạ độ thống nhất là Hệ quy chiếu trắc địa toàn cầu WGS-84.
I.2.2. SỬ DỤNG HỆ TỌA ĐỘ VN-2000 CHO MỤC ĐÍCH TRỌNG LỰC
I.2.2.1. Hệ toạ độ VN-2000
Tháng 7/2000, Hệ Quy chiếu và Hệ Tọa độ quốc gia VN-2000 đã chính thức
được sử dụng trong toàn quốc để thay thế Hệ tọa độ HN-72. Báo cáo khoa học về Hệ
VN-2000 (1999) có các thông số sau:
- Ellipsoid quy chiếu WGS-84 với bán trục lớn a=6378137m và độ dẹt
α
=1/298,2572235630.
- Điểm gốc tọa độ là điểm N00, đặt tại sân Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ,
tọa độ được xác định sau khi định vị lưới phù hợp với lãnh thổ Việt Nam, điểm gốc
N00 và lưới điểm GPS cấp "0" đều được đo nối với lưới điểm GPS quốc tế IGS. Tham
số tính chuyển tọa độ gi
ữa Hệ VN-2000 và Hệ WGS-84 đã được Cục Đo đạc và Bản
đồ Việt Nam công bố chính thức.
- Hệ toạ độ phẳng được xây dựng trên cơ sở phép chiếu bản đồ UTM.
Như vậy, Ellipsoid WGS-84 quốc tế được sử dụng là Ellipsoid quy chiếu để tính
các giá trị trọng lực thường theo các vĩ độ.
I.2.2.2. Tính chuyển Hệ toạ độ HN-72 về Hệ toạ độ VN-2000
Theo Báo cáo xây d
ựng Hệ Quy chiếu và Hệ Toạ độ quốc gia (1999), việc
chuyển tọa độ giữa Hệ HN-72 sang Hệ VN-2000 đã được giải quyết triệt để về lý
thuyết (giới thiệu đầy đủ các biện pháp tính chuyển tọa độ trong từng trường hợp),
cũng như về thực tiễn (một phần mềm tính chuyển tọa độ cho toàn Việt Nam đã được
cung cấp). Do Hệ
toạ độ HN-72 là hệ toạ độ 2 chiều (2D) nên không có thành phần độ

cao tham gia, vì vậy nên công thức tính chuyển toạ độ được sử dụng là:
2
5
2
4
2
3210
722000
iiiiii
HN
i
VN
i
LVLBVBVLVBVVBB Δ+ΔΔ+Δ+Δ+Δ++=

2
5
2
4
2
3210
722000
iiiiii
HN
i
VN
i
LKLBKBKLKBKKLL Δ+ΔΔ+Δ+Δ+Δ++=
(I.2.1)
Trong đó:

Δ
B
i
= B
i
– B
0
(độ lệch của độ vỹ trắc địa giữa điểm cần tính và điểm
ở khoảng giữa khu vực tính),

Δ
L
i
=L
i
– L
0
(độ lệch của độ kinh trắc địa giữa điểm cần tính và điểm
ở khoảng giữa khu vực tính),
B
0
, L
0
là toạ độ của điểm ở khoảng giữa khu vực tính.

24

Các hệ số V
j
, K

j
với j = 0, 1, 2, 3, 4, 5 là những đại lượng cần xác định. Từ công
thức (I.2.1), trên cơ sở tập hợp điểm (n > 12) đã biết toạ độ ở 2 Hệ, có thể lập được
phương trình sai số theo phương pháp bình phương nhỏ nhất để tìm được các hệ số V
j
,
K
j
nêu trên. Theo Báo cáo xây dựng Hệ Quy chiếu và Hệ Toạ độ quốc gia, các tọa độ
tính chuyển đạt độ chính xác nhỏ hơn 10cm.
I.2.3. HỆ THỐNG TRỌNG LỰC Ở VIỆT NAM
I.2.3.1. Trọng lực bình thường trên Ellipsoid WGS-84
Ở nước ta, người ta thường sử dụng công thức Hermet để tính giá trị trọng lực
bình thường, công thức với các hệ số tính theo Ellipsoid quy chiếu Hermet có dạng:
)2sin000007,0sin005320,01(978030
22
0
ϕϕγ
−+=
(I.2.2)
Tương tự, công thức Hermet tính giá trị trọng lực bình thường theo Ellipsoid quy
chiếu quốc tế WGS-84 có dạng:
)2sin0000058.0sin0053024,01(5,978032
22
0
ϕϕγ
−+=
(I.2.3)
Độ chính xác của công thức (I.2.3) đạt 0,1 mGal
I.2.3.2. Dị thường khoảng không tự do và dị thường Bouger

a. Dị thường khoảng không tự do
Dị thường khoảng không tự do là dị thường trọng lực tại điểm đo (so với giá trị
trọng lực bình thường) có tính tới hiệu chỉnh trọng lực do độ cao, thường được sử
dụng để xác định độ cao geoid. Công thức tính dị thường khoả
ng không tự do đã biết
có dạng (L.V.Ogorotova, B.P.Simberev, AP. Inzephovich, 1978):
Hgg
H
.3086,0
0
+
−=Δ
γ
(I.2.4)
trong đó g
H
là giá trị trọng lực đo được tại điểm đo, γ
0
là giá trị trọng lực bình
thường, H là độ cao điểm đo trọng lực.
b. Dị thường Bouger
Dị thường Bouger là dị thường trọng lực tại điểm đo (so với giá trị trọng lực bình
thường) có tính tới hiệu chỉnh trọng lực do độ cao và do khối lượng lớp vỏ trái đất bên
trên ellipsoid quy chiếu. Công thức tính dị thường Bouger đã biết có dạng
(L.V.Ogorotova, B.P.Simberev, AP. Inzephovich, 1978):
PPP0HB
gH f.2H.3086,0gg
Δ
+
δ

π
−
+
γ
−=Δ (I.2.5)
trong đó
P là điểm đo trọng lực có độ cao tại đó là H
P
;
f là hằng số trọng trường,
δ
là mật độ vật chất trung bình của lớp vỏ trái đất tại
khu vực tính tích phân, trên toàn cầu có thể lấy trung bình
δ
=2,67g/cm
3
;
PPB
gH f.2g Δ+
δ
π−=Δ
gọi là số hiệu chỉnh Bouger,

25

Δg
p
là số hiệu chỉnh địa hình,
dZ.d
r

)HZ(
fg
H
H
3
P
P
P
σ
∫∫ ∫
−
δ=Δ
Σ

r là khoảng cách trong không gian 3 chiều từ điểm P tới điểm chạy trong tích
phân.
I.2.3.3. Đánh giá độ chính xác của các giá trị trọng lực
a. Yêu cầu độ chính xác của toạ độ, độ cao đối với đo trọng lực
Yêu cầu độ chính xác của toạ độ:
Từ công thức tính giá trị trọng lực bình thường, vi phân 2 vế của phương trình
nói trên và dễ dàng đưa về dạng công thức tính sai số, ta có:
ϕγ
ϕβγ
mm
e
o
.2sin =

trong đó
γ

e
là giá trị trọng lực bình thường tại xích đạo và β là hệ số tính theo các
hệ số đã biết trong công thức (I.2.3).

Từ đó suy ra:
o
mm
e
γϕ
ϕβγ
2sin
1
=
(I.2.6)
Thay các giá trị
β
γ
,
e
vào biểu thức (I.2.6), ta có:
0
2sin
19
γϕ
ϕ
mm = (I.2.7)
Nếu yêu cầu sai số của
0
γ
m

là 0,01mGal và với
ϕ
trung bình là 45
0
, ta có độ chính
xác yêu cầu của m
ϕ
= 0,4”
≈
12m. Tương tự, có thể tính với
0
γ
m
là 0,1mGal thì m
ϕ
là
120m,
0
γ
m
là 1mGal thì m
ϕ
là 1200m.
Yêu cầu độ chính xác của độ cao:
Từ công thức (I.2.4), có thể vi phân 2 về và đưa về công thức tính sai số, ta có:
Hg
mm
ΔΔ
= .3,0

Từ đó suy ra:
gH
mm
ΔΔ
= .3
(I.2.8)
Từ đây suy ra, nếu yêu cầu sai số của m
Δ
g
là 0,01mGal thì độ chính xác yêu cầu
của độ cao m
Δ
H
= 0,03m. Tương tự, có thể tính với m
Δ
g
là 0,1mGal thì m
Δ
H
là 0,3m,
m
Δ
g
là 1mGal thì m
Δ
H
là 3m.
b. Độ chính xác của đo trọng lực
Các số liệu trọng lực đo được ở nước ta hầu hết do Tổng cục Địa chất trước đây
(hiện nay là Cục Địa chất và Khoáng sản, Bộ Tài nguyên và Môi trường) thực hiện. Đo

trọng lực chi tiết được bắt đầu từ các điểm lưới trọng lực hạng I, II và III do Cục Đo đạc
và B
ản đồ Nhà nước trước đây (nay là cục Đo đạc và Bản đồ Việt Nam, Bộ Tài nguyên và
Môi trường) xây dựng. Độ chính xác của lưới trọng lực nói trên như sau: