Nghiên cứu một số phương pháp kiểm nghiệm thiết bị khảo sát thủy đạc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM

KHOA CÔNG TRÌNH

THUYẾT MINH
ĐỀ TÀI NCKH CẤP TRƯỜNG
ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP KIỂM NGHIỆM
THIẾT BỊ KHẢO SÁT THỦY ĐẠC.
Chủ nhiệm đề tài:

ĐỖ HỒNG QUÂN

Thành viên tham gia:

LÊ SỸ XINH

Hải Phòng, tháng 4/2016


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu ............................................................ 1
2. Tổng quan về tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài ............................. 5
3. Mục tiêu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu ...................................................... 6
4. Phương pháp nghiên cứu, kết cấu của công trình nghiên cứu ....................... 6
5. Kết quả đạt được của đề tài ............................................................................ 6
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG ..................................................................... 7
1.1. Giới thiệu chung về công tác khảo sát địa hình đáy biển ........................... 7
1.2. Phân loại bản đồ địa hình đáy biển. .......................................................... 13

1.3. Bản đồ giao thông hàng hải. ..................................................................... 14
1.4. Quá trình phát triển kỹ thuật đo đạc khảo sát bản đồ địa hình đáy biển... 15
Trong các phương pháp trên thì phương pháp khảo sát địa hình bằng máy đo
sâu hồi âm đa chùm tia là phương pháp hiện đại phổ biến và ưu việt nhất, có
năng suất cao nhất, cho kết quả hiển thị đầy đủ và chính xác nhất, là phương
pháp tiêu chuẩn chung của các tổ chức khảo sát thủy đạc quốc tế. ................. 33
CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP KIỂM NGHIỆM
THIẾT BỊ KHẢO SÁT THỦY ĐẠC.................................................................. 34
2.1. Kiểm nghiệm máy định vị......................................................................... 34
2.1.1. Kiểm nghiệm tại điểm chuẩn được thực hiện như sau: ...................... 34
2.1.2. Kiểm nghiệm sau khi lắp máy lên tàu đo thực hiện như sau .............. 36
2.2. Kiểm nghiệm máy la bàn .......................................................................... 37
2.2.1. Kiểm nghiệm la bàn vệ tinh ................................................................ 37
2.2.2. Kiểm nghiệm la bàn đã lắp đặt trên tàu đo: ........................................ 39


2.2.3. Kiểm nghiệm máy cảm biến sóng....................................................... 39
2.2.4. Kiểm nghiệm máy đo tốc độ âm thanh ............................................... 42
2.2.5. Kiểm nghiệm máy đo sâu hồi âm đơn tia khi có máy đo tốc độ âm
thanh .............................................................................................................. 44
2.2.6. Kiểm nghiệm máy đo sâu hồi âm đơn tia khi không có máy đo tốc độ
âm thanh ........................................................................................................ 47
2.2.7. Kiểm nghiệm máy đo sâu hồi âm đa tia ............................................. 47
2.3. Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh hệ thống đo sâu bằng máy đo hồi âm đơn tia
.......................................................................................................................... 49
2.3.1. Hệ thống đo sâu bằng máy đo hồi âm đơn tia .................................... 49
2.3.2. Kiểm nghiệm độ lún đầu biến âm do chuyển động của tàu................ 50
2.3.3. Xác định độ trễ định vị ....................................................................... 51
2.4. Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh hệ thống đo sâu bằng máy đo hồi âm đa tia 52
2.4.1. Yêu cầu đối với việc kiểm nghiệm và hiệu chỉnh hệ thống đo sâu bằng

máy đo hồi âm đa tia ..................................................................................... 52
2.4.2. Kiểm nghiệm độ lún đầu biến âm ....................................................... 52
2.4.3. Kiểm nghiệm toàn hệ thống ................................................................ 53
KẾT LUẬN ......................................................................................................... 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 57


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu
Bản đồ biển là một trong những công cụ quan trọng để thực hiện Công ước Luật
biển 1982. Bản đồ biển được sử dụng nhằm mục đích: xác định đường cơ sở dùng để
tính chiều rộng lãnh hải; xác định ranh giới các vùng biển nội thủy, xác định lãnh hải,
xác định vùng đặc quyền kinh tế và thềm lục địa; xác định vị trí các đảo nhân tạo, các
công trình trên biển, tuyến cáp hoặc dây dẫn ngầm, thể hiện các tuyến đường và cách
bố trí phân chia luồng giao thông trong lãnh hải; các khu vực an toàn, các khu bảo tồn
biển; sử dụng cho các hoạt động biển (khai thác, bảo vệ tài nguyên, giao thông hàng
hải; nghiên cứu khoa học biển; bảo vệ môi trường biển); và là cơ sở đàm phán phân
định các đường ranh giới biển, giải quyết các tranh chấp biển. Có thể nói không điều
khoản nào của Công ước Luật biển 1982 không có liên quan trực tiếp hoặc gián tiếp
đến bản đồ biển.
Các bản đồ biển (hải đồ) là một bộ phận quan trọng làm nền tảng cho việc xác
lập đường biên giới trên đất liền và trên biển. Chúng được sử dụng làm cơ sở đàm
phán cho việc xây dựng chiến lượng đàm phán phân định; là một mô hình thu nhỏ tổng
quan địa lý, địa hình trợ giúp cho nghiên cứu điều tra, chỉ dẫn sử dụng; là hồ sơ pháp
lý của đường biên giới biển tuân thủ theo đúng quy định của Công ước Luật biển 1982.
Chính vì vậy, Công ước Luật biển 1982 quy định các quốc gia ven biển có nghĩa vụ
thể hiện các đường cơ sở dùng để tính chiều dài lãnh hải được vạch ra theo đúng các
Điều 7,9 và 10 hoặc các ranh giới hình thành từ các điều đó và các đường hoạch định
ranh giới được vạch ra đúng theo các Điều 12, 15, 74, 76 và 83. Điều 84, Công ước
Luật biển 1982 quy định: trên hải đồ có tỷ lệ thích hợp để xác định được vị trí của nó.

Nếu không, thì có thể thay thế bằng một bản kê các tọa độ địa lý các điểm, có ghi rõ hệ
thống trắc địa đã được sử dụng. Quốc gia ven biển công bố theo đúng thủ tục các hải
đồ hay các bản kê các tọa độ địa lý và gửi đến Tổng thư ký Liên hợp quốc một bản để
lưu chiểu, và đối với các hải đồ và các bản kê các toạ độ vị trí của ranh giới ngoài của
thềm lục địa, thì gửi đến Tổng thư ký của Cơ quan Quyền lực quốc tế về Đáy đại
dương một bản để lưu chiểu. Như vậy quốc gia ven biển phải có nghĩa vụ xây dựng và
thường xuyên cập nhật các bản đồ biển của mình, công nhận là bản đồ quốc gia, công

1


bố theo đúng thủ tục và gửi đến Tổng thư ký Liên hợp quốc để lưu chiểu. Đây là một
nghĩa vụ quốc tế quan trọng nhằm mục đích bảo vệ quyền lợi của quốc gia ven biển và
các quốc gia khác, là cơ sở pháp lý giải thích các hoạt động của quốc gia ven biển và
các quốc gia khác trong thực thi Công ước Luật biển 1982 và là cơ sở để quản lý biển,
giải quyết các tranh chấp biển.
Bản đồ biển là tài liệu không thể thiếu cho các hoạt động bảo vệ chủ quyền, an
ninh trên biển, các lĩnh vực quản lý, khai thác tiềm năng tài nguyên biển và các hoạt
động nghiên cứu khoa học khác về biển.
Tất cả các loại bản đồ biển đều được xây dựng trên một nền chung, đó là địa hình
đáy biển - mà địa hình đó được bao phủ bởi một lớp nước, vì vậy mà nền đó được gọi
là bản đồ nền độ sâu đáy biển. Bản đồ nền độ sâu đáy biển càng được khảo sát và thể
hiện một cách chính xác, chi tiết thì ý nghĩa phục vụ cho các hoạt động nghiên cứu,
khảo sát, thể hiện các thông tin nghiên cứu khoa học khác càng có tính đắc dụng và
hiệu quả.
Thông thường các bản đồ biển với mức độ chi tiết và đầy đủ khác nhau phải thể
hiện được các yếu tố: Đường bờ (trên bản đồ biển) được biểu thị bằng các đặc điểm
đặc trưng (lồi lõm, khúc khuỷu, thẳng, cong, gồ ghề…); Thủy hệ trên phần ven biển,
Địa hình trên phần ven biển; Vùng dân cư; Hệ thống đường xá; Lớp phủ thực vật và
chất đất; Địa hình đáy biển; Chướng ngại vật hàng hải; Chất đáy; Trang thiết bị an

toàn hàng hải; Vật định; Luồng, lạch, kênh, đường hành trình trên biển; Ranh giới; Các
yếu tố khác và ghi chú.
Theo quy định quốc tế, các bản đồ biển phải đáp ứng các yêu cầu:
- Nội dung của bản đồ biển phải đáp ứng mục đích chuyên môn của từng loại hải
đồ, phải phản ánh tính điển hình và chân thực của địa lý;
- Biểu thị tính chất đường bờ biển, với một phần hợp lý của lục địa;
- Ở mức độ hiện tại (tài liệu đo đạc khảo sát phải mới);
- Rõ ràng và dễ đọc;
- Thống nhất với các bản đồ hiện hành và các tài liệu hướng dẫn hàng hải;
- Đáp ứng yêu cầu của các quy phạm hướng dẫn.

2


Ở Việt Nam, bản đồ biển xuất bản trong những năm 90 của thế kỷ 20 trở về trước
được biên tập bằng công nghệ cũ và số liệu chủ yếu (hầu hết) là lấy theo tài liệu bản
đồ của nước ngoài xuất bản từ trước 1975. Công nghệ cũ là công nghệ chuyển tải
thông tin từ các tài liệu bản đồ nước ngoài được chụp lại, cắt dán, phân sai theo hệ
thống lưới kinh vĩ tuyến (trên tỷ lệ bản đồ mới thành lập), vẽ bằng tay và chụp in. Các
bản đồ biển tài liệu đưa vào gồm nhiều loại, của nhiều quốc gia, hệ thống toạ độ, hệ
quy chiếu không thống nhất cũng như sai khác với hệ toạ độ và hệ quy chiếu quốc gia
(hệ HN-72). Trong quá trình biên tập, tuy đã được xử lý qua hiệu chỉnh toạ độ bằng
cách tính toán và đồ giải. Độ chính xác đạt được vẫn còn rất hạn chế, không đạt được
sự đồng đều trong cùng một mảnh cũng như trong cùng một khối tỷ lệ và càng không
đồng đều giữa các khối tỷ lệ khác nhau.
Trên biển Đông, theo đánh giá của Tổ chức Thủy đạc quốc tế (IHO) việc khảo
sát đo đạc và lập bản đồ biển còn nhiều hạn chế. Hiện nay nước ta mới thiết lập được
một số bản đồ biển tỷ lệ 1/2.500.000 (toàn bộ biển Đông), tỷ lệ 1/1.000.000 (phần biển
Việt Nam), tỷ lệ 1/500000, tỷ lệ 1/400000 (khu vực giữa và Nam biển Đông, ven bờ
biển TQ và Việt Nam), tỷ lệ 1/300 000 (ven biển nước ta), tỷ lệ 1/250 000 khu vực

biển Căm pu chia – Thái Lan, tỷ lệ 1/200 000, 1/100000 ven biển, khu vực Trường Sa
và các mảnh bản đồ biển tỷ lệ 1/25000 các đảo, cửa sông vụng vịnh và hải cảng.
Về độ sâu thể hiện trên bản đồ biển thời gian này phần lớn (và chủ yếu) là độ sâu
trên bản đồ biển nước ngoài. Nguồn gốc số liệu đo đạc, tính toán mặt chuẩn đều không
có lý lịch. Trong một mảnh bản đồ các độ sâu được trích từ nhiều nguồn tài liệu khác
nhau vì thế độ chính xác độ sâu thực tế cũng không đồng nhất.
Tuy có những đặc điểm trên nhưng trong quá trình sử dụng mấy chục năm qua và
qua đối chiếu so sánh với kết quả khảo sát của những năm gần đây thì độ sâu trên các
bản đồ biển này không có các sai lệch lớn. Các bản đồ biển sản xuất trong thời kỳ này
đã đáp ứng được cho công tác đi biển; làm tài liệu tham khảo và nền sử dụng cho
nhiều ngành nghiên cứu về biển sử dụng. Hệ thống bản đồ biển này hiện nay vẫn còn
được sử dụng cho công tác dẫn tàu đi trên biển và cho các lực lượng hoạt động trên
biển.
Bản đồ biển xuất bản từ những năm 1992 trở lại đây hầu hết đã được áp dụng
công nghệ biên tập mới có sử dụng máy tính điện tử để tính toán chuyển đổi hệ thống

3


toạ độ. Các số liệu toạ độ mặt bằng độ sâu được biên tập trên cơ sở các số liệu đo đạc
thực địa bằng hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu phân sai (DGPS) và máy đo sâu hồi âm
đơn tia độ chính xác cao. Hệ thống toạ độ mặt bằng được đo và quy chuẩn về đúng với
hệ thống toạ độ quốc gia (HN-72) và hệ quy chiếu Krasopsky. Mặt chuẩn để tính và
xác định độ sâu được tính toán cho từng khu vực thông qua số liệu quan trắc thuỷ triều
cho từng khu vực. Công nghệ biên tập cũ được thay thế bằng công nghệ số hoá và biên
tập bằng những chương trình biên tập chuyên dụng (Micro Station và Caris). Hiện tại
bản đồ biển được Hải quân nhân dân Việt Nam biên tập chủ yếu bằng chương trình
Micro Station.
Từ năm 2002, các bản đồ biển biên tập mới được thống nhất thành lập trong hệ
toạ độ VN-2000, hệ quy chiếu WGS-84.

Hệ thống bản đồ biển được lập trên cơ sở số liệu đo đạc mới này bao phủ toàn bộ
vùng ven biển ở tỷ lệ 1/100 000; một số cảng, vụng vịnh, cửa sông, đảo ở tỷ lệ
1/25000, và toàn bộ khu vực quần đảo Trường Sa, DK1 ở tỷ lệ 1/200 000. Một số cụm
bãi đá thuộc quần đảo Trường Sa và bãi ngầm DK1 ở tỷ lệ 1/50 000. Các bản đồ được
thành lập trên cơ sở số hoá các bản đồ giấy trước đây, việc chuyển đổi toạ độ được
tính toán và triển đổi chính xác bởi công nghệ số và độ sâu được kiểm tra đối chiếu, bổ
sung, chỉnh lý từ số liệu khảo sát mới nhất.
Có thể đánh giá rằng các bản đồ biển được biên tập và xuất bản từ 1992 đến nay
có độ tin cậy cao, đã khắc phục được sự không đồng nhất về độ chính xác trong một
mảnh, trong một khối tỷ lệ cũng như giữa các khối tỷ lệ. Các bản đồ này tiếp tục được
chỉnh lý hoàn thiện bằng các số liệu khảo sát mới nhất và cập nhật thường xuyên trong
hệ thống số.
Hiện tại, bản đồ biển đang được chuyển hướng thành một dạng bản đồ mới - bản
đồ biển điện tử - Được biên tập bằng phần mềm CARIS theo chuẩn của Tổ chức Thuỷ
đạc quốc tế (IHO) .
Việc đo đạc thu nhận số liệu thực địa cũng đã được áp dụng nhiều tiến bộ từ công
nghệ mới. Trong lĩnh vực đo độ sâu đã thay thế hoàn toàn các thế hệ máy đo sâu đơn
tia ghi số đọc và ghi băng giấy bằng hệ thống máy đo sâu đơn tia ghi độ sâu trên đĩa
từ và băng giấy có liên kết tích hợp hiệu chỉnh do ảnh hưởng của các yếu tố đến độ

4


sâu đo và toạ độ điểm đo sâu. Công nghệ đó cho phép loại bỏ được sai sót nhầm lẫn
khi ghép toạ độ - độ sâu, đẩy nhanh được tốc độ xử lý, tính toán và nâng cao rất nhiều
độ chính xác. Hiện nay đã đang sử dụng hệ thống đo sâu hồi âm đa chùm tia để khảo
sát thu nhận độ sâu, bảo đảm việc thu nhận nhanh, đều khắp, phủ kín đáy biển cao hơn.
Trong lĩnh vực xác định toạ độ, việc ứng dụng công nghệ định vị vệ tinh được phát
triển nhanh và cho độ chính xác ngày càng cao. Các thiết bị định vị luôn được cải tiến
nâng cao tốc độ xử lý và độ chính xác… Công nghệ xử lý toạ độ theo thời gian thực

(Real Time) với khoảng cách xa và từ vệ tinh là chủ yếu. Việc ứng dụng các công
nghệ xử lý tiên tiến và sử dụng các thiết bị đo đạc mới cho phép nâng cao được năng
suất tốc độ và độ chính xác của công tác đo đạc bản đồ biển, làm cho bản đồ càng có
tính thời sự và chất lượng.
Để thực hiện được các nhu cầu kể trên, chúng ta phải theo kịp các công nghệ tiên
tiến trên thế giới về đo đạc khảo sát biển, đặc biệt là công nghệ đo sâu bằng máy đo
sâu đa chùm tia.
Trường Đại học Hàng hải là một trung tâm đào tạo nguồn nhân lực và công nghệ
lớn cho ngành hàng hải nước nhà. Đứng trước nhu cầu phát triển kinh tế biển, xây
dựng và bảo vệ chủ quyền biển đảo của đất nước, Nhà trường nói chung và Khoa
Công trình thủy nói riêng đã và đang đưa nhiều công nghệ mới vào công tác giảng dạy
và ứng dụng vào thực tế khoa học và sản xuất, trong đó có các máy khảo sát thủy đạc
hiện đại, tuy nhiên quá trình nghiên cứu sử dụng lại trông chờ vào quá trình tự nghiên
cứu của tập thể giáo viên và kỹ thuật viên của Khoa, kết hợp với quá trình đó, tôi làm
đề tài nghiên cứu khoa học “Nghiên cứu một số phương pháp kiểm nghiệm thiết bị
khảo sát thủy đạc” nhằm mục đích nghiên cứu các phương án sử dụng, kết nối các
thiết bị để khai thác vận hành tốt máy đo sâu và kiểm nghiệm độ chính xác vào công
tác giảng dạy và lao động sản xuất.
2. Tổng quan về tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài
Nghiên cứu và đề xuất một số phương pháp kiểm nghiệm thiết bị khảo sát thủy
đạc trong quá trình sử dụng và áp dụng vào quy trình và hướng dẫn sử dụng cho các
máy đo sâu hồi âm và các thiết bị đồng bộ đi kèm để cho giáo viên và sinh viên khoa
Công trình thủy sử dụng.

5


3. Mục tiêu, đối tượng, phạm vi nghiên cứu
Các máy móc thiết bị, quy trình và các công tác khảo sát địa hình bề mặt đáy
sông, biển bằng máy đo sâu hồi âm và các máy định vị đo biển.

4. Phương pháp nghiên cứu, kết cấu của công trình nghiên cứu
Sưu tầm tài liệu, biên dịch, nghiên cứu máy, nghiên cứu nguyên lý hoạt động,
vận hành, kết nối, thực hành đo khảo sát ngoài thực địa, nghiên cứu các phương pháp
kiểm nghiệm các thiết bị thủy đạc để loại trừ sai số và tăng độ chính xác khảo sát.
5. Kết quả đạt được của đề tài
- Ý nghĩa khoa học: Làm chủ trang thiết bị hiện đại, lập quy trình chuẩn để
giảng dạy, phổ biến nhân rộng kỹ thuật mới cho giáo viên và sinh viên Khoa Công
trình thủy.
- Ý nghĩa thực tiễn: Đưa máy móc trang thiết bị mới hiện đại vào khai thác vận
hành, nâng cao hiệu quả năng suất lao động, ứng dụng vào nhiều mục đích thiết thực.

6


CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Giới thiệu chung về công tác khảo sát địa hình đáy biển
Bản đồ biển là các loại bản đồ thể hiện các thông tin về đối tượng dưới đáy
biển, trong lòng nước, trên mặt biển và các yếu tố liên quan khác trên phần đất liền
ven biển; được lập thành từng hệ thống hay riêng lẻ với tỷ lệ thích hợp (từ 1/10.000 trở
xuống) phục vụ cho các hoạt động trên biển, đất liền ven biển và các hoạt động liên
quan đến biển khác.
Bản đồ biển là tài liệu không thể thiếu cho các hoạt động bảo vệ chủ quyền, an
ninh trên biển, các lĩnh vực quản lý, khai thác tiềm năng tài nguyên biển và các hoạt
động nghiên cứu khoa học khác về biển.
Tất cả các loại bản đồ biển đều được xây dựng trên một nền chung, đó là địa
hình đáy biển - mà địa hình đó được bao phủ bởi một lớp nước, vì vậy mà nền đó được
gọi là bản đồ nền độ sâu đáy biển. Bản đồ nền độ sâu đáy biển càng được khảo sát và
thể hiện một cách chính xác, chi tiết thì ý nghĩa phục vụ cho các hoạt động nghiên cứu,
khảo sát, thể hiện các thông tin nghiên cứu khoa học khác càng có tính đắc dụng và

hiệu quả.
Thông thường các bản đồ biển với mức độ chi tiết và đầy đủ khác nhau phải thể
hiện được các yếu tố: Đường bờ (trên bản đồ biển) được biểu thị bằng các đặc điểm
đặc trưng (lồi lõm, khúc khuỷu, thẳng, cong, gồ ghề…); Thủy hệ trên phần ven biển,
Địa hình trên phần ven biển; Vùng dân cư; Hệ thống đường xá; Lớp phủ thực vật và
chất đất; Địa hình đáy biển; Chướng ngại vật hàng hải; Chất đáy; Trang thiết bị an
toàn hàng hải; Vật định; Luồng, lạch, kênh, đường hành trình trên biển; Ranh giới; Các
yếu tố khác và ghi chú.
Theo quy định quốc tế, các bản đồ biển phải đáp ứng các yêu cầu:
- Nội dung của bản đồ biển phải đáp ứng mục đích chuyên môn của từng loại
hải đồ, phải phản ánh tính điển hình và chân thực của địa lý;
- Biểu thị tính chất đường bờ biển, với một phần hợp lý của lục địa;
- Ở mức độ hiện tại (tài liệu đo đạc khảo sát phải mới);
- Rõ ràng và dễ đọc;
- Thống nhất với các bản đồ hiện hành và các tài liệu hướng dẫn hàng hải;
- Đáp ứng yêu cầu của các quy phạm hướng dẫn.
Ở Việt Nam, bản đồ biển xuất bản trong những năm 90 của thế kỷ 20 trở về
trước được biên tập bằng công nghệ cũ và số liệu chủ yếu (hầu hết) là lấy theo tài liệu
bản đồ của nước ngoài xuất bản từ trước 1975. Công nghệ cũ là công nghệ chuyển tải
thông tin từ các tài liệu bản đồ nước ngoài được chụp lại, cắt dán, phân sai theo hệ
thống lưới kinh vĩ tuyến (trên tỷ lệ bản đồ mới thành lập), vẽ bằng tay và chụp in. Các
bản đồ biển tài liệu đưa vào gồm nhiều loại, của nhiều quốc gia, hệ thống toạ độ, hệ
quy chiếu không thống nhất cũng như sai khác với hệ toạ độ và hệ quy chiếu quốc gia
(hệ HN-72). Trong quá trình biên tập, tuy đã được xử lý qua hiệu chỉnh toạ độ bằng

7


cách tính toán và đồ giải. Độ chính xác đạt được vẫn còn rất hạn chế, không đạt được
sự đồng đều trong cùng một mảnh cũng như trong cùng một khối tỷ lệ và càng không

đồng đều giữa các khối tỷ lệ khác nhau.
Trên biển Đông, theo đánh giá của Tổ chức Thủy đạc quốc tế (IHO) việc khảo
sát đo đạc và lập bản đồ biển còn nhiều hạn chế. Hiện nay nước ta mới thiết lập được
một số bản đồ biển tỷ lệ 1/2.500.000 (toàn bộ biển Đông), tỷ lệ 1/1.000.000 (phần biển
Việt Nam), tỷ lệ 1/500000, tỷ lệ 1/400000 (khu vực giữa và Nam biển Đông, ven bờ
biển TQ và Việt Nam), tỷ lệ 1/300 000 (ven biển nước ta), tỷ lệ 1/250 000 khu vực
biển Căm pu chia – Thái Lan, tỷ lệ 1/200 000, 1/100000 ven biển, khu vực Trường Sa
và các mảnh bản đồ biển tỷ lệ 1/25000 các đảo, cửa sông vụng vịnh và hải cảng.
Về độ sâu thể hiện trên bản đồ biển thời gian này phần lớn (và chủ yếu) là độ
sâu trên bản đồ biển nước ngoài. Nguồn gốc số liệu đo đạc, tính toán mặt chuẩn đều
không có lý lịch. Trong một mảnh bản đồ các độ sâu được trích từ nhiều nguồn tài liệu
khác nhau vì thế độ chính xác độ sâu thực tế cũng không đồng nhất.
Tuy có những đặc điểm trên nhưng trong quá trình sử dụng mấy chục năm qua
và qua đối chiếu so sánh với kết quả khảo sát của những năm gần đây thì độ sâu trên
các bản đồ biển này không có các sai lệch lớn. Các bản đồ biển sản xuất trong thời kỳ
này đã đáp ứng được cho công tác đi biển; làm tài liệu tham khảo và nền sử dụng cho
nhiều ngành nghiên cứu về biển sử dụng. Hệ thống bản đồ biển này hiện nay vẫn còn
được sử dụng cho công tác dẫn tàu đi trên biển và cho các lực lượng hoạt động trên
biển.
Bản đồ biển xuất bản từ những năm 1992 trở lại đây hầu hết đã được áp dụng
công nghệ biên tập mới có sử dụng máy tính điện tử để tính toán chuyển đổi hệ thống
toạ độ. Các số liệu toạ độ mặt bằng độ sâu được biên tập trên cơ sở các số liệu đo đạc
thực địa bằng hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu phân sai (DGPS) và máy đo sâu hồi âm
đơn tia độ chính xác cao. Hệ thống toạ độ mặt bằng được đo và quy chuẩn về đúng với
hệ thống toạ độ quốc gia (HN-72) và hệ quy chiếu Krasopsky. Mặt chuẩn để tính và
xác định độ sâu được tính toán cho từng khu vực thông qua số liệu quan trắc thuỷ triều
cho từng khu vực. Công nghệ biên tập cũ được thay thế bằng công nghệ số hoá và biên
tập bằng những chương trình biên tập chuyên dụng (Micro Station và Caris). Hiện tại
bản đồ biển được Hải quân nhân dân Việt Nam biên tập chủ yếu bằng chương trình
Micro Station.

Từ năm 2002, các bản đồ biển biên tập mới được thống nhất thành lập trong hệ
toạ độ VN-2000, hệ quy chiếu WGS-84.
Hệ thống bản đồ biển được lập trên cơ sở số liệu đo đạc mới này bao phủ toàn
bộ vùng ven biển ở tỷ lệ 1/100 000; một số cảng, vụng vịnh, cửa sông, đảo ở tỷ lệ
1/25000, và toàn bộ khu vực quần đảo Trường Sa, DK1 ở tỷ lệ 1/200 000. Một số cụm
bãi đá thuộc quần đảo Trường Sa và bãi ngầm DK1 ở tỷ lệ 1/50 000. Các bản đồ được
thành lập trên cơ sở số hoá các bản đồ giấy trước đây, việc chuyển đổi toạ độ được
tính toán và triển đổi chính xác bởi công nghệ số và độ sâu được kiểm tra đối chiếu, bổ
sung, chỉnh lý từ số liệu khảo sát mới nhất.
Có thể đánh giá rằng các bản đồ biển được biên tập và xuất bản từ 1992 đến nay
có độ tin cậy cao, đã khắc phục được sự không đồng nhất về độ chính xác trong một
mảnh, trong một khối tỷ lệ cũng như giữa các khối tỷ lệ. Các bản đồ này tiếp tục được

8


chỉnh lý hoàn thiện bằng các số liệu khảo sát mới nhất và cập nhật thường xuyên trong
hệ thống số.
Hiện tại, bản đồ biển đang được chuyển hướng thành một dạng bản đồ mới bản đồ biển điện tử - Được biên tập bằng phần mềm CARIS theo chuẩn của Tổ chức
Thuỷ đạc quốc tế (IHO) .
Việc đo đạc thu nhận số liệu thực địa cũng đã được áp dụng nhiều tiến bộ từ
công nghệ mới. Trong lĩnh vực đo độ sâu đã thay thế hoàn toàn các thế hệ máy đo sâu
đơn tia ghi số đọc và ghi băng giấy bằng hệ thống máy đo sâu đơn tia ghi độ sâu trên
đĩa từ và băng giấy có liên kết tích hợp hiệu chỉnh do ảnh hưởng của các yếu tố đến
độ sâu đo và toạ độ điểm đo sâu. Công nghệ đó cho phép loại bỏ được sai sót nhầm lẫn
khi ghép toạ độ - độ sâu, đẩy nhanh được tốc độ xử lý, tính toán và nâng cao rất nhiều
độ chính xác. Hiện nay đã đang sử dụng hệ thống đo sâu hồi âm đa chùm tia để khảo
sát thu nhận độ sâu, bảo đảm việc thu nhận nhanh, đều khắp, phủ kín đáy biển cao
hơn. Trong lĩnh vực xác định toạ độ, việc ứng dụng công nghệ định vị vệ tinh được
phát triển nhanh và cho độ chính xác ngày càng cao. Các thiết bị định vị luôn được cải

tiến nâng cao tốc độ xử lý và độ chính xác… Công nghệ xử lý toạ độ theo thời gian
thực (Real Time) với khoảng cách xa và từ vệ tinh là chủ yếu. Việc ứng dụng các công
nghệ xử lý tiên tiến và sử dụng các thiết bị đo đạc mới cho phép nâng cao được năng
suất tốc độ và độ chính xác của công tác đo đạc bản đồ biển, làm cho bản đồ càng có
tính thời sự và chất lượng.
Bản đồ biển là một trong những công cụ quan trọng để thực hiện Công ước
Luật biển 1982. Bản đồ biển được sử dụng nhằm mục đích: xác định đường cơ sở
dùng để tính chiều rộng lãnh hải; xác định ranh giới các vùng biển nội thủy, xác định
lãnh hải, xác định vùng đặc quyền kinh tế và thềm lục địa; xác định vị trí các đảo nhân
tạo, các công trình trên biển, tuyến cáp hoặc dây dẫn ngầm, thể hiện các tuyến đường
và cách bố trí phân chia luồng giao thông trong lãnh hải; các khu vực an toàn, các khu
bảo tồn biển; sử dụng cho các hoạt động biển (khai thác, bảo vệ tài nguyên, giao thông
hàng hải; nghiên cứu khoa học biển; bảo vệ môi trường biển); và là cơ sở đàm phán
phân định các đường ranh giới biển, giải quyết các tranh chấp biển. Có thể nói không
điều khoản nào của Công ước Luật biển 1982 không có liên quan trực tiếp hoặc gián
tiếp đến bản đồ biển.
Các bản đồ biển (hải đồ) là một bộ phận quan trọng làm nền tảng cho việc xác
lập đường biên giới trên đất liền và trên biển. Chúng được sử dụng làm cơ sở đàm
phán cho việc xây dựng chiến lượng đàm phán phân định; là một mô hình thu nhỏ tổng
quan địa lý, địa hình trợ giúp cho nghiên cứu điều tra, chỉ dẫn sử dụng; là hồ sơ pháp
lý của đường biên giới biển tuân thủ theo đúng quy định của Công ước Luật biển 1982.
Chính vì vậy, Công ước Luật biển 1982 quy định các quốc gia ven biển có nghĩa vụ
thể hiện các đường cơ sở dùng để tính chiều dài lãnh hải được vạch ra theo đúng các
Điều 7,9 và 10 hoặc các ranh giới hình thành từ các điều đó và các đường hoạch định
ranh giới được vạch ra đúng theo các Điều 12, 15, 74, 76 và 83. Điều 84, Công ước
Luật biển 1982 quy định: trên hải đồ có tỷ lệ thích hợp để xác định được vị trí của nó.
Nếu không, thì có thể thay thế bằng một bản kê các tọa độ địa lý các điểm, có ghi rõ hệ
thống trắc địa đã được sử dụng. Quốc gia ven biển công bố theo đúng thủ tục các hải
đồ hay các bản kê các tọa độ địa lý và gửi đến Tổng thư ký Liên hợp quốc một bản để
lưu chiểu, và đối với các hải đồ và các bản kê các toạ độ vị trí của ranh giới ngoài của

thềm lục địa, thì gửi đến Tổng thư ký của Cơ quan Quyền lực quốc tế về Đáy đại

9


dương một bản để lưu chiểu. Như vậy quốc gia ven biển phải có nghĩa vụ xây dựng và
thường xuyên cập nhật các bản đồ biển của mình, công nhận là bản đồ quốc gia, công
bố theo đúng thủ tục và gửi đến Tổng thư ký Liên hợp quốc để lưu chiểu. Đây là một
nghĩa vụ quốc tế quan trọng nhằm mục đích bảo vệ quyền lợi của quốc gia ven biển và
các quốc gia khác, là cơ sở pháp lý giải thích các hoạt động của quốc gia ven biển và
các quốc gia khác trong thực thi Công ước Luật biển 1982 và là cơ sở để quản lý biển,
giải quyết các tranh chấp biển.
Để thực hiện được các nhu cầu kể trên, chúng ta phải theo kịp các công nghệ
tiên tiến trên thế giới về đo đạc khảo sát biển, đặc biệt là công nghệ đo sâu bằng máy
đo sâu đa chùm tia.
Bản đồ địa hình đáy biển là sản phẩm của việc mô tả địa hình đáy biển bằng
ngôn ngữ bản đồ, nó được dùng làm nền để thể hiện các thông tin địa lý về biển. Bản
đồ địa hình đáy biển là cơ sở cho việc thành lập các bản đồ chuyên đề biển.
Bản đồ địa hình đáy biển có thể được coi là sự kéo dài của bản đồ địa hình phần
đất liền về phía biển, vì vậy chúng tạo thành một hệ thống nhất về hệ tọa độ, hệ độ
cao, hệ qui chiếu. Bản đồ địa hình đáy biển có nội dung và cách biểu thị tương tự các
bản đồ phần đất liền phục vụ các mục đích nghiên cứu khoa học, các hoạt động kinh tế
xã hội ở vùng biển. Bản đồ địa hình đáy biển là cơ sở để thiết kế xây dựng các công
trình thủy, phát triển ngư trường, qui hoạch tuyến vận tải biển, nghiên cứu môi trường,
thăm dò và khai thác dầu khí, v.v…

10


11

12


Hình 1.1: Một số dạng bản đồ địa hình đáy biển hiện đại.
1.2. Phân loại bản đồ địa hình đáy biển.
Dựa vào tỷ lệ thì bản đồ địa hình đáy biển được phân loại làm ba nhóm lớn sau:
+ Các loại bản đồ địa hình đáy biển tỷ lệ lớn :
-Bao gồm các loại bản đồ tỷ lệ như 1/1000, 1/2000 và 1/5000. Tuỳ thuộc vào
mục đích cụ thể mà ta chọn tỷ lệ đo vẽ cho phù hợp. Ví dụ: Để thiết kế cảng biển
thường dùng bản đồ tỷ lệ 1/1000 và 1/2000; để khảo sát và thiết kế giàn khoan dùng
bản đồ tỷ lệ 1/2000; để khảo sát khu vực đánh bắt hải sản hay thăm dò khống sản dùng
bản đồ tỷ lệ 1/5000.
+ Các loại bản đồ địa hình đáy biển tỷ lệ trung bình:
- Bao gồm các loại bản đồ tỷ lệ từ 1/10.000 ¸ 1/200.000. Đây là hệ thống bản đồ
tỷ lệ cơ bản vì nó phục vụ cho nhiều ngành, nhiều đối tượng, nhiều mục đích khác
nhau.
- Bản đồ địa hình đáy biển tỷ lệ 1/10.000: Bao trùm những vùng quan trọng ven
bờ, nơi có các hoạt động kinh tế mạnh như Cẩm Phả, Hải Phòng, Cửa Lò, Sông Gianh,
Đà Nẵng, Qui Nhơn, Nha Trang, ... và các cửa sông lớn. Các bản đồ này có khoảng
sâu đều đường bình độ là 1m.
- Bản đồ địa hình đáy biển tỷ lệ 1/25.000: Được thành lập dọc theo bờ biển Việt
Nam và một số đảo như Long Vĩ, Phú Quốc, ... Các bản đồ này có khoảng sâu đều
đường bình độ là 2 m.
- Bản đồ địa hình đáy biển tỷ lệ 1/100.000: Bao trùm thềm lục địa Việt Nam,
khoảng sâu đều đường bình độ là 10 m.
- Bản đồ địa hình đáy biển tỷ lệ 1/200.000: Bao trùm vùng đặc quyền kinh tế
biển với độ sâu tới 200 m, khoảng sâu đều đường bình độ là 20m.
+ Các loại bản đồ địa hình đáy biển tỷ lệ nhỏ :

13


- Bao gồm các loại bản đồ tỷ lệ 1/500.000 và nhỏ hơn. Dựa vào yêu cầu mức độ
khái quát địa hình đối với vùng biển mà ta có thể xác định tỷ lệ thành lập là 1/500.000,
1/1.000.000, 1/2.000.000 hay 1/3.000.000. Các bản đồ này sẽ được thành lập bằng
cách biên vẽ từ bản đồ địa hình tỷ lệ lớn hơn.

1.3. Bản đồ giao thông hàng hải.
- Mục đích: Để đảm bảo an tòan cho tàu thuyền đi lại trên sông, biển và tránh bị
mắc cạn hoặc vướng vào đá ngầm…người ta tiến hành đo đạc, thu thập các thông tin
một cách cụ thể, chi tiết và chính xác để phục vụ cho các nhà hàng hải.
- Đối tượng phục vụ chủ yếu là các nhà hàng hải nhưng bản đồ giao thông thủy
cũng là những tài liệu quý phục vụ cho nghiên cứu sa bồi, xói lở và xác định lãnh hải
hay nghiên cứu phục vụ nạo vét thi công hay để phục vụ xây dựng các công trình.
Nội dung : Nội dung quan trọng nhất của bản đồ giao thông thủy là ghi rõ độ
sâu dọc theo sông, trên biển từ đó cung cấp những thông tin về lộ trình, nơi neo đậu,
vùng an tồn, vật, chướng ngại, khu đá ngầm…, các chi tiết khác nhau như địa danh,
địa giới, vùng lãnh hải, hải đăng, hải liệu, tính chất địa chất bề mặt đáy.
- Bản đồ giao thông thủy thường được thành lập với nhiều tỷ lệ khác nhau từ
1/20000 đến 1/1000. Ở những vùng thường xuyên có tàu bè qua lại và có độ sâu nông
người ta thành lập bản đồ tỷ lệ lớn, còn ở những vùng tàu bè ít qua lại thường lập bản
đồ bản đồ tỷ lệ nhỏ. Bản đồ tỷ lệ càng lớn thì độ chính xác và mức độ mô tả chi tiết
càng cao và tỉ mỉ hơn.

14


1.4. Quá trình phát triển kỹ thuật đo đạc khảo sát bản đồ địa hình đáy

biển.

Hình 1.2. Bản đồ địa hình đáy biển qua các thời kỳ.

15


Hình 1.3: Các phương pháp đo sâu.
1.4.1. Phương pháp đo sâu thủ công.

Đây là phương pháp đo sâu rất đơn giản và xuất hiện từ rất lâu. Thiết bị và cách
sử dụng rất đơn giản có thể phân làm hai loại sau
- Dây dọi (Lead line): Làm bằng dây không co giãn, trên đó khắc vạch chia đơn
vị đo chiều dài và một đầu có buộc vật nặng
- Sào đo sâu (Sounding pole): Là những sào gỗ hoặc nhôm trên đó có khắc vạch
chia đơn vị đo chiều dài, một đầu có tay cầm.

Hình 1.4: Đo sâu bằng dây dọi.

16


Hình 1.5. Đo sâu bằng dây dọi.

17


Hình 1.6: Đo sâu bằng dây dọi.

18

Hình 1.7: Đo sâu bằng mia

Hình 1.8: Xác định độ sâu bằng phương pháp thủ công.
- Đo sâu bằng mia: Phương pháp đo sâu thủ công được áp dụng trong những
tình huống mà khu đo không thể thực hiện bằng phương pháp đo sâu hồi âm hoặc nếu
dùng phương pháp đo sâu hồi âm thì sẽ cho kết quả xấu. Phương pháp này đặc biệt
thích hợp khi dưới mặt nước khảo sát là đá hay bê tông, trên mái dốc của các con đê,
cập mạn tàu khảo sát (gần bờ). Vì trong những trường hợp kể trên phương pháp đo sâu
hồi âm có thể cho kết quả không chính xác. Phương pháp đo sâu thủ công được dùng
kết hợp với phương pháp đo sâu hồi âm như là một cách thức kiểm nghiệm máy hay là
một phương pháp hỗ trợ tích cực.

19


*Xác định vị trí khi đo sâu thủ công.
+ Xác định vị trí bằng phương pháp giao hội thuận
Phương pháp xác định vị trí điểm áp dụng cho khu vực gần bờ mà trên đó đã có
lưới khống chế dày đặc hoặc các điểm định hướng vị trí của tàu hay mục tiêu được xác
định bằng 3 máy kinh vĩ đặt trên ba điểm đã biết tọa độ nằm trên đất liền. Do tính biến
động của môi trường biển nên công tác xác định cần phải thực hiện một cách đồng bộ
nhờ cờ hiệu và bộ đàm. Phương pháp chỉ tác dụng trong phạm vi cách bờ từ 20-25km
với độ chính xác đạt từ 5-15m.

Hình 1.9: Nguyên lý định vị theo phương pháp giao hội thuận
- Đặt 3 máy kinh vĩ tại các điểm I, II, III để tiến hành định vị các điểm ngoài
thực địa:
- Máy tại điểm I ngắm hướng chuẩn I-II tia ngắm I2

- Máy tại điểm II ngắm hướng chuẩn II-I tia ngắm II2
- Máy tại điểm III ngắm hướng chuẩn III-I tia ngắm III2
Theo hiệu lệnh của người phất cờ đứng trên tàu người đứng máy tại các điểm I,
II, III đồng thời đọc các góc a, b, c . Khi đó người phụ trách máy đo sâu trên tàu tiến
hành đánh dấu lên băng đo sâu.
+ Xác định vị trí bằng phương pháp giao hội nghịch
Để tiến hành ít nhất trên hai hướng, giữa các điểm định hướng hay điểm khoảng
cách nằm trên bờ, thiết bị sử dụng là máy sekstan, thường được xác định đồng thời với
hai người quan sát. Phương pháp này chỉ thực hiện ở phạm vi cách bờ từ 20-25km và
độ chính xác đạt được từ 10-15m.
Để tiến hành xác định điểm 2 (hình trên) đặt máy sextant tại điểm 2 tiến hành
ngắm hướng và đọc các góc

20


Hình 1.10: Nguyên lý định vị theo phương pháp giao hội nghịch.
Thông thường mỗi đường trắc ngang xác định bằng 3 điểm: điểm đầu, điểm
giữa và điểm cuối. Trong trường hợp đường đo quá dài số lượng điểm có thể nhiều
hơn
Trong quá trình đo máy đo sâu liên tục hoạt động để xác định độ sâu đáy sông,
biển
Trong phương pháp này, độ chính xác phụ thuộc vào các góc kẹp . Giá trị này
càng lớn thì mô hình càng chính xác. Người ta cố gắng thiết kế sao cho các góc kẹp
lớn hơn 300.
+ Xác định vị trí bằng phương pháp tọa độ cực
Dùng máy toàn đạc điện tử đặt tại điểm tham chiếu trên bờ. Điểm P được định
vị bằng góc nối và cự ly S đo được. Như vậy tại mỗi thời điểm, khi người đứng tại
điểm P ra hiệu thì máy ngắm đúng vào P và fix một tín hiệu, đồng thời người tại P
cũng ghi nhận độ sâu lúc đó.

Trong phương pháp này, độ chính xác điểm P phụ thuộc vào sai số góc đo góc
và sai số đo cạnh S.
+ Quan trắc mực nước trong quá trình đo sâu
Quan trắc mực nước là xác định độ cao của mực nước kết hợp với kết quả đo
sâu ta tính được độ sâu của đáy.

21


1.4.2. Kỹ thuật đo sâu bằng máy đo sâu đơn chùm tia kết hợp giao hội
định vị điểm:

Máy đo sâu đơn chùm tia là thiết bị đo độ sâu dưới nước dựa trên nguyên lý
phát một chùm tia sóng âm xuống đáy biển, sóng âm sau đó phản hồi lại và được máy
đo thu lại để tính toán xác định độ sâu mà sóng âm lan truyền.
+ Độ sâu đáy sông (biển) được xác định như hình sau:

Hình 1.11: Đo sâu bằng máy đo sâu đơn chùm tia và quan trắc mực nước
Trên hình vẽ, độ cao của mực nước gần bờ được tính theo công thức :
hw = h0 - (b - a) – c
Trong đó:
hw: độ cao của mực nước so với mặt Geoid
h0: độ cao của trạm cơ sở (mốc khống chế)
a: số đọc trên mia tại vị trí điểm cơ sở
b: số đọc trên mia tại vị trí đọc mia nước
c: số đọc mực nước tai vị trí đặt mia nước
Nguyên tắc cơ bản của việc xác định độ cao đáy sông bằng đo mực nước là giả
sử độ cao mực nước tại điểm gần bờ và độ cao mực nước tại vị trí của thuyền phải
bằng nhau. Khi đó độ cao của đáy được tính theo công thức:
h = hw – d

+ Xác định vị trí khi đo sâu thủ công:
Sử dụng các phương pháp giao hội giống như trong đo sâu thủ công.

22