đồ án xây dựng lưới, thiết kế lưới địa tin học

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
BỘ MÔN ĐỊA TIN HỌC


BÁO CÁO
ĐỒ ÁN XÂY DỰNG LƯỚI

GVHD: ThS. ĐẶNG VĂN CÔNG BẰNG

Sinh viên:

TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2014


Chương 1 : Mục đích và nhiệm vụ của thiết kế lưới

CHƯƠNG 1
MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ CỦA
THIẾT KẾ LƯỚI

Page 1


Chương 1 : Mục đích và nhiệm vụ của thiết kế lưới
1.1 MỤC ĐÍCH :
Việc thiết kế kỹ thuật lưới tọa độ nhằm đạt được các yêu cầu về kỹ thuật, đảm
bảo tính thống nhất cho toàn bộ mạng lưới, đồng thời là cơ sở để phục vụ cho công
tác:
 Đo vẽ thành lập bản đồ địa chính.
 Thiết kế mạng lưới tối ưu nhất mang lại giá trị kinh tế cho địa phương, giúp cho

công tác đo đạc mạng lưới cấp thấp thuận tiện khi thi công.
 Làm cơ sở để quy hoạch xây dựng các khu dân cư, công trình xây dựng dân
dụng, thủy lợi, đường giao thông, …

1.2 NHIỆM VỤ :
 Thu thập các tài liệu trắc địa về khu đo :
 Vị trí địa lý.
 Điều kiện tự nhiên.
 Điều kiện kinh tế – xã hội.
 Bản đồ nền Địa Hình tỷ lệ 1/25.000
 Tọa độ các điểm hạng II Nhà nước.
 Thiết kế và ước tính độ chính xác :
 Lưới Địa Chính Cơ Sở (ĐCCS) : 2 phương án đo bằng công nghệ GPS.
 Lưới Địa Chính (ĐC) : 2 phương án
 Phương án 1 : Lưới ĐC đo bằng công nghệ GPS.
 Phương án 2 : Lưới ĐC đo góc - cạnh bằng máy toàn đạc điện tử.
 Lập dự toán kinh phí xây dựng lưới.
 Nhận xét và kết luận.

Page 2


Chương 1 : Mục đích và nhiệm vụ của thiết kế lưới
1.3 TƯ LIỆU TRẮC ĐỊA PHỤC VỤ THIẾT KẾ LƯỚI :
 Tài liệu về mảnh bản đồ :
Mảnh bản đồ tỷ lệ 1/25.000 trong hệ tọa độ VN2000, lưới chiếu UTM, múi
chiếu 60, kinh tuyến trung ương 1050, được cho theo bảng sau :

Bảng 1.1 Mảnh bản đồ
Số thứ tự

1

Tên Bản Đồ
BẠC LIÊU

Số hiệu mảnh
C-48-68-A-d

 Tài liệu về các điểm tọa độ Hạng II :
Có 3 điểm hạng II Nhà Nước thuộc hệ tọa độ Nhà Nước VN2000, kinh
tuyến trung ương 1050. Các mốc này vẫn đang được bảo quản và sử dụng được.
Tọa độ các điểm được cho theo bảng sau :
Bảng 1.2 Số liệu điểm Hạng II (múi 60)
Số
TT

Tọa độ

Số hiệu
điểm

Độ cao

X(m)

Y(m)

Ghi chú

H(m)

1

II-85

1034507,163

48 578077,160

2

II-84

1026529,383

48 579297,007

19,8

3

II-446

1028461,996

48 574046,369

2,0

Chuyển từ BĐ 1:50000 sang

1.4 VĂN BẢN PHÁP LÝ :
[1] Quyết định 05/2006/QĐ - BTNMT, định mức kinh tế kỹ thuật đo đạc bản đồ,
Bộ trưởng Bộ Tài Nguyên Môi Trường, ngày 26 tháng 05 năm 2006.
[2] Quyết định số 83/2000/QĐ - TTg, sử dụng Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia
Việt Nam, Thủ tướng Chính Phủ, ngày 12 tháng 7 năm 2000.
[3] Thông tư số 55/2013/TT - BTNMT của Bộ Tài Nguyên Môi Trường Quy định
về thành lập bản đồ địa chính, ngày 30 tháng 12 năm 2013.
[4] Thông tư số 25/2014/TT - BTNMT của Bộ Tài Nguyên Môi Trường Quy định
về thành lập bản đồ địa chính, ngày 19 tháng 05 năm 2014.

Page 3


Chương 1 : Mục đích và nhiệm vụ của thiết kế lưới
[5] Quyết định 08/2008/QĐ – BTNMT, Ban hành Quy phạm thành lập bản đồ địa
chính tỷ lệ 1:200, 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000 và 1:10000.

[6] Thông tư liên tịch số 04/2007/TTLT-BTNMT-BTC, hướng dẫn lập dự toán
kinh phí đo đạc bản đồ và quản lý đất đai, ngày 27 tháng 2 năm 2007.
[7] Thông tư 50/2013/TT-BTNMT, ban hành Định mức kinh tế - kỹ thuật đo đạc
địa chính, đăng ký đất đai, tài sản gắn liền với đất, lập hồ sơ địa chính, cấp Giấy
chứng nhận quyền sử dụng đất, quyền sở hữu nhà ở và tài sản khác gắn liền với
đất, ngày 27 tháng 2 năm 2013.
[8] Nghị định số 66/2013/NĐ-CP, quy định mức lương cơ sở đối với cán bộ, công
chức, viên chức và lực lượng vũ trang, ngày 27 tháng 6 năm 2013.
[9] Thông tư số 23/2009/TT-BTNMT, quy định về Định mức kinh tế - kỹ thuật
kiểm tra nghiệm thu sản phẩm đo đạc bản đồ, ngày 16 tháng 11 năm 2009.
[10] Thông tư số 973 của Tổng cục Địa Chính ban hành về việc hướng dẫn sử dụng
hệ VN2000 quy định kinh tuyến trung ương cho từng tỉnh, thành phố trực thuộc

trung ương, ngày 20 tháng 6 năm 2001.
[11] Thông tư số 06/2009/TT-BTNMT,quy định về Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia
về xây dựng lưới tọa độ, ngày 18 tháng 6 năm 2009.

`

Page 4


Chương 2 : Tổng quan về tình hình đặc điểm khu đo

CHƯƠNG 2

TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH
ĐẶC ĐIỂM KHU ĐO

Page 5


Chương 2 : Tổng quan về tình hình đặc điểm khu đo
Chương này sẽ giới thiệu tổng quan về tình hình kinh tế xã hội, đặc điểm địa
chất, địa hình của khu thiết kế lưới. Qua đó lựa chọn cấp độ khó khăn phục vụ cho
công đoạn thiết kế lưới và dự toán giá thành.

2.1

ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN – KINH TẾ XÃ HỘI :

2.1.1 Điều kiện tự nhiên :
2.1.1.1 Vị trí địa lý :

Thành phố Bạc Liêu thuộc tỉnh Bạc Liêu nằm ở vị trí địa lý từ 9o50' vĩ độ Bắc
và 105o40 '30" kinh độ Đông.
Địa giới hành chính của thành phố Bạc Liêu:
 phía Đông giáp huyện Vĩnh Châu - tỉnh Sóc Trăng.
 phía Tây giáp huyện Hòa Bình.
 phía Nam giáp Biển Đông.
 phía Bắc giáp huyện Vĩnh Lợi
Về hành chính, Thành phố Bạc Liêu gồm 7 phường và 3 xã trực thuộc:






Phường 1.
Phường 2.
Phường 3.
Phường 5.
Phường 7.







Phường 8.
Phường Nhà Mát.
Xã Hiệp Thành.
Xã Vĩnh Trạch,

Xã Vĩnh Trạch Đông.

2.1.1.2 Địa hình :
Bạc Liêu có địa hình tương đối bằng phẳng, chủ yếu nằm ở độ cao trên dưới
1,2m so với mặt biển, còn lại là những giồng cát và một số khu vực trũng ngập nước
quanh năm. Địa hình có xu hướng dốc từ bờ biển vào nội đồng, từ Đông Bắc xuống
Tây Nam.
2.1.1.3 Khí hậu :
Bạc Liêu nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, có 2 mùa rõ rệt:
 mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11.
 mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau.
Lượng mưa trung bình hàng năm 2.000 - 2.300 mm. Nhiệt độ trung bình 260C,
cao nhất 31,50C, thấp nhất 22,5 0C. Số giờ nắng trong năm 2.500 - 2.600 giờ. Độ ẩm
trung bình mùa khô 80%, mùa mưa 85%.

PHẠM CẦN_81100348

Page 6


Chương 2 : Tổng quan về tình hình đặc điểm khu đo
Vùng này ít chịu ảnh hưởng của bão và áp thấp nhiệt đới; không chịu ảnh
hưởng trực tiếp của lũ lụt của hệ thống sông Cửu Long, nhưng lại chịu tác động mạnh
của thuỷ triều biển Đông và một phần chế độ nhật triều biển Tây.
2.1.1.4 Địa chất :
Đất đai được chia thành nhiều nhóm: nhóm đất mặn chiếm 32,6% quỹ đất,
nhóm đất phèn chiếm 59,9%, nhóm đất cát chiếm 0,18%, bãi bồi và đất khác chiếm
4,4%, sông rạch chiếm 2,9% quỹ đất.
Đất có khả năng trồng lúa, cây hàng năm, cây lâu năm chiếm 83,58% tổng diện
tích đất; đất có khả năng trồng rừng, nuôi tôm, làm muối chiếm 13,49%. Phần lớn đất

đai của Bạc Liêu là đất phù sa bồi đắp lâu năm và ổn định, thích hợp với việc phát
triển nền nông nghiệp toàn diện.
2.1.1.5 Thủy văn :
Hệ thống kênh rạch chịu ảnh hưởng của chế độ thủy triều ngày lên xuống 2 lần,
mực triều dao động trung bình từ 0,3 m đến 0,8 m.
2.1.2 Điều kiện kinh tế xã hội :
2.1.2.1 Tình hình dân cư :
Diện tích

175,25 km2

Dân số (năm 2014)
Tổng cộng

190.045 người

Dân tộc

Kinh, Hoa, Khơmer...

2.1.2.2 Tình hình kinh tế :
Cơ cấu lao động làm việc trong các ngành kinh tế - xã hội đã có sự chuyển dịch
theo hướng tăng tỷ trọng lao động làm việc trong các ngành công nghiệp – xây dựng
và dịch vụ; đồng thời, giảm tỷ trọng lao động trong ngành nông nghiệp và thủy sản.
2.1.2.3 Tình hình giao thông :
1. Quốc Lộ 1 đi qua huyện Vĩnh Lợi, thành phố Bạc Liêu, huyện Hòa Bình và
huyện Giá Rai
2. Tỉnh lộ 1, nối huyện Hồng Dân với Thành phố Bạc Liêu, đi qua các huyện
Hồng Dân, Phước Long, Vĩnh Lợi, Hòa Bình

Page 7


Chương 2 : Tổng quan về tình hình đặc điểm khu đo
3. Tỉnh lộ 2, nối thị trấn Phước Long với quốc lộ 1 tại xã Vĩnh Mỹ B huyện Hòa
Bình, để đến thành phố Bạc Liêu, tỉnh lộ 2 đi qua huyện Phước Long và Hòa
Bình
4. Quốc lộ 91C - đường Nam Sông Hậu, chạy dọc theo sông Hậu và biển Đông,
nối thành phố Cần Thơ với thành phố Bạc Liêu
5. Tuyến đường đê biển, chạy dọc theo bờ biển Bạc Liêu, nối thị trấn Gành Hào
với thành phố Bạc Liêu
2.2

CHỌN CẤP KHÓ KHĂN CHO CÔNG TÁC XÂY DỰNG LƯỚI KHỐNG
CHẾ:

2.2.1 Thuận lợi :
 Với độ cao biến thiên khoảng 1,2m so với mực nước biển thì địa hình khu đo
tương đối bằng phẳng.
 Hệ thống đường giao thông trong khu đo khá nhiều, có đường nhựa nên thuận
tiện cho việc bố trí mốc và di chuyển giữa các mốc.
 Nguồn lao động phổ thông nhiều nên thuận lợi cho việc thuê mướn nhân công.
 Thực phủ chiếm đa số là trồng lúa nước nên thuận lợi để đo ngắm.
2.2.2 Khó khăn :
 Khu đo có nhiều diện tích đất nông nghiệp nên sẽ có vài điểm địa chính được
đặt trên tuyến đường đất nhỏ, cần gia cố mốc để bảo quản.
 Lượng mưa trung bình lớn có thể gây sạt lở đất, khó khăn cho việc bảo quản
mốc.
 Khi đo ngắm tại khu trồng cây công nghiệp, khu đô thị cần chọn điểm hợp lý để
đảm bảo thông hướng.

2.2.3 Chọn loại khó khăn :
Căn cứ vào văn bản pháp lý Quyết định số 05/2006/QĐ-BTNMT, quyết định về
việc ban hành định mức kinh tế - kĩ thuật đo đạc bản đồ. Chọn cấp độ khó khăn 2 cho
công tác xây dựng lưới Địa Chính Cơ Sở.
Căn cứ vào thông tư 50/2013/TT-BTNMT, ban hành Định mức kinh tế - kỹ
thuật đo đạc địa chính, đăng ký đất đai, tài sản gắn liền với đất, lập hồ sơ địa chính,
cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, quyền sở hữu nhà ở và tài sản khác gắn liền
với đất, ngày 27 tháng 2 năm 2013. Chọn cấp độ khó khăn 2 cho công tác xây dựng
lưới Địa Chính.

Page 8


Chương 3 : Cơ sở toán học

CHƯƠNG 3
CƠ SỞ TOÁN HỌC

Page 9


Chương 3 : Cơ sở toán học

Chương này trình bày lý thuyết tổng quan về trắc địa, cách xác định hệ quy chiếu
để chuyển các điểm trên mặt cầu lên mặt phẳng. Xác định kinh tuyến khu đo và hệ số
giảm bậc trong hệ thống lưới. Dựa vào tình hình kinh tế xã hội khu đo chọn tỷ lệ đo vẽ
thích hợp cho từng khu đo vẽ.

3.1 HỆ QUY CHIẾU :

3.1.1 Tiêu chí xác định hệ quy chiếu:
Xác định hệ quy chiếu tức là xác định gốc tọa độ và hệ trục cơ sở tọa độ để dựa
vào đó có thể biểu diễn được tất cả các điểm trong không gian. Một hệ quy chiếu được
gọi là phù hợp với phạm vi lãnh thổ đang xét nếu đạt được 3 tiêu chuẩn sau :
 Một là : Có độ lệch nhỏ nhất theo một nghĩa toán học nào đó giữa mô hình toán
học và không gian vật lý của thế giới thực.
 Hai là : Thuận tiện sử dụng trong thực tiễn có lưu ý tới các tập quán hình thành
từ lịch sử.
 Ba là : Dễ dàng tính toán chuyển đổi với các hệ quy chiếu đang sử dụng mà đặc
biệt là hệ quy chiếu toàn cầu hiện hành.
3.1.2 Hệ quy chiếu VN2000 :
Căn cứ vào quyết định số 83/2000/QD-TTg ngày 12/07/2000 của Thủ tướng
Chính phủ về việc áp dụng Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000.
[1]
Hệ tọa độ VN2000 sử dụng Ellipsoid toàn cầu WGS84 với các thông số
cơ sở sau:
Bán trục dài
a=6378137 m
Độ lệch tâm thứ nhất
e2 = 0.00669437999013
Độ dẹt

 (f) = 1 / 298.257223563

Vận tốc góc quay quanh trục
Hằng số trọng trường Trái đất

 = 7292115x10 -11rad/s
GM=3986005.108m 3s-2

[2]
Vị trí Ellipsoid quy chiếu quốc gia: Ellipsoid WGS-84 toàn cầu được xác
định vị trí (định vị) phù hợp với lãnh thổ Việt Nam trên cơ sở sử dụng điểm GPS cạnh
dài có độ cao thủy chuẩn phân bố đều trên toàn lãnh thổ.
[3]
Điểm gốc tọa độ quốc gia: Điểm N00 đặt tại viện nghiên cứu Địa chính
thuộc Tổng cục Địa chính, đường Hoàng Quốc Việt, Hà Nội.
[4]
Phòng.

Điểm gốc độ cao: Sử dụng độ cao quan trắc nhiều năm tại Hòn Dấu -Hải

Page 10


Chương 3 : Cơ sở toán học
[5]
Hệ quy chiếu VN2000 sử dụng phép chiếu UTM ( Universal Transverse
Mercator ), là :
 Phép chiếu hình trụ ngang đồng góc, không biến dạng về hình dạng
nhưng biến dạng về diện tích và khoảng cách.
 Sử dụng mặt trụ ngang có bán kính nhỏ hơn bán kính của quả đất, cắt
quả đất theo hai cát tuyến cách đều kinh tuyến trung ương 180km .
Quả cầu cắt mặt trụ từ 84° vĩ Bắc đến 80° vĩ Nam.
 Hệ số biến dạng độ dài:
+ Tại hai kinh tuyến cát tuyến m = 1 .
+ Trên kinh tuyến trục :
m = 0.9996 (đối với múi 6 0)
m = 0.9999 (đối với múi 30)
+ Ở vùng biên múi chiếu m > 1 .

 Phép chiếu UTM có độ biến dạng độ dài phân bố đều hơn và có trị số
nhỏ hơn so với phép chiếu Gauss.
 Để không có trị số hoành độ âm thuận lợi cho tính toán, người ta quy
ước chuyển trục X về phía Tây 500Km và trục OY xuống phía Nam
10.000Km. Tung độ có trị số dương kể từ gốc tọa độ 0 về phía bắc và
có trị số âm từ gốc tọa độ về phía Nam.

3.2 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ LƯỚI TỌA ĐỘ:
[1]
Lưới khống chế trắc địa : Là một hệ thống các điểm được xác định tọa
độ (x,y) và độ cao (H) với một độ chính xác cần thiết, các điểm này được đánh dấu
trên mặt đất bằng tiêu và mốc.
[2]

Lưới khống chế trắc địa thường được xây dựng theo nguyên tắc :

Từ toàn thể đến cục bộ, từ độ chính xác cao đến độ chính xác thấp.
Đủ mật độ điểm phủ trùm toàn khu đo.
Bảo đảm độ chính xác.
Theo nguyên tắc này thì lưới khống chế tọa độ được phát triển thành nhiều giai
đoạn, mỗi giai đoạn tương ứng với một cấp hạng lưới có chỉ tiêu kỹ thuật và yêu cầu
độ chính xác khác nhau.
3.3 CHỌN KINH TUYẾN TRUNG ƯƠNG KHU ĐO :
Căn cứ thông tư 973/2001/TT-TCDC về việc chọn kinh tuyến trung ương.
Tỉnh Bạc Liêu có kinh tuyến trung ương 105000’00”. Khu vực Bản Đồ thuộc tỉnh Bạc
Liêu nên có kinh tuyến trung ương 105000’00 ”.

Page 11

Chương 3 : Cơ sở toán học
Bản đồ địa chính được thành lập theo hệ tọa độ nhà nước VN-2000, ellipsoid
WGS-84, sử dụng lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM, múi chiếu 30, hệ số điều
chỉnh biến dạng chiều dài k =0.9999 .

3.4 PHƯƠNG ÁN PHÁT TRIỂN LƯỚI KHỐNG CHẾ TỌA ĐỘ :
 Ước tính độ chính xác các bậc khống chế mặt bằng trong lưới tăng dày:
 Trong trường hợp trên khu đo đã có điểm khống chế bậc cao, cần tăng
dày mạng lưới cho đủ mật độ cần thiết để đo vẽ bản đồ với tỷ lệ đặt ra.
 Ký hiệu mẫu số của sai số trung phương tương đối bậc khởi đầu là T0,
các bậc tiếp theo là Ti (i=1,2,…,n), bậc cuối cùng là Tn.
 Theo hệ số giảm bậc k, ta lập được mối quan hệ giữa hai bậc khống chế
liên tiếp nhau như sau:

T0
k
T T
T2  1  02
k k
...
T
T
Tn  n1  0n
k
k
T1 

 Chọn hệ số k như nhau cho mỗi bậc phát triển thì:

k

n

T0
Tn

(3.1)

Với n là số bậc phát triển được tính từ bậc kế bậc đầu tiên đến bậc cuối
cùng là lưới khống chế đo vẽ cấp 2.
 Từ đó ta tính được Ti.
 Khi tăng dày lưới khống chế dạng đường chuyền thì sai số khép tương
đối giới hạn đường chuyền cấp thứ i sẽ là:

fS
1
2
[S ]
Ti
 Lưới khống chế tọa độ từ lưới Địa Chính Cơ Sở đến lưới khống chế đo
vẽ cấp 2. Như vậy được phát triển xuống 3 cấp với :
T0=100.000, T3=10.000=Tn
(3.2)

Page 12


Chương 3 : Cơ sở toán học
 Từ phương trình (3.1) và dữ kiện (3.2), ta giải được k ≈ 2.154
n=1 => T1 = 100000/2.154 ≈ 46000

1
≈ 25.000
(Lưới Địa chính)

=>

n=2 => T2 = 100000/2.1542 ≈ 21000
1
= 10.000
(Lưới Khống chế đo vẽ cấp 1)

=>

n=3 => T3 = 100000/2.1543 = 10000
=>

[ ]

=

(Lưới Khống chế đo vẽ cấp 2)

.

 Sơ đồ phát triển lưới :

Địa Chính
Cơ sở

Địa chính

Khống chế
đo vẽ cấp 1

Khống chế
đo vẽ cấp 2

3.5 TỶ LỆ ĐO VẼ BẢN ĐỒ :
3.5.1 Quy định chọn tỷ lệ đo vẽ Bản Đồ :
Căn cứ vào thông tư số 25/2014/TT-BTNMT ngày 19/05/2014 của Bộ Tài
Nguyên Môi Trường về việc quyết định ban hành Thông tư Quy định về thành lập bản
đồ địa chính.
Tỷ lệ cơ bản đo vẽ bản đồ địa chính được xác định trên cơ sở loại đất và mật độ
thửa đất trung bình trên 1 hecta (ha). Mật độ thửa đất trung bình trên 1 ha gọi tắt là Mt,
được xác định bằng số lượng thửa đất chia cho tổng diện tích (ha) của các thửa đất.
[1]
Tỷ lệ 1:200
Được áp dụng đối với đất thuộc nội thị của đô thị loại đặc biệt có Mt ≥ 60
[2]
Tỷ lệ 1:500
Được áp đụng đối với khu vực có Mt ≥ 25 thuộc đất đô thị, đất khu đô thị, đất
khu dân cư nông thôn có đạng đô thị; Mt ≥ 30 thuộc đất khu dân cư nói chung.
[3]

Tỷ lệ 1:1000

Được áp dụng đối với các trường hợp sau :
a) Khu vực có Mt ≥ 10 thuộc đất khu dân cư

Page 13

Chương 3 : Cơ sở toán học
b) Khu vực có Mt ≥ 20 thuộc đất nông nghiệp có dạng thửa hẹp, kéo dài;
đất nông nghiệp trong phường, thị trấn, xã thuộc các huyện tiếp giáp
quận và các xã thuộc thị xã, thành phố trực thuộc tỉnh.
c) Khu vực đất nông nghiệp tập trung có Mt ≥ 40 .
[4]

Tỷ lệ 1:2000

Được áp dụng đối với các trường hợp sau :
a) Khu vực có Mt ≥ 5 thuộc khu vực đất nông nghiệp
b) Khu vực có Mt < 10 thuộc khu dân cư
[5]

Tỷ lệ 1:5000

Được áp dụng đối với các trường hợp sau :
a) Khu vực có Mt ≤ 1 thuộc khu vực đất sản xuất nông nghiệp, đất nuôi
trồng thủy sản, đất làm muối, đất nông nghiệp khác.
b) Khu vực có Mt ≥ 0,2 thuộc khu vực đất lâm nghiệp
[6]

Tỷ lệ 1:10.000
Được áp dụng đối với các trường hợp sau :
a) Đất lâm nghiệp có Mt < 0,2
b) Đất chưa sử dụng, đất mặt nước có diện tích lớn trong trường hợp cần
thiết đo vẽ để khép kín phạm vi địa giới hành chính.

3.5.2 Chọn tỷ lệ đo vẽ cho khu vực thiết kế lưới
Khu vực thiết kế nằm trong một tờ Bản Đồ. Có tổng diện tích khu vực thiết kế
là 189Km2 .
Khu vực đất sản xuất nông nghiệp có diện tích khoảng 82,5 Km2 chọn tỷ lệ đo
vẽ 1:2000 .
Khu vực đất nông nghiệp xen kẽ dân cư có diện tích khoảng 76,3 Km2 chọn tỷ
lệ đo vẽ 1:1000 .
Khu vực đất có giá trị kinh tế cao là 1 phần khu vực thuộc thành phố Bạc Liêu
có diện tích khoảng 30,2 Km2 chọn tỷ lệ đo vẽ 1:500 .

Page 14


Chương 4 : Thiết kế và đánh giá độ chính xác lưới Địa Chính Cơ Sở

CHƯƠNG 4
THIẾT KẾ VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỘ
CHÍNH XÁC
LƯỚI ĐỊA CHÍNH CƠ SỞ

Page 15


Chương 4 : Thiết kế và đánh giá độ chính xác lưới Địa Chính Cơ Sở
Chương này sẽ trình bày về Hệ thống dẫn đường bằng vệ tinh toàn cầu GNSS,
tiêu biểu là Hệ thống định vị vệ tinh GPS của Mỹ. Các chỉ tiêu về kĩ thuật trong thiết
kế lưới Địa chính cơ sở. Thiết kế và đánh giá độ chính xác hai phương án lưới Địa
Chính Cơ Sở bằng chương trình ước tính độ chính xác lưới GPS rất tin cậy là gpsest.
4.1 GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐẠC BẰNG CÔNG NGHỆ GPS:
4.1.1 Phương pháp thành lập lưới Địa Chính Cơ Sở (ĐCCS) :

Khu vực trong Bản Đồ được thiết kế đo vẽ ở tỷ lệ 1:500 đến 1:2000 nên độ dài
các cạnh trong lưới ĐCCS :



Từ 1.5 – 3 Km (đối với khu đân cư đông đúc)
Từ 3 – 5 Km (đối với khu nông thôn)
Với phương pháp đo đạc truyền thống sẽ khó thi công do khó đảm bảo tính
thông hướng. Ngày nay với sự phát triển của khoa học công nghệ thì việc thành
lập lưới khống chế tọa độ dùng Hệ thống dẫn đường bằng vệ tinh toàn cầu GNSS
(Global Navigation Satelite System) đang được sử dụng rộng rãi, thay thế phương
pháp truyền thống.
Hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu GNSS bao gồm 4 hệ thống vệ tinh dẫn
đường như sau: GPS do Mĩ chế tạo, GLONASS do Nga chế tạo, và hệ thống
GALILEO do Liên hiệp Âu Châu (EU) chế tạo, và COMPASS do Trung Quốc chế
tạo.
4.1.2 Kỹ thuật của phương pháp định vị vệ tinh GPS :
[1] Định vị tuyệt đối :
Định vị tuyệt đối GPS là phương pháp được sử dụng rộng rãi trong quân sự và
dân sự để xác định vị trí nhưng có độ chính xác không cao.
Trị đo thường dùng là trị đo mã P hay mã C/A, có độ chính xác thấp 0.3 – 3m,
trị đo này chứa nhiều nguồn sai số hệ thống không thể loại trừ hoặc giảm thiểu hết.
Thiết bị sử dụng là máy thu một tần số, thường là máy thu cầm tay rẻ tiền.
Trong trắc địa không sử dụng phương pháp đo này vì không đảm bảo độ chính xác đặt
ra.
[2] Định vị tương đối :
Định vị tương đối là quá trình xử lý để xác định hiệu tọa độ tương đối giữa hai
điểm thu. Các trạm thu này quan trắc đồng thời các trị đo khoảng cách đến cùng một
tập hợp vệ tinh GPS. Khi xử lý các trị đo hiệu, ta nhận được véc tơ đường đáy
(baseline vector). Do đó phương pháp này có thể cung cấp độ chính xác cao hơn cho

các ứng dụng như đo khống chế, đo địa hình .
Định vị tương đối dùng trị đo giả cự ly ( có độ chính xác 0.5 – 5m ) và dùng trị
đo pha ( có độ chính xác từ vài mm - cm ).

PHẠM CẦN_81100348

Page 16


Chương 4 : Thiết kế và đánh giá độ chính xác lưới Địa Chính Cơ Sở
4.1.3

Ưu nhược điểm của phương pháp định vị tương đối :
Ưu điểm :
- Các vệ tinh có thể được quan sát trên một vùng lãnh thổ rộng lớn như quốc gia
hay lục địa, trong khi phương pháp truyền thống chỉ khống chế ở khu vực nhỏ
hẹp.
- Không đòi hỏi tính thông hướng giữa các trạm đo như ở phương pháp truyền
thống.
- Có thể ứng dụng để định vị ở thời gian thực và vị trí bất kỳ: trên đất, trên biển
và trong không gian cho đối tượng đứng yên hay di chuyển.
- Có thể đo 24h/ngày trong mọi điều kiện thời tiết.
- Độ chính xác định vị cao và ngày càng đang được cải thiện.
- Người sử dụng không cần quan tâm đến việc điều hành hệ thống.
Nhược điểm :
- Không thể dùng máy thu đặt trong lòng đất, hay ở những nơi có độ che phủ
cao.
- Độ chính xác không ổn định, phụ thuộc vào địa hình xung quanh, thời điểm
đo.
- Giá thành cao.

4.2 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ LƯỚI ĐCCS BẰNG CÔNG NGHỆ GPS :
4.2.1 Nguyên tắc chung :
Lưới tọa độ đo bằng công nghệ GPS có thể bố trí dưới dạng lưới tam giác dày
đặc, chuỗi tam giác, lưới đa giác.
Khi xây dựng lưới ĐCCS cần tuân thủ một số nguyên tắc :
- Đảm bảo mật độ điểm Địa Chính Cơ Sở cần thiết để làm cơ sở phát triển lưới
Địa Chính.
- Lưới Địa Chính Cơ Sở cần phải được đo nối với ít nhất 3 điểm tọa độ Nhà
nước hạng I hoặc II.
- Lưới Địa Chính Cơ Sở được đo bằng công nghệ GPS định vị tương đối tĩnh,
do đó không cần thông hướng giữa các trạm đo, tuy nhiên cũng nên bố trí vài
cặp cạnh thông hướng để thuận tiện cho việc đo nối với các điểm Địa Chính.
- Nên đặt mốc ở nơi có nền đất ổn định để bảo quản lâu dài, gần đường giao
thông để dễ thi công và đo đạc.
- Khi xử lý số liệu cần tính chuyển kết quả về hệ tọa độ địa phương hiện hành.
- Chiều dài cạnh từ 3-5km, nếu trong khu vực đô thị chiều dài cạnh từ 1.5 3km. Có thể rút ngắn nữa nhưng không được ngắn hơn 1km.
- Các quy định khi đo bằng công nghệ GPS :
 Sử dụng máy thu 2 tần số do Bộ Tài nguyên và môi trường quy định.
 Đảm bảo góc cao vệ tinh phải lớn hơn 15.

Page 17


Chương 4 : Thiết kế và đánh giá độ chính xác lưới Địa Chính Cơ Sở
 Số vệ tinh khỏe liên tục ít nhất 4 vệ tinh.
 Thời gian đo tại mỗi trạm không ít hơn 1,5 giờ.
 Chỉ số PDOP < 4.
 Dùng máy thu có độ chính xác khoảng 5mm + 1ppm.
 Đo nhiệt độ, áp suất.

 Đo chiều cao anten ít nhất 2 lần.
- Yêu cầu độ chính xác:
m
1
 SSTP tương đối cạnh: S 
S 100000
 SSTP phương vị: mα ≤ ± 1.8”
 SSTP tương hỗ: mTH ≤ ± 7 cm
4.2.2 Mật độ điểm ĐCCS :
Căn cứ quy định thành lập bản đồ Địa Chính về mật độ điểm Địa Chính Cơ
Sở:
 Nếu đo bản đồ tỷ lệ 1:5000 – 1:10000 trên diện tích 20-30km2 có tối
thiểu một điểm ĐCCS.
 Nếu đo bản đồ tỷ lệ 1:200 – 1:2000 trên diện tích 10-15km2 có tối thiểu
một điểm ĐCCS.
 Đất đô thị và khu công nghiệp: trên diện tích trung bình 5-10km 2 có tối
thiểu một điểm ĐCCS.
- Tổng diện tích trên Bản Đồ khoảng 189 Km2. Mặt khác bản đồ được chọn đo
vẽ ở tỷ lệ 1:500 đến 1:2000 nên mật độ điểm ĐCCS là 10 -15km2 có 1điểm.
Mật độ điểm cần đủ cho khu đo :
o Số điểm ĐCCS tối đa :
-

N=

=

≅ 19 điểm

o Số điểm ĐCCS tối thiểu :

N=

=

≅ 12 điểm

Trong khu đo đã có 3 điểm hạng II nên số điểm thiết kế mới là từ 9 đến 16
điểm.
4.2.3 Phương pháp chọn điểm :
Chọn vị trí có nền đất tốt để chôn mốc lâu dài, gần đường giao thông để dễ thi
công và tìm kiếm.
Đảm bảo góc nhìn xung quanh không bị che khuất 1500, tránh đặt gần chướng
ngại vật, đường dây điện cao thế.
Điểm GPS dự kiến là điểm khởi tính cho lưới Địa Chính, nên chú ý chọn sao
cho thuận tiện đo nối.

Page 18


Chương 4 : Thiết kế và đánh giá độ chính xác lưới Địa Chính Cơ Sở
4.2.4 Nguyên tắc đánh số hiệu điểm ĐCCS :
 Số hiệu điểm ĐCCS gồm 6 chữ số: ABCDEF
 A: ký hiệu danh pháp số hiệu mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1:1.000.000
F-48
0






E-48

2

D-48

4

C-48

6

D-49

8

BC: Số thứ tự mảnh 1:100.000 của bản đồ địa hình.
D: Quy định cho điểm ĐCCS là số 4.
EF: Số thứ tự điểm thiết kế.
Khu đo nằm trong mảnh bản đồ có số hiệu là C-48-68-A-d, do đó các điểm
ĐCCS thiết kế được đánh số như sau: 668401, 668402,...

4.2.5 Thiết bị đo và độ chính xác thiết bị :
Thiết bị đo phù hợp với công tác trắc địa này là loại máy thu 2 tần số, có độ
chính xác chiều dài đường đáy m s=a + b*S (mm).
Trong đó : ms : là sai số trung phương chiều dài cạnh đáy.
a (mm) , b (ppm) : là hằng số của máy.
S (Km) : chiều dài cạnh đáy.
Chọn máy thu Topcon Hiper+ với a=3 mm, b=0.5 ppm.

Để đảm bảo an toàn về mặt độ chính xác khi thi công, ta có thể tăng sai số của
thiết bị đo lên một ít, ở đây chọn a=3 mm, b=1ppm.

Hình 4.1: Máy thu Topcon Hiper+

Page 19


Chương 4 : Thiết kế và đánh giá độ chính xác lưới Địa Chính Cơ Sở
4.2.6

Quy trình, thuật toán đánh giá độ chính xác :

4.2.6.1 Quy trình đánh giá độ chính xác :
Tọa độ bản đồ, độ cao thủy chuẩn (x, y, h)
Tọa độ, độ cao trắc địa (B, L, H)
Tọa độ không gian (X,Y,Z)
Xác định thành phần cạnh đáy ∆X, ∆Y, ∆Z

Xác định mô hình chức năng
∆X, ∆Y, ∆Z

Xác định mô hình sai số
m∆X, m∆Y, m∆Z

Lập ma trận A

Lập ma trận trọng số P
cho các thành phần cạnh đáy

Tính ma trận trọng số đảo Q= (ATPA)-1
Tính sai số trung phương vị trí không gian điểm mXi , mYi ,m Zi và Mi
Tính sai số trung phương mặt bằng mP
Tính sai số trung phương tương đối cạnh
=

1

=

Tính sai số trung phương phương vị
=

1

=

Tính sai số trung phương tương hỗ
So sánh với tiêu chuẩn của lưới ĐCCS

Page 20


Chương 4 : Thiết kế và đánh giá độ chính xác lưới Địa Chính Cơ Sở
4.2.6.2 Thuật toán đánh giá độ chính xác :
 Chọn ẩn số là tọa độ không gian của các điểm thiết kế :
 Xác định thành phần cạnh đáy ∆ , ∆ , ∆
+
∆
= −

+
∆ = −
+
∆ = −
 Phương trình số hiệu chỉnh trị đo :
+
=
−
+

=

−

+

=

−

,

,

 Lập ma trận A từ mô hình thể hiện giữa trị đo và ẩn số.
 Lập ma trận trọng số P với các hệ số : Pi =
: Được chọn bất kỳ.
mi : Tính theo gia số tọa độ ∆ , ∆ , ∆
Theo Chris Rizos, ta có thể xấp xỉ độ chính xác cho các thành phần của đường
đáy là:

 2
a2
2
m

  bX 
 X
3

 2
a2
2
  bY 
 mY 
3

 2
a2
2
m

  bZ 
 Z
3

Trong đó : a, b là các hệ số của sai số thiết bị.
 Trọng số của baseline vector được lập như sau:



2
P

 X
m2X


2
 PY  2
mY


2
 PZ  2
mZ


Page 21


Chương 4 : Thiết kế và đánh giá độ chính xác lưới Địa Chính Cơ Sở
 Ma trận trọng số P :

 2
0
0
. . .
0
 m2


X
12


2
0
0
. . .
0

2
m
Y 12


2
 0
0
. . .
0
m2Z 12

 .
.
.
. . .
.

.
.

. . .
.
P .

.
.
. . .
.
 .

2
0
0
. . .
 0
m2X ( n 1) n


 0
0
0
. . .
0


 0
0
0
. . .
0



 Lập ma trận chuẩn N:
N = ATPA
 Lập ma trận QXYZ:

QXYZ

 q XiXi




 N 1  



 sym


q XiYi
qYiYi

0
0
0
.
.
.
0

2
m2Y ( n 1) n
0

q XiZi
qYiZi

... q X 1Xn
... qY 1 Xn

q X 1Yn
qY 1Yn

qZiZi

... qZ 1 Xn
...
...

qZ 1Yn
...

q XnXn

q XnYn
qYnYn






0




0


.

.


.


0




0


2 
m2Z ( n 1) n 
0

q X 1Zn 
qY 1Zn 
qZ 1Zn 

... 
q XnZn 

qYnZn 
qZnZn 

 Tính sai số trung phương vị trí điểm i trong không gian:

 mXi   QXii

2
2
2
 mYi   QYii  M Pi  m Xi  mYi  mZi

 mZi   QZii
Trong thực tế người ta quan tâm đến độ chính xác mặt bằng hơn là vị trí điểm
trong không gian. Do đó, ta cần phải chuyển ma trận QXYZ sang ma trận QNEU cho một
điểm i bất kỳ như sau:

Page 22


Chương 4 : Thiết kế và đánh giá độ chính xác lưới Địa Chính Cơ Sở

QNEU

 qNiNi




 TQXYZ T T  



 sym


R
0
T 
...

0
,

Với

0

qNiEi

qNiUi ... qN 1Nn

qN 1En

qEiEi

qEiUi

... qE1Nn

qE1En

qUiUi

... qU 1Nn
...
...

qU 1En
...

qNnNn

qNnEn

qN 1Un 
qE1Un 
qU 1Un 

... 
qNnUn 

qEnNn 

qUnNn 

qEnEn

0

0
R 0 0 
... ... ...

0 0 R

−

−
−

=

0

là vĩ độ và kinh độ điểm thứ i

 Độ chính xác mặt bằng :
=
=
=

+

 Sai số trung phương cạnh Sij và phương vị Aij:
+ Từ mối quan hệ :
=

=

và

(

−

) +(

−

)

+ Vi phân các công thức trên ta được :
=

−

=−
+ Ký hiệu :
=(
= (−

.
−

−

−

.

0)
−

0)

+ Ta lập được hàm trọng số phương vị :
1
(0 …
=
+ Ta lập được hàm trọng số cạnh :
= (0 …

+

+
.

+

0) = −

= (−

0) = −

=(

…

…

.

…

…

0)

0)

Page 23


Chương 4 : Thiết kế và đánh giá độ chính xác lưới Địa Chính Cơ Sở
 Tính sai số trung phương phương vị và cạnh :
=

=

=

=

+
+

−2
−2

=
=
 Tính sai số trung phương tương hỗ :
=

+(

)

4.2.6.3 Các bước thực hiện đánh giá độ chính xác lưới GPS :
Bước 1 : Từ các file dữ liệu bản đồ lấy tọa độ (x,y) của 4 góc khung và tọa độ các
điểm hạng II. Các điểm này có tọa độ trong hệ VN2000 múi 60.
Bước 2 : Dùng chương trình Geotool của tổng cục Địa Chính chuyển tọa độ các
điểm (lấy được từ Bước 1) sang múi 30.
Bước 3 : Đăng kí tọa độ lên chương trình ArcGis Desktop 9.3 của hãng ESRI .Với
các tham số điều chỉnh chuyển về hệ VN-2000 múi 3 0 như sau :
+ Elipsoid WGS84 định vị lại theo quyết định số 83/2000/QD-TTg ngày
12/07/2000 của Thủ tướng Chính phủ về việc áp dụng Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc
gia VN-2000.
+ Phép chiếu UTM
+ Kinh tuyến trung ương 105000’00”
+ Múi chiếu 30
+ Hệ số tỷ lệ chiếu k= 0.9999

Sử dụng phép chiếu UTM múi 48 North có sẵn trong Arcgis 9.3

Page 24