Sử dụng số liệu địa hình để nâng cao độ chính xác dữ liệu của thế trọng trường trên phạm vi lãnh thổ Việt Nam_2

Header Page - Header Page 1 of 137.

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

B OC OT MT T
Đ TÀI NGHIÊN C U

S

D NG S

HO HỌC VÀ PH T TRI N CÔNG NGH

I UĐ
D

T QU

H NH Đ N NG C O ĐỘ CH NH

I UC

TH TRỌNG TRƯỜNG

TRÊN PHẠM VI
M S

NH TH
TNMT

HÀ NỘI NĂM 2015
Footer Page - Footer Page -Footer Page - Footer Page 1 of 137.

VI T N M

C


Header Page - Header Page 2 of 137.

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

u ên

-

u

u

-

B OC OT MT T
Đ TÀI NGHIÊN C U

S

D NG S

HO HỌC VÀ PH T TRI N CÔNG NGH

I UĐ
D

H NH Đ N NG C O ĐỘ CH NH

I UC

TH TRỌNG TRƯỜNG

TRÊN PHẠM VI
M S

NH TH

Q

VI T N M

TNMT

C QU N CH TR Đ TÀI
TRƯỜNG ĐH TN&MT HN

PGS TS P

T QU

N

CH NHI M Đ TÀI

TS B

HÀ NỘI NĂM 2015
Footer Page - Footer Page -Footer Page - Footer Page 2 of 137.

T

H

T

C


Header Page - Header Page 3 of 137.

M C

C
Trang

...................................................................................................................1
...........................................................................................................3
Chƣơn

..............5
tv n

.........................................................................................................5

2

ục tiêu của

tài ...........................................................................................7

3

ách tiếp cận ....................................................................................................7

Chƣơn 2
Ƣ
ƢƠNG
C U ............................................................................................................................8
2

h m vi
2
2

22

i tƣ ng nghiên c u ........................................................................8

i tƣ ng nghiên c u ................................................................................8
2

h m vi n hiên c u ...................................................................................8

ội dun n hiên c u ........................................................................................8

22

ác nội dun n hiên c u ...........................................................................8

222

ác th c n hi m ........................................................................................9

2.3. Phƣơn pháp n hiên c u ..................................................................................9
23
cao

i v i các th c n hi m t nh nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n ộ
ộ l ch d y d i và d thƣ n tr n l c ........................................................9

232
i v i th c n hi m xác nh yêu c u v ch t lƣ n s li u a h nh c n
thiết cho vi c t nh nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n tr n l c ..............15
233
c u

i v i th c n hi m ánh iá ộ ch nh xác của m h nh s ộ cao toàn
trên v n iên i i của i t am ...................................................16

234
i v i vi c xây d n m h nh uasi eoid cục ộ trên khu v c y c

t s li u của m h nh tr n trƣ n toàn c u ....................................................17
Chƣơng 3.

................................................................20

3
án k nh v n l y t ch ph n h p l khi t nh nh hƣ n của ộ cao a h nh
tron d thƣ n tr n l c trên ph m vi l nh th i t am...................................20
3
h o sát l a ch n án k nh v n l y t ch ph n h p l khi t nh nh
hƣ n của a h nh tron d thƣ n tr n l c ...................................................20
3

2

uan h

i a  và ộ cao

a h nh ........................................................21

3 3 êu c u v ch t lƣ n s li u a h nh phục vụ cho vi c xác nh nh
hƣ n của a h nh tron d thƣ n tr n l c ...................................................23
1
Footer Page - Footer Page -Footer Page - Footer Page 3 of 137.


Header Page - Header Page 4 of 137.

3 4 ội suy nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n tr n l c cho các i m

bên trong ô lƣ i ..................................................................................................26
3 2 nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n ộ cao ộ l ch d y d i và d thƣ n
tr n l c trên v n iên i i và v n c chi u n an h p của i t am ............27
3.2.1. Phƣơn án t nh  ,  ,  và g trên v n iên gi i và v n c
chi u n an h p của i t am ..........................................................................27
3 2 2 h o sát l a ch n án k nh v n l y t ch ph n h p l khi t nh , ,
 và g trên khu v c biên gi i và khu v c c chi u n an h p của i t am
...........................................................................................................................30
3 2 3 nh hƣ n của ộ cao a h nh tron d thƣ n ộ cao ộ l ch d y d i
và d thƣ n tr n l c........................................................................................36
3.2.4. Xây d n quy tr nh c n n h t nh , , , g ...............................37
3.3. S dụn s li u a h nh
n n cao ộ ch nh xác của m h nh tr n trƣ ng
Trái t
2 8 trên l nh th i t am ...........................................................37
3.3.1. h o sát m i tƣơn quan i a ộ cao a h nh v i d thƣ n ộ cao khai
thác t m h nh tr n trƣ n rái t
2 8 .............................................37
3.3.2. S chênh l ch v ộ cao i a m h nh
5 và m h nh
trên l nh th i t am ......................................................................................38
3.3.3. S dụn s li u a h nh
tham ia x y d n m h nh uasi eoid cục
ộ trên ph m vi l nh th i t am t s li u uasi eoid toàn c u ..................39
3 3 4 ánh iá hi u qu của vi c s dụn s li u a h nh tham ia x y d ng
uasi eoid cục ộ trên ph m vi l nh th
i t am t s li u uasi eoid toàn
c u ......................................................................................................................44
3.3.5. Xây d n quy tr nh c n n h s dụn s li u a h nh
x yd n m

h nh uasi eoid cục ộ theo n uyên t c ch nh xác h a s li u của m h nh
tr n trƣ n rái t
2 8 ........................................................................44
...................................................................................47
.........................................................................................50

2
Footer Page - Footer Page -Footer Page - Footer Page 4 of 137.


Header Page - Header Page 5 of 137.

BÀI T M T T
hế tr n trƣ n và h nh d n rái t ƣ c t o nên i s ph n
vật ch t
tron ph m vi i i h n i
m t t nhiên của rái t tron
nh hƣ n chủ
yếu tƣơn n v i v i ƣ c s n dài ƣ c quyết nh i vật ch t ph a dƣ i m t
tham kh o nh hƣ n c n l i tƣơn n v i ƣ c s n n n ƣ c c trƣn
i
l p vật ch t a h nh i a m t tham kh o và m t t nhiên hành ph n s n n n
c iên ộ nhỏ nhƣn thƣ n iến i r t ph c t p do nh hƣ n của
m t a
h nh do vậy ph i ƣ c t nh ến khi c n m o m c ộ chi tiết và ộ ch nh xác
cao i v i s li u thế tr n trƣ n và h nh d n rái t mà cụ th là i v i d
thƣ n tr n l c d thƣ n ộ cao và ộ l ch d y d i (các i lƣ n
c trƣn
áp n các mục ch khác nhau của tr c a n
c n nhƣ ài toán khoa h c k

thuật khác
tài “ ử dụ số l u đ
ì để â
độ í x d l u
t ế
t ọ t ườ t ê p
v lã t ổ
t Nam” ƣ c t ra
n hiên c u v vi c
t nh nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n tr n l c (trên l nh th
i t am d
thƣ n ộ cao và ộ l ch d y d i (v n iên i i và v n c chi u n an h p và
kh o sát vi c s dụn s li u a h nh
x y d n m h nh uasi eoid cục ộ trên
ph m vi l nh th
i t am t s li u của m h nh uasi eoid toàn c u nh m mục
tiêu n n cao ộ ch nh xác và ộ chi tiết của thế tr n trƣ n và h nh d n rái t
trên ph m vi l nh th i t am n s li u a h nh
tài ƣ c hoàn thành trên cơ s tài li u sau:
- ác tài li u v khoa h c c n n h v s dụn s li u a h nh n n cao
ộ ch nh xác và ộ chi tiết của thế tr n trƣ n và h nh dán rái t trên thế i i
và
i t am;
-

li u các i m

-

li u các i m

:25
và :5

-

li u m h nh s

ộ cao t l

-

li u m h nh s

ộ cao toàn c u

-

li u m h nh tr n trƣ n toàn c u

t l

-

-

hà nƣ c;

phục vụ cho vi c t n dày kh n chế nh n
trên v n iên i i và v n phụ cận của i t am;
:5

phủ tr m toàn qu c;
;

ột s th c n hi m tron ph m vi

- ài áo của tác i c n

2

8;

tài;

trên t p ch chuyên n ành

ác s n ph m chủ yếu t o ra của

tài:

- ác xu t án k nh v n l y t ch ph n h p l và yêu c u v ch t lƣ n s
li u a h nh c n thiết cho vi c t nh nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n tr n
l c trên ph m vi l nh th i t am.
thƣ n

hƣơn án t nh nh hƣ n của
ộ cao và ộ l ch d y d i trên v n

a h nh tron d thƣ n tr n l c d
iên i i và v n c chi u n an h p.

3

Footer Page - Footer Page -Footer Page - Footer Page 5 of 137.


Header Page - Header Page 6 of 137.

- ác
xu t v phƣơn pháp nội suy nh hƣ n của a h nh tron d
thƣ n tr n l c cho các i m ên tron
lƣ i (phƣơn pháp tuyến t nh n h ch
o kho n cách n h ch o nh phƣơn kho n cách n h ch o di n t nh
n h ch o nh phƣơn di n t ch .
- ác kết qu kh o sát vi c s dụn s li u a h nh
x yd n
cục ộ trên ph m vi l nh th i t am t
uasi eoid toàn c u.
- ác ph n m m tron khu n kh của
*

uasi eoid

tài

n h a khoa h c và th c ti n của

tài:

- ác kết qu của
tài kh n chỉ áp n cho n ành r c a mà n c n là

phục vụ cho các n ành khoa h c k thuật khác nhƣ:
ành a ch t
i dƣơn
h c a vật l qu c ph n
n ph m n hiên c u của tài cho ph p i i quyết các ài toán i hỏi s
dụn s li u v thế tr n trƣ n và h nh d n rái t trên ph m vi l nh th
i t
am áp n các mục ch khác nhau của c n tác Tr c a - B n
c n tác an
ninh qu c ph n v i yêu c u nh v và d n ƣ n hi n i c s dụn quán t nh tr n trƣ n c n tác hi n i h a các nội dun i n d y và n hiên c u khoa h c
của các trƣ n
i h c t k p tr nh ộ phát tri n của thế i i tron l nh v c tr c a
cao c p và các l nh v c khác c liên quan
-

*

i c m ơn

tài c m s
7 4 thuộc chƣơn tr nh
hiên c u khoa h c và
phát tri n c n n h o c - n
vi n thám áp n các yêu c u c n tác qu n
l
i u tra cơ n iám sát tài n uyên và m i trƣ n phục vụ phát tri n n v n
kinh tế x hội và m o an ninh qu c ph n iai o n 2
- 2 5 của ộ ài
n uyên và
i trƣ n

ron quá tr nh th c hi n
tài nh m n hiên c u lu n
nhận ƣ c s i p
của ụ hoa h c và
n n h
ộ ài n uyên và
i
trƣ n trƣ n
i h c ài n uyên và
i trƣ n
à ội ục o c và n
i t am ục n
ộ n ham Mƣu
và các nhà khoa h c c n nhƣ các
n n hi p
h n t i ày tỏ l n iết ơn ch n thành và s u s c ến các cơ quan ơn v
các nhà khoa h c
n n hi p
i p
ch n t i hoàn thành tài này

4
Footer Page - Footer Page -Footer Page - Footer Page 6 of 137.


Header Page - Header Page 7 of 137.

C ươ

1 T NG QU N V NỘI DUNG NGHIÊN C U C

Đ TÀI

11 Đ
* rên thế i i
nh hƣ n
a h nh là một thành ph n quan tr n tron vi c i i ài toán
i u ki n iên tr của tr c a và nên ƣ c quan t m n m c tron vi c xác nh
eoid ch nh xác ách i i quyết truy n th n là hi u chỉnh a h nh vào iá tr d
thƣ n tr n l c sau
s dụn iá tr d thƣ n tr n l c hi u chỉnh t nh d
thƣ n ộ cao và ộ l ch d y d i Tron nh n thập niên n y xu t hi n thêm
xu hƣ n m i: nh nh hƣ n tr c tiếp của ộ cao a h nh tron d thƣ n ộ cao
và ộ l ch d y d i (kh n t nh th n qua d thƣ n tr n l c
ụ th :
- ron c n tác nội suy d thƣ n ộ cao ộ l ch d y d i: hành ph n s n
n n ( nh hƣ n của ộ cao a h nh s ƣ c tách ra khỏi các iá tr
c
iết
nội suy thành ph n c n l i (thành ph n s n dài cho các i m chƣa iết cu i c n
hoàn tr thành ph n s n n n vào kết qu nội suy heo cách này ộ ch nh xác kết
qu nội suy s t t hơn so v i trƣ n h p nội suy n uyên n iá tr
c
- ron c n tác c i thi n ộ ch nh xác của m h nh tr n trƣ n toàn c u:
sun nh hƣ n tr c tiếp của a h nh vào iá tr d thƣ n ộ cao và ộ l ch
d y d i của m h nh
nh hƣ n
a h nh d thƣ n ộ cao () ƣ c xác nh theo c n th c t ch
ph n t n quát
c n th c t ch ph n t n quát c

n phƣơn pháp tri n khai
t nh toán C n th c t ch ph n t n quát
t nh nh hƣ n của ộ cao a h nh
tron ộ l ch d y d i (, ) c n
ƣ cx yd n .
ộ l n của , các kết qu n hiên c u
ch n minh m c d
a h nh
un ari khá n phẳn nhƣn  c n
t ến một tr s án k ( iá tr l n nh t
42 m nhỏ nh t 252 m và trun
nh là 483 m heo một s tài li u khác 
c iá tr l n nh t là 668 m i v i c 86 m i v i
ập trên 2m i v i
alaysia 3 m i v i àn u c 3 9m i v i v n n i anada
c i t  c
th
t t i 9m i v i verest 5 2 m i v i exico và
3m iv iv n n i
Colorado.
án k nh v n l y t ch ph n t nh nh hƣ n của a h nh
ƣ cc n
tron nhi u tài li u uy nhiên các kết qu ƣ c c n
kh n tr n nhau và c
kho n iến ộn khá l n:
- 20 km, 50km, 80 km, 100 km
km
-2
km 66 km 2 km án k nh v n l y t ch ph n khi t nh ,  ƣ c ch n m c
5 km - 8 km

ộ l n nh hƣ n của a h nh cho ộ l ch d y d i c th
t
t i
i v i v n n i olorado
M i tƣơn quan i a nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n tr n l c (g)
v i ộ cao a h nh khá th p Kết qu th c n hi m cho th y nh hƣ n của sai s
ộ cao a h nh ến d thƣ n ộ cao ran kh n án k
ai s ộ cao a h nh
là 2 m chỉ y ra sai s 7mm i v i d thƣ n ộ cao
Hi u qu của vi c t nh  tron n n cao ộ ch nh xác o cao
v n
n i của
cc n
ƣ c n hiên c u. i c s dụn m h nh tr n trƣ n toàn c u
5
Footer Page - Footer Page -Footer Page - Footer Page 7 of 137.


Header Page - Header Page 8 of 137.

và th n tin a h nh n n cao ộ ch nh xác cho eoid a phƣơn c n
ƣ c
xu t ên c nh
m h nh s
a h nh ƣ c kết h p v i m h nh tr n trƣ n
toàn c u
xác nh uasi eoid v n n i ết qu cho th y r n s dụn m
h nh s
a h nh
t nh hi u chỉnh nh hƣ n của a h nh cho ộ cao uasi eoid

của m h nh
2 8 c th c i thi n ộ ch nh xác lên 5 %
i c kết h p kết qu t nh hƣ n của ộ cao a h nh tron ộ l ch d y d i và
ộ l ch d y d i c ộ ch nh xác cao ( o n máy chụp nh thiên ỉnh
ánh iá
ộ ch nh xác ộ l ch d y theo m h nh tr n trƣ n
2 8 t i khu v c h u
Âu ết qu ánh iá cho th y nếu s dụn thêm c s hi u chỉnh do nh hƣ n của
a h nh th ộ ch nh xác của ộ l ch d y d i theo m h nh
2 8 trên khu v c
này c th t n lên 65% ƣơn t kết qu n hiên c u t i v n n i wiss lps của
c cho th y ộ ch nh xác của ộ l ch d y d i theo m h nh tr n trƣ n
2 8 t n lên 75%
*
i t am
li u tr n l c o c th c tế nƣ c ta
ƣ c s dụn tron vi c x y
d n h quy chiếu và h t a ộ qu c ia; tron vi c x y d n m n lƣ i thủy chu n
hà nƣ c uy vậy nhu c u n hiên c u xác nh thế tr n trƣ n và h nh d n
rái t
i t am n i chun và các ài toán n dụn các c trƣn tr n trƣ n
vào các mục ch khoa h c k thuật qu c ph n n i riên (nhƣ n n cao ộ ch nh
xác o cao
n n cao ộ ch nh xác nội suy d thƣ n tr n l c nội suy ộ l ch
d y d i n n cao ộ ch nh xác xác nh uasi eoid cục ộ t
uasi eoid toàn
c u
an c n ph i tiếp tục v i m c ộ chi tiết và ch nh xác hơn
i hƣ n n hiên c u này tron iai o n 2 8 - 2
các tác i tron

nƣ c
t ƣ c một s thành qu nh t nh ụ th :
xu t và hoàn thi n ƣ c c n th c xác nh nh hƣ n của ộ cao
a h nh tron d thƣ n ộ cao và ộ l ch d y d i;
kh o sát và ƣa ra ƣ c yêu c u v s li u a h nh c n thiết t nh nh
hƣ n của ộ cao a h nh tron d thƣ n ộ cao và ộ l ch d y d i v n n i
y c
y
uyên i n run ; ch n minh ƣ c các nh hƣ n này c tr s
án k ;
- h n qua kết qu kh o sát
cho th y hi u qu của vi c t nh nh hƣ n
của ộ cao a h nh tron c n tác nội suy d thƣ n ộ cao và ộ l ch d y d i
*
nh n kết qu n hiên c u c n
nƣ c n oài và tron nƣ c cho th y
vi c n n cao ộ ch nh xác của thế tr n trƣ n
ƣ c quan t m
iv i i t
Nam, hƣ n n hiên c u này c n nhi u kh a c nh chƣa ƣ c i i quyết, v dụ nhƣ:
- hƣa kh o sát án k nh v n l y t ch ph n h p l và yêu c u v ch t lƣ n
s li u a h nh c n thiết cho vi c t nh nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n tr n
l c nh m n n cao hi u qu của c n tác nội suy d thƣ n tr n l c trên ph m vi
l nh th i t am
- hƣa kh o sát án k nh v n l y t ch ph n h p l và yêu c u v ch t lƣ n
s li u a h nh c n thiết cho vi c t nh nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n ộ
6
Footer Page - Footer Page -Footer Page - Footer Page 8 of 137.

Header Page - Header Page 9 of 137.

cao và ộ l ch d y d i trên các v n tron ph m vi l nh th
i t am (tr v n
y c
y uyên và i n run
- hƣa c phƣơn án t nh nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n tr n l c
d thƣ n ộ cao, ộ l ch d y d i trên v n iên i i và v n c chi u n an h p
- hƣa kh o sát hi u qu của vi c s dụn s li u a h nh
x yd n
Quasigeoid a phƣơn t Quasigeoid toàn c u.
h nh v l
ch n t i
xu t n hiên c u
tài: “ ử dụ số l u đ
ì để â
độ í x d l u
t ế t ọ t ườ t ê p
v lã
t ổ
t
”.
1.2. Mục ê của
à
ục tiêu t n quát
n cao ộ ch nh xác của thế tr n trƣ n trên ph m vi l nh th
i t am
n s li u a h nh
ục tiêu cụ th
xu t ƣ c án k nh v n l y t ch ph n h p l và yêu c u v ch t lƣ n

s li u a h nh c n thiết cho vi c t nh nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n tr n
l c trên ph m vi l nh th i t am
xu t ƣ c phƣơn án t nh nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n tr n
l c d thƣ n ộ cao ộ l ch d y d i trên v n iên i i và v n c chi u n an
h p của i t am
- h o sát ƣ c vi c s dụn s li u a h nh x y d n uasi eoid cục ộ
trên ph m vi l nh th i t am t s li u uasi eoid toàn c u
1.3. Các ếp cậ
hiên c u tham kh o các kết qu của các c n tr nh n hiên c u c liên
quan ến l nh v c của tài
hiên c u ph n t ch kế th a c ch n l c các tài li u s li u liên quan
ến tài
- hu thập ph n t ch ánh iá s li u o c th c tế tron nƣ c và s li u
c liên quan nƣ c n oài
- h o sát l thuyết tron
c s dụn m h nh toán h c các phƣơn pháp
và thuật toán x l
- So sánh kết h p các phƣơn pháp l thuyết c n nhƣ các n u n th n tin
o c khác nhau l a ch n i i pháp t i ƣu
l t nh toán th c n hi m ki m ch n các kết qu l thuyết.
- m hi u th n tin h c hỏi kinh n hi m và ph i h p n hiên c u kh o sát
v i chuyên ia

7
Footer Page - Footer Page -Footer Page - Footer Page 9 of 137.


Header Page - Header Page 10 of 137.

C ươ

PHẠM VI Đ I TƯ NG NỘI DUNG
VÀ PHƯ NG PH P NGHIÊN C U
1 P
ư
ê c
2.1.1. ố tư
ê
u
- nh hƣ n của ộ cao a h nh tron d thƣ n ộ cao ộ l ch d y d i và
d thƣ n tr n l c
- Mô hình Quasigeoid cục ộ trên l nh th i t am
v
ê
u
h m vi v khoa h c:
- y d n c n th c th c n hi m ánh iá ộ ch nh xác nh hƣ n của a
h nh tron d thƣ n tr n l c i v i các v n trên l nh th i t am t
xác
nh yêu c u v ch t lƣ n s li u a h nh phục vụ cho vi c t nh toán này
- án k nh v n l y t ch ph n h p l khi t nh nh hƣ n của a h nh tron
d thƣ n tr n l c trên ph n l nh th i t am
- i i pháp phƣơn án v s li u khi t nh nh hƣ n của a h nh tron d
thƣ n ộ cao ộ l ch d y d i và d thƣ n tr n l c trên v n iên i i và v n
c chi u n an h p của i t am
- án k nh v n l y t ch ph n h p l khi t nh nh hƣ n của a h nh tron
d thƣ n ộ cao ộ l ch d y d i và d thƣ n tr n l c trên v n iên i i và
v n c chi u n an h p của i t am
y d n m h nh uasi eoid cục ộ t s li u của uasi eoid toàn c u
theo phƣơn án m i

là s dụn thêm s hi u chỉnh do s sai khác a h nh i a
m h nh s ộ cao của i t am và m h nh s ộ cao toàn c u và ánh iá hi u
qu của phƣơn pháp này
h m vi v kh n ian: ác khu v c trên l nh th
i t am nhƣ: y c
i n run
ia ai - om um
c c- m n
iên i i i t am run
u c và ào iên i i i t am ào và am pu chia khu v c c chi u n an h p
của i t am
h m vi v th i ian:
t d li u tr n trƣ n ƣ c s dụn
i t am
cho t i nay
2.2. Nộ d
ê c
2.2.1.
ộ du
ê
u
t ƣ c mục tiêu n hiên c u
tài c n i i quyết các nội dun sau:
- h o sát án k nh v n l y t ch ph n h p l và yêu c u v ch t lƣ n s
li u a h nh c n thiết cho vi c t nh nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n tr n
l c trên ph m vi l nh th i t am
- Nghiên c u phƣơn án t nh nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n tr n
l c d thƣ n ộ cao, ộ l ch d y d i trên v n iên i i và v n c chi u n an
h p của i t am.

8
Footer Page - Footer Page -Footer Page - Footer Page 10 of 137.


Header Page - Header Page 11 of 137.

- h o sát vi c s dụn s li u a h nh
x y d n Quasigeoid cục ộ trên
ph m vi l nh th i t am t s li u Quasigeoid toàn c u
t
1. nh nh hƣ n của ộ cao a h nh tron d thƣ n tr n l c trên ph m
vi l nh th i t am
2. ác nh yêu c u v ch t lƣ n s li u a h nh c n thiết cho vi c t nh nh
hƣ n của a h nh tron d thƣ n tr n l c
3. ánh iá ộ ch nh xác của m h nh s ộ cao toàn c u
trên v n
iên i i và v n c chi u n an h p của i t am
4 nh nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n ộ cao ộ l ch d y d i và d
thƣ n tr n l c trên v n iên i i và v n c chi u n an h p của i t am
5. y d n m h nh uasi eoid cục ộ trên khu v c y c t s li u của
m h nh tr n trƣ n toàn c u theo 2 cách:
ách th nh t: Không s dụn s hi u chỉnh do nh hƣ n của ph n sai khác
a h nh i a m h nh s của i t am và m h nh s ộ cao toàn c u
tron
d thƣ n ộ cao (k hi u là h);
ách th hai: S dụn s hi u chỉnh n i trên
2.3. P ươ p áp
ê c
2.3.1. ố v
t

tí
ư
đ
ì t
d t ườ độ
độ l
dâ dọ v d t ườ t ọ l
1. hƣơn pháp t n h p và kế th a
a
hu v c n hiên c u ƣ c chia thành n hàn và m cột
n th c ch nh xác
t nh s hi u chỉnh a h nh t i i m của lƣ i i hàn và j cột là:

1
zH
1
 
dzd


G


3
H r
  r0
r02  h 2

h

g ij  G  


d



(2.1)

ta c :

g ij  2GH sin 
n th c

n

(2.2)

n của (2 2 là:

1
( h  H) 2
g ij  G 
d
2  r03

(2.3)

hai tri n c n th c (2 3 ta c :

g ij  2GH tan 
t khác:
9
Footer Page - Footer Page -Footer Page - Footer Page 11 of 137.

(2.4)


Header Page - Header Page 12 of 137.

tan  
o

H P  H ij

(2.5)

( x P  x ij ) 2  ( y P  y ij ) 2

c n th c (2 4 c d n nhƣ sau:

(H P  H ij ) 2

g ij  2G

(2.6)

( x P  x ij ) 2  ( y P  y ij ) 2

t:

HS ij 

1
(2.7)

( x P  x ij ) 2  ( y P  y ij ) 2

ac :

g ij  2GHSij (H P  H ij ) 2

(2.8)

y t n của toàn ộ g ij ta c c n th c:
i max jmax

g    g ij

(2.9)

i min jmin

tron

:

là h n s h
ội suy iá tr
i m ên tron lƣ i

- hƣơn pháp :
n th c t nh d

p d n,  là mật ộ vật ch t
nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n tr n l c cho các
ội suy tr n s là n h ch o kho n cách
thƣ n ộ cao của i m nội suy:
n

 p i g i

g ns  i 1 n
 pi

(2.10)

i 1

3

4
D3A

D4A

A
D2A
D1A
1
nh 2 1

2

ho n cách i a i m t nh và các i m
10

Footer Page - Footer Page -Footer Page - Footer Page 12 of 137.

iết


Header Page - Header Page 13 of 137.

tron

:
g ns là iá tr nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n tr n l c của i m
c n nội suy;
iết;
g i là nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n tr n l c của i m

p i là tr n s tƣơn
pi 

n v i i m th i

1
; DiA  (X A  X i ) 2  (YA  Yi ) 2
D iA

(2.11)

- hƣơn pháp 2 ội suy tr n s là nh phƣơn n h ch o kho n cách
dụn c n th c (2 10
t nh nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n
tr n l c của i m nội suy tron
tr n s pi ƣ c t nh theo c n th c sau:
1
2
p i  2 ; DiA
 (X A  X i ) 2  (YA  Yi ) 2
(2.12)
D Ai
- hƣơn pháp 3 ội suy tr n s là n h ch o di n t ch
dụn c n th c (2 10
t nh nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n
tr n l c của i m nội suy tron
tr n s pi ƣ c t nh theo c n th c sau:
1
pi 
; SiA  (X A  X i )( YA  Yi )
(2.13)
SiA
3

4
SA3

SA4
A

SA2

SA1
1
nh 2 2
- hƣơn pháp 4

i n t ch i a i m t nh và các i m

iết

ội suy tr n s là

o di n t ch

dụn c n th c (2.10
tr n l c của i m nội suy tron

pi 

2

nh phƣơn n h ch

t nh nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n
tr n s pi ƣ c t nh theo c n th c sau:

1
2
; SiA

 (X A  X i ) 2 (YA  Yi ) 2
2
SAi

- hƣơn pháp 5

ội suy tuyến t nh

11
Footer Page - Footer Page -Footer Page - Footer Page 13 of 137.

(2.14)


Header Page - Header Page 14 of 137.

4

3
K

1
nh 2 3

2
i m c n xác

nh g

nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n tr n l c của i m ƣ c i u di n

dƣ i d n hàm son tuyến của t a ộ X i , Yi nhƣ sau:

H i  c  aXi  bYi
tron

a

c là 3 tham s c n xác

(2.15)

nh

ập phƣơn tr nh s hi u chỉnh:

vi  c  aXi  bYi  Hi

(2.16)

iết dƣ i d n ma trận:

V  AX  L
tron

(2.17)

:

 v1 
 

v2
V 
 v3 
 
 v 4  4 x1
;
ác

1

1
A
1

1

X1
X2
X3
X4

nh các tham s a

Y1 

Y2 
Y3 

Y4  4 x 3
;

c 
 
X  a 
b 
  3 x1 ;

  H1 


 H2 

L
 H3 


 H 4  4 x1

c:

c 
 
X  a   (A T A) 1.A T L
b 
  3x1
i m

(2.18)

c t a ộ X K , YK c 

ƣ c xác

(2.19)
nh theo c n th c sau:

 K  c  aXK  bYK
ai s trun phƣơn tr n s



(2.20)

ơn v của kết qu t nh là:

VV 

(2.21)

n 3
12

Footer Page - Footer Page -Footer Page - Footer Page 14 of 137.


Header Page - Header Page 15 of 137.

tron

n là s

i md n

xác

nh d thƣ n

ộ cao (trƣ n h p này n

i m j g là sai s trun phƣơn của kết qu nội suy

m

j
g

4

a c c n th c:

ns
2
 (g i  g i )

n

(2.22)

tron
: m j g là sai s trun phƣơn của kết qu nội suy theo phƣơn pháp j; g ins

là iá tr nội suy nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n tr n l c của i m i; g i
là iá tr nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n tr n l c của i m i
hƣơn pháp xác nh nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n ộ cao
n th c chun cho vi c t nh nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n ộ
cao nhƣ sau:
G H  H m
 
d
(2.23)

 
r
tron
:  là nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n ộ cao; là ộ cao a
hình t i i m ch y tron v n ; H m là ộ cao của m t tham kh o;

r  x 2  y 2 v i x y là t a ộ phẳn của i m ch y; G là h n s h p d n;  là mật
ộ vật ch t của l p a h nh;  là iá tr tr n l c trun
nh
d n t ch ph n s

i u th c c d n nhƣ sau:

 

G n m
  (H ij  H tb ) I ij
 i1 j1
xi

yj

I ij   

x i 1 y j1

(2.24)

dxdy

(2.25)

x 2  y2

xi

xi-1
yj-1
nh 2.4

yj

i i h n t a ộ của m i

ri n khai c n th c (2.25), h s

ij

vu n

ƣ c t nh toán nhƣ sau:
13

Footer Page - Footer Page -Footer Page - Footer Page 15 of 137.


Header Page - Header Page 16 of 137.

I ik  x i ln

y k ln

y k  y 2k  x i2
y k 1  y 2k 1  x i2

x i1  y  x
2
k

2
i 1

x i  y 2k  x i2

hƣơn pháp xác
n th c chun

 x i1 ln

 y k 1 ln

y k  y 2k  x i21
y k 1  y 2k 1  x i21

x i1  y

2
k 1

x


(2.26)

2
i 1

x i  y 2k 1  x i2

nh nh hƣ n của

a h nh tron

ộ l ch d y d i

t nh  và  c d n :

  ' '

G r1 2  H

  cos AdrdA
 00 r

(2.27)

  ' '

G r1 2  H
  sin AdrdA
 00 r

(2.28)

tron
: H là ộ cao a h nh t i i m ch y tron v n x t; r là kho n cách t
i m x t ến i m ch y; là c phƣơn v của hƣ n t i m t nh ến i m ch y;
r1 là án k nh v n l y t ch ph n
hƣơn pháp t ch ph n s c n là phƣơn pháp ƣ c s dụn khi t nh nh
hƣ n của a h nh tron ộ l ch d y d i của tài ƣơn t nhƣ phƣơn pháp này
t nh nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n ộ cao ph n trên v n l y t ch ph n
 ƣ c chia nhỏ thành các h nh vu n ƣ c i i h n i các c nh v i hoành ộ
xi-1, xi và các tun ộ yj-1, yj. d n t ch ph n s c n th c (2.27) và (2.28) có
d n nhƣ sau:

  "

G n m  
  H I ij
 i1 j1

(2.29)

  "

G n m  
  H I ij
 i1 j1

(2.30)

ộ cao  là ộ cao trun
nh của m i vu n
s ij là nh hƣ n của
vu n nhỏ v i chỉ s i j và ƣ c xác nh d n tri n khai theo c n th c sau:

I  ln

ij

y j1  y 2j1  x i2
y j  y 2j  x i2

 ln

y j  y 2j  x i21
y j1  y 2j1  x i21

14
Footer Page - Footer Page -Footer Page - Footer Page 16 of 137.

(2.31)


Header Page - Header Page 17 of 137.


ij

I  ln

x i1  y 2j  x i21
x i  y 2j  x i2

 ln

x i  y 2j1  x i2

(2.32)

x i1  y 2j1  x i21

ta c :
  "

y j1 
G n m 
  H (ln
 i 1 j1
yj 

y 2j1  x i2
y 2j  x i2

 ln

yj 
y j1 

y 2j  x i21
y 2j1  x i21

)

(2.33)

x i1  y 2j  x i21
x i  y 2j1  x i2
G n m 
  "
 ln
)
  H (ln
 i1 j1
x i  y 2j  x i2
x i1  y 2j1  x i21

(2.34)

2. hƣơn pháp thu thập s li u
li u của m h nh s ộ cao của i t am (VN50) c ộ ch nh xác m

o ƣ c cho vi c t nh toán;
li u của m h nh s ộ cao toàn c u
(khi
t nh nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n ộ cao ộ l ch d y d i và d thƣ n
tr n l c trên v n iên i i và v n c chi u n an h p của i t am
3. hƣơn pháp n dụn c n n h tin h c
-

dụn ph n m m

xác

nh t a ộ và ộ cao của các i m

a h nh

- y d n ph n m m phục vụ cho vi c t ộn h a quá tr nh t nh toán nh
hƣ n của a h nh tron d thƣ n ộ cao ộ l ch d y d i và d thƣ n tr n l c
4

dụn ph n m m

v

th ph n t ch d y s li u

hƣơn pháp ph n t ch

h n t ch các kết qu của quá tr nh t nh toán nh hƣ n của a h nh tron d
thƣ n ộ cao ộ l ch d y d i và d thƣ n tr n l c v i các iá tr án k nh v n

x t khác nhau
t
c nh n nhận x t l a ch n và
xu t án k nh v n l y
t ch ph n h p l
ố v t
v tí

2.3.2.
t ết

x
ư

đ
đ

êu u v
t lư
ì t
d t ườ

số l u đ
tọ l

ì

hƣơn pháp toán h c
c n th c t nh nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n tr n l c n hiên
c u s dụn các c n th c toán h c

x y d n c n th c t n quát t nh sai s
trun phƣơn của nh hƣ n ộ cao a h nh tron d thƣ n tr n l c
n th c
này ch nh là c n th c ánh iá ộ ch nh xác của vi c t nh g.
-

- y d n c n th c th c n hi m t nh nh hƣ n của ộ cao
d thƣ n tr n l c trên các v n
y c
i n run
ia ai c c- m n .
2

hƣơn pháp th n kê
15

Footer Page - Footer Page -Footer Page - Footer Page 17 of 137.

a h nh tron
om um và


Header Page - Header Page 18 of 137.

h n kê kết qu i u th m i quan h i a sai s nh hƣ n của
tron d thƣ n tr n l c ( m g theo sai s của ộ cao a h nh ( m H ).
3

a h nh

hƣơn pháp ph n t ch

h n t ch kết qu i u th m i quan h i a m g và m H
c nh n kết luận
v yêu c u ch t lƣ n s li u a h nh c n thiết phục vụ cho vi c t nh nh hƣ n
của a h nh tron d thƣ n tr n l c
ố v t
tê v

u

đ

độ
t

ê

í

x

ì

số độ

t

hƣơn pháp t n h p ph n t ch l a ch n
các c n th c t nh  ,  ,  và g ph n t ch th y yêu c u v s

li u a h nh c n thiết x t trên kh a c nh án k nh v n x t phục vụ cho vi c t nh
toán này
a ch n s li u của m h nh s
ch nh xác của n u n s li u này

ộ cao toàn c u

và ánh iá ộ

g

 ,  , 

S li u a h nh là n u n tƣ li u kh n th thiếu phục vụ cho các t nh toán
th c n hi m khi n hiên c u v v n
n n cao ộ ch nh xác và ộ chi tiết của thế
tr n trƣ n
hi t nh nh hƣ n của a h nh tron d thƣ n ộ cao ộ l ch d y
d i và d thƣ n tr n l c cho một i m nào
th i m này ph i n m thỏa m n
án k nh h p l của v n l y t ch ph n
b

 ,  , 

g

i v i các i m n m tron ph n l nh th
i t am thỏa m n yêu c u v
án k nh v n x t th s li u a h nh

i t am hoàn toàn áp n ƣ c vi c t nh
i v i nh n i m kh n thỏa m n yêu c u nêu
 ,  ,  và g uy nhiên
trên khi mà s li u a h nh của i t am kh n ủ
áp n yêu c u t nh  ,
 ,  và g th c n ph i t m n u n s li u a h nh ủ ộ ch nh xác áp n
ƣ c yêu c u của c n vi c
c. M

SRTM DEM

SRTM DEM (Shuttle Radar Topography Mission) là kết qu của s n l c
h p tác của ơ quan hàn kh n và kh n ian qu c ia (
và ơ quan nh
và n
qu c ia (
c n nhƣ s tham ia của các cơ quan v trụ
c và
t o ra một m h nh s ộ cao n nhƣ trên toàn c u n cách s dụn iao
thoa radar. SRTM DEM c
nh d n và cách s p xếp t ch c i n nhƣ d li u
GTOPO30 DEM
t o i u ki n thuận l i cho các ph n m m h th n th n tin
a l khi làm vi c v i d li u GTOPO30 DEM c n nhƣ làm vi c v i d li u
SRTM DEM
h nh này bao tr m lên ph n di n t ch kho n 56 ộ v am và 60
16
Footer Page - Footer Page -Footer Page - Footer Page 18 of 137.

Header Page - Header Page 19 of 137.

ộ v B c tron
rái t

ao

m

n nhƣ ch nh xác 8 % t n s di n t ch của

m t

nh d n d li u của m h nh SRTM DEM
ƣ c chia thành các m nh
i n nhƣ TOPO30 DEM n o i tr ph n d li u kh n m rộn ph a dƣ i 6 ộ
v Nam, c n nhƣ các tập tin kh n t n t i của m h nh này v n am c
rƣ c

y d li u
DEM cho các v n n oài nƣ c
ƣ cl ym u
và c n
m c ộ ph n i i 3 tƣơn ƣơn v i 9 m t
li u m i ƣ c th c
hi n v i ộ ph n i i
tƣơn ƣơn v i 3 m t v i ộ ph n i i này n s áp
n ƣ c các c n tác o c n
cơ n
li u h u hết

h u hi và xun
quanh khu v c này
ƣ c th c hi n ế ho ch tiếp theo vào cu i n m 2 4 s ao
m c v n am
và ph a am c
2

hƣơn pháp thu thập s li u

hu thập s li u t a ộ và ộ cao của các i m
- TC trên v n iên i i
của i t am; hu thập s li u của m h nh s ộ cao toàn c u
DEM.
3

hƣơn pháp n dụn c n n h tin h c

dụn ph n m m
v h t a ộ
2
-

dụn ph n m m
DEM.

m h nh
4

chuy n
xác

i d li u của m h nh s

ộ cao toàn c u

nh ộ cao của các i m

-

t nh theo

hƣơn pháp ph n t ch so sánh

- o sánh ộ cao c của i m
nh theo m h nh s ộ cao toàn c u

-

và ộ cao của i m này ƣ c xác
DEM.

- h n t ch các kết qu so sánh t
c các kết luận v ch t lƣ n s li u
của m h nh s ộ cao toàn c u
DEM trên v n n hiên c u
ố v

v

số l u

xâ d
ì t ọ t ườ

ì
t

u s
u

d ụ

ột ê

uv

â

t

1. hƣơn pháp t n h p ph n t ch l a ch n
a
ột s phƣơn pháp x y d n m h nh uasi eoid: hƣơn pháp thiên v n;
hƣơn pháp tr n l c; hƣơn pháp
- TC; hƣơn pháp kh n ian; hƣơn
pháp kết h p.
b
h nh

2

8 ƣ c x y d n d a trên n u n s li u sau:

h nh
3 và ma trận hi p phƣơn sai của n :
h nh
3 là m h nh tr n trƣ n toàn c u ƣ c x y d n d a trên s li u
liên tục tron 6 n m của h th n
h nh này ph n ánh các ƣ c s n
dài và trun
nh của trƣ n tr n l c c ậc và h n là 8
-

17
Footer Page - Footer Page -Footer Page - Footer Page 19 of 137.


Header Page - Header Page 20 of 137.

li u tr n l c ƣ c chu n h a theo các chu n 5 x 5 trên toàn c u ộ
d li u này ƣ c x y d n t s li u o tr n l c m t t tr n l c hàn kh n và
o cao v tinh
li u này kh n c
y ủ trên quy m toàn c u v n chƣa c d
li u chiếm kho n 2% v n d li u kh n
h n chế chiếm kho n 45 % v n
c n l i d li u c quy n chiếm kho n 42 9%
-

li u m h nh s

ộ cao toàn c u

DEM.

ết qu của quá tr nh x y d n m h nh
2 8 là m h nh này ao m
t n cộn x p xỉ 4 8 tri u h s c u i u hoà t t i c p và h n là 2 59 v i h s
c u i u hoà
sun (hay c n i là m rộn
m c2 9
thƣ n tr n l c của
m h nh ƣ c t nh s n t i các m t lƣ i v i d n cách 5 x 5
ác iá tr ộ cao
eoid ƣ c t nh t i các m t lƣ i v i d n cách 2 5 x 2 5
x
ộ ch nh xác của
m h nh kh n ph i là một h n s mà iá tr này thay i theo v tr i m x t do
i s li u d n
x y d n m h nh trên m i khu v c khác nhau v s lƣ n và
ch t lƣ n
c
uá tr nh x y d n m h nh uasi eoid ƣ c th c hi n theo sơ
c n n h h nh 2 2
2

quy tr nh

hƣơn pháp thu thập s li u

li u của các i m
trên khu v c y c;
li u của m h nh
s ộ cao của i t am;
li u của m h nh s ộ cao toàn c u
DEM;
li u của m h nh tr n trƣ n toàn c u
2 8
3

hƣơn pháp n dụn c n n h tin h c

dụn ph n m m xác nh t a ộ và ộ cao của các i m m t lƣ i
h nh theo m h nh s ộ cao của i t am và m h nh s ộ cao toàn c u
DEM tƣơn n

a

dụn ph n m m
t nh nh hƣ n của ph n sai khác a h nh i a hai
m h nh s ộ cao n i trên (h tron d thƣ n ộ cao cho các i m
- TC.
dụn ph n m m
xác
theo m h nh tr n trƣ n toàn c u
-

nh d thƣ n
2 8

ộ cao cho các i m

-

- ập tr nh ph n m m phục vụ cho vi c x y d n m h nh uasi eoid cục ộ
và nội suy iá tr d thƣ n ộ cao cho các i m theo m h nh
4

hƣơn pháp so sánh ph n t ch
o sánh nh m ánh iá ộ ch nh xác của m h nh

uasi eoid cục ộ ƣ c

x yd n
o sánh ph n t ch nh m ánh iá hi u qu của vi c x y d n m h nh
uasi eoid cục ộ t s li u của m h nh tr n trƣ n toàn c u i a trƣ n h p s
dụn h  và trƣ n h p kh n s dụn s hi u chỉnh này
18
Footer Page - Footer Page -Footer Page - Footer Page 20 of 137.


Header Page - Header Page 21 of 137.

ộ cao thủy
chu n của
các i m
GPS-TC (h)

ộ cao tr c a
của các i m

GPS-TC (H)

thƣ n ộ cao
của các i m

thƣ n ộ cao
EGM2008 (  2i )

1i  Hi  h i

ộ l ch d thƣ n

ộ cao

 i  1i   2i

ộ l ch d thƣ n

ộ cao trun

nh

 tb    i / n

chênh d thƣ n

ộ cao

 i   i   tb

ác

ác

nh hàm phƣơn sai th c n hi m
s chênh d thƣ n ộ cao
nh hàm phƣơn sai l thuyết
s chênh d thƣ n ộ cao
ác nh s hi u chỉnh d
thƣ n ộ cao cho các
i m m t lƣ i m h nh
o m h nh
Quasigeoid cục ộ

nh 2.5

ơ

x y d n m h nh uasi eoid

19
Footer Page - Footer Page -Footer Page - Footer Page 21 of 137.