Ứng dụng công nghệ và thiết bị mới trong công tác đo vẽ địa hình và tính khối lượng đối với khu vực đồi núi

B
TR

GIÁO D C VÀ ÀO T O
NG

IH CM

-

A CH T

ÀO V N KHÁNH

NG D NG CÔNG NGH VÀ THI T B M I TRONG
CƠNG TÁC O V

A HÌNH VÀ TÍNH KH I L

I V I KHU V C

I NÚI

LU N V N TH C S K THU T

Hà N i – 2010

NG


B

TR

GIÁO D C VÀ ÀO T O
NG
I H C M - A CH T

ÀO V N KHÁNH

NG D NG CÔNG NGH VÀ THI T B M I
TRONG CÔNG TÁC O V
A HÌNH VÀ TÍNH KH I L
I V I KHU V C
I NÚI
Chuyên ngành: K thu t tr c

NG

a

Mã s : 60.52.85

LU N V N TH C S K THU T

NG

IH

NG D N KHOA H C

TS. inh Cơng Hịa

HÀ N I - 2010


2

L i cam oan
Tôi xin cam oan ây là công trình nghiên c u c a riêng tơi. Các s li u,
k t qu trong lu n v n là trung th c, có xu t x rõ ràng và ch a t ng
công b trong b t c công trình nào khác.

Tác gi lu n v n

ào V n Khánh

c ai


3

M CL C
Trang
Trang bìa ph ………………………………………………........................
L i cam oan…………………………….………………….......................

1
2

M c l c………………………………….……………................................
Danh m c các b ng, bi u………………….……………………………….

Danh m c các hình v ,
th …………….………………………………..
M
U…………………………………………………………………..

3
6
7
8

Ch !ng 1 - T"NG QUAN V# B$N
A HÌNH VÀ PH %NG
PHÁP THÀNH L P
1.1. Gi i thi u v b n
a hình…………………………………………
1.1.1. Khái ni m v b n
a hình……………………………………….
1.1.2. Phân lo i b n
a hình ………………………………..................

14
14
14
14

1.1.3. Vai trị c a b n
a hình ………………………………………...
1.2. C s! tốn h"c c a b n
a hình…………………………………...

17
19

1.2.1. T# l b n …………………………………………………………
1.2.2. H th ng t"a $ b n .......................................................................
1.2.3. Phép chi u c a b n
.......................................................................

19
20
22

1.2.4. Phân m nh b n ...............................................................................
1.3. N$i dung và $ chính xác c a b n
a hình………………………..
1.3.1. N$i dung c a b n
a hình……………………………………….

23
25
25

1.3.2. $ chính xác c a b n
a hình…………………………………...
1.4. Các ph ng pháp thành l p b n …………………………………...
1.4.1. Ph ng pháp o tr c ti p ngoài th c a……………………………

30
31
31

1.4.2.Ph ng pháp o nh…………………………………………………
1.4.3. Ph ng pháp biên t p t b n
có t# l l n………………………..

32
33

Ch !ng 2 – T"NG QUAN V# CÔNG NGH GPS VÀ M T S
NG D NG C&A GPS TRONG TR'C

A

34

2.1. Qúa trình hình thành h th ng nh v tồn c%u GPS…………………
2.2. C u trúc chung c a h th ng nh v tồn c%u GPS…………………..

34
35

2.2.1. o n khơng gian (Space Segment)…………………………………

36


4

2.2.2. o n i u khi n (Control Segment)………………………………..
2.2.3. o n s& d ng (User Segment)………………………………………

2.3. Nguyên lý nh v GPS………………………………………………..

38
39
39

2.3.1. Khái ni m nh v GPS tuy t i …………………………………...
2.3.2. Bài toán nh v GPS tuy t i kho ng cách gi ……………………
2.3.3. $ chính xác nh v ………………………………………………..
2.4. nh v t ng i…………………………………………………….
2.4.1 o pha sóng t i………………………………………………………
2.4.2. Sai phân b c nh t……………………………………………………

40
40
42
44
45
46

2.4.3. Sai phân b c hai……………………………………………………..
2.4.4. Sai phân b c ba……………………………………………………...
2.5. nh v GPS vi phân………………………………………………….

47
48
49

2.5.1.
2.5.2.

nh v vi phân di n h'p (LODGPS)……………………………….
nh v vi phân di n r$ng (WADGPS) …………………………….

50
51

2.6. Các ngu n sai s trong o GPS ………………………………………
2.6.1. Nh(ng sai s liên quan n v tinh………………………………….
2.6.2. Nh(ng sai s liên quan n s truy n tín hi u………………………

51
51
52

2.6.3. Nh(ng sai s liên quan n máy thu ………………………………..
2.6.4. M$t s bi n pháp lo i tr và làm gi m sai s ………………………
2.7. )ng d ng c a GPS trong tr*c a và cu$c s ng……………………....

53
54
55

2.7.1.)ng d ng trong tr*c a……………………………………………...
2.7.2. )ng d ng trong cu$c s ng…………………………………………..

55
56

Ch !ng 3 - GI I THI U KHÁI QUÁT V# MÁY THU GPS R7

GNSS, K THU T O GPS
NG (RTK) VÀ MÁY TOÀN
I N T( GPT-7502
3.1. Gi i thi u v
3.2. T+ng quan v
3.2.1. ,c tính c
3.2.2 Các ph%n c

C

57

máy thu GPS……………………………………………
máy thu R7 GNSS……………………………………..
a máy thu R7 GNSS…………………………………….
a máy thu R7 GNSS…………………………………….

57
61
61
62

3.2.3. H th ng Radio Link truy n s li u…………………………………
3.2.4. Thi t b và ph%n m m x& lý s li u…………………………………

65
66


5

3.3. Nh(ng quy nh chung v tiêu chu-n o GPS………………………...
3.3.1. H th ng t"a $ và th i gian………………………………………...
3.3.2. Thi t k k. thu t l i GPS.…………………………………………

70
70
72

3.3.3. Nguyên t*c thành l p và thi t k l i……………………………….
3.3.4.Ch"n i m và chôn m c GPS………………………………………..
3.3.5. Yêu c%u k. thu t i v i máy móc thi t b ………………………….
3.3.6. Cơng tác o ng*m…………………………………………………...
3.3.7. X& lý s li u………………………………………………………...
3.3.8. Bình sai l i GPS…………………………………………………...

73
74
76
78
82
85

3.4. Gi i thi u v máy tồn

ng GPT- 7502………..

89

Ch !ng 4 - NG D NG CƠNG NGH VÀ THI T B M I

TRONG CÔNG TÁC O V
A HÌNH VÀ TÍNH KH I L
NG

92

KHU V C
I NÚI
4.1. Gi i thi u chung v tình hình khu o…………………………………

92

c i n t& không g

4.2. )ng d ng công ngh m i trong thành l p b n
a hình…………...
4.2.1. )ng d ng k. thu t o GPS $ng t c th i (RTK) trong o v b n
a hình và ph ng pháp x& lý s li u..........................................................

93
93

4.2.2. o v b n
a hình b/ng máy T T GPT - 7502 v i ch $ o
không g ng và x& lý s li u……………………………………………...
4.3. Thành l p b n
a hình…………………………………………….

103

4.4. Thành l p m,t c*t a hình và tính kh i l ng ào *p………………
K0T LU1N VÀ KI0N NGH2……………………………………………..
DANH M3C CÔNG TRÌNH C4A TÁC GI5……………………………

120
129
130

TÀI LI6U TAM KH5O…………………………………………………...

131

114


6

DANH M C CÁC B$NG, BI)U
Trang
B ng 1.1. Kho ng cao

u

ng bình $ quy

c………………………

28

B ng 3.1. B ng th ng kê ,c tính k. thu t m$t s máy thu……………...

60

B ng 3.2. ,c i m k. thu t c a máy R7 GNSS………………………...

62

B ng 3.3. Tham s hình h"c c b n………………………………………

71

B ng 3.4. Yêu c%u k. thu t ch y u c a l
ph c v

ov b n

B ng 3.5. Qui
phù h p

i GPS

c thành l p

……………………………………………………..

nh v s l

i v i các c p l

ng c nh trong vòng o $c l p ho,c tuy n

i GPS………………………………………..

72
73

B ng 3.6. L a ch"n máy thu GPS………………………………………..

76

B ng 3.7. Yêu c%u k. thu t c b n khi do GPS các c p………………….

79

B ng 3.8. Th i gian t i thi u ca o………………………………………

79

B ng 3.9. Sai s khép t

83

ng

i gi i h n………………………………..


7

DANH M C CÁC HÌNH V VÀ

TH
Trang

Hình 1.1. Ph

ng pháp thành l p B n

a hình……………………….

31

Hình 2.1. C u trúc h th ng GPS…………………………………………

35

Hình 2.2. Q7y

t…………………………...

36

Hình 2.3. V tinh GPS……………………………………………………

38

Hình 2.4. Tr m i u khi n m,t

t……………………………………….

38

i………………………………………….

40

i…………………………………………

45

Hình 2.7. Sai phân b c m$t……………………………………………….

46

Hình 2.8. Sai phân b c hai………………………………………………..

47

Hình 2.9. Sai phân b c ba………………………………………………...

48

Hình 2.10.

nh v GPS vi phân………………………………………….

50

Hình 2.11. C u t o khí quy n…………………………………………….

53

Hình 3.1. S

c u t o c a máy thu GPS………………………………..

57

Hình 3.2. Các ph%n chính trên máy thu R7 GNSS……………………….

63

Hình 3.3. Ph%n m,t tr

c máy thu R7 GNSS…………………………….

63

Hình 3.4. Ph%n m,t sau máy thu R7 GNSS………………………………

64

Hình 3.5. Ph%n phía trên máy thu R7 GNSS……………………………..

64

Hình 3.6. Ph%n phía d

i máy thu R7 GNSS…………………………….

65

i u khi n TSC2………………………………………

66

c u trúc c a ph%n m m Trimble Survey Controller…….

69

Hình 3.9. K t n i t i tr m Base…………………………………………..

69

Hình 3.10. K t n i t i tr m Rover………………………………………..

70

Hình 3.11. C u t o máy T

ng GPT-7502………………..

89

Hình 4.1. B n

a hình khu v c Quy ho ch Thành ph L ng S n……

119

Hình 4.2. B n

có $ cao th c t ( cao $ t nhiên)…………………...

121

o v tinh xung quanh trái

Hình 2.5.

nh v GPS tuy t

Hình 2.6.

nh v GPS t

Hình 3.7. Thi t b
Hình 3.8. S

ng

T không g


8

Hình 4.3. B n

có $ cao thi t k (cao $ thi t k 270)……………….

121

Hình 4.4. Tuy n m,t c*t cách nhau 30m…………………………………

122

Hình 4.5. Tuy n m,t c*t cách nhau 20m…………………………………

123

Hình 4.6. Tuy n m,t c*t cách nhau 10m…………………………………

123

Hình 4.7. Tuy n m,t c*t cách nhau 5m…………………………………..

124

Hình 4.8. M,t c*t

128

a hình………………………………………………..


9

M* +U
1. Tính c,p thi-t c.a / tài
Trong th i

i ngày nay vi c áp d ng các ti n b$ c a khoa h"c công ngh

vào s n xu t là m$t yêu c%u c p thi t, nh/m nâng cao n ng su t lao $ng, gi m
s c lao $ng c a con ng

i và góp ph%n t

$ng hố q trình s n xu t. Vi c

phát tri n và ng d ng khoa h"c công ngh trong m"i l8nh v c c a cu$c s ng, xã
h$i

c coi là con

cơng nghi p hố, hi n
con ng

ng nhanh nh t
i hoá

rút ng*n th i gian, th c hi n s nghi p

tn

c.

ây c7ng chính là v n

ang

c

i h t s c quan tâm, khi mà khoa h"c công ngh

ang t ng ngày m!

r$ng v i s phát tri n c a n n kinh t tri th c trong th i

i m i, th i k9 h$i

nh p.
Ngày nay, công ngh
v cc a

ã và ang

c ng d ng r$ng rãi trong m"i l8nh

i s ng xã h$i nói chung và trong l8nh v c ngành tr*c

Trong Tr*c

a các ng d ng c a công ngh c7ng ang

a nói riêng.

c s& d ng r$ng rãi

trong c cơng tác ngo i nghi p l:n n$i nghi p b/ng cách thay th d%n các công
c

o v c7 b/ng các thi t b m i v i công ngh tiên ti n nh : Cơng ngh GPS

các máy tồn

c i n t& $ chính xác cao, máy vi tính và các ph%n m m ti n

ích,.v.v. Các máy móc và ph%n m m ti n ích ó ã và ang d%n d%n thay th các
lo i máy quang h"c c7 và các ph

ng pháp o

c c+ truy n v i $ chính xác

khơng cao mà n ng su t lao $ng th p. Công ngh GPS ã thay th công ngh
truy n th ng trong vi c xây d ng l

i to

trong các l8nh v c khác nhau vì nó
ph

ng pháp c7 nh

t

$,

ng th i m! ra nhi u ng d ng

c nhi u tính u vi t h n h;n các

$ chính xác cao, th i gian o nhanh khơng ph i d ng c$t

tiêu, ít t n kém và h%u nh th c hi n

c trong m"i i u ki n th i ti t. Công

ngh GPS ã mang l i nhi u hi u qu khoa h"c nh
xác t i milimét, kho ng cách o

nh v

c v i $ chính

c lên t i hàng nghìn km. Cơng ngh m i

c ng d ng trong vi c xây d ng b n

l n thu n l i

t n ng xu t và ch t


10

l

ng cao.
Hi n nay quá trình thành l p b n

ngh và thi t b m i ang
thi t b hi n

a hình

c chú ý t i, qui trình o và x& lý d( li u o t các

i m i nh t hi n nay nh d( li u o ch

GPT 7502, d( li u o t công ngh GPS ( ph
d ng ch

c ng d ng b/ng công
$ khơng g

ng pháp o PPK, RTK), xây

ng trình chuy n +i d( li u thành l p b n

không gian

ng c a máy

c thành l p d a trên các môi tr

vi c xây d ng d( li u
ng

h"a nh

Autocad,

MicroStation, Mapinfo, Geosoft, Surfer...
T nh(ng t n t i trên và nhu c%u công vi c n*m b*t các ti n b$ c a khoa
h"c công ngh m i vào trong s n xu t là r t c%n thi t.

làm quen v i công

ngh m i, thi t b m i và tham gia s n xu t công vi c trong th c t , tôi ch"n
tài:
"
l

ng d ng công ngh và thi t b m i trong o v

ng v i khu v c

a hình và tính kh i

i núi."

2. M0c ích nghiên c1u c.a / tài
+ Nghiên c u các ph
ph

ng pháp o t công ngh m i và thi t b m i,

ng pháp x& lý s li u t d( li u o
+ Xây d ng ch

thành l p b n

ng trình chuy n +i d( li u thành l p b n

xây d ng c u trúc d( li u phù h p bài tốn

tính kh i l

+ )ng d ng cơng ngh và thi t b m i trong o v
l
3.

ng v i khu v c

.
, thi t k và

ng khu v c

i núi.

a hình và tính kh i

i núi.

i t 2ng và ph3m vi nghiên c1u
+

it

ng nghiên c u là qui trình o và x& lý d( li u t các công ngh

và thi t b m i ph c v công tác thành l p b n
tính kh i l

a hình khu v c

i núi và

ng ào *p.

+ Ph m vi nghiên c u là quy trình o và x& lý s li u t máy thu GPS R7
GNSS k. thu t o $ng (RTK),và máy toàn
7502, thành l p b n

c i n t& khơng g

a hình, v m,t c*t và tính kh i l

ng.

ng GPT


11

4. N4i dung nghiên c1u c.a / tài
N$i dung nghiên c u c a lu n v n t p trung vào các n$i dung sau:
- Gi i thi u B n

a hình và ph

ng pháp thành l p.

- Gi i thi u công ngh GPS và m$t s

ng d ng c a GPS trong tr*c

- Gi i thi u khái quát v máy thu GPS R7 GNSS và máy Tồn

a.

c i n t&

GPT- 7502
- Nghiên c u qui trình o và x& lý d( li u o t các thi t b hi n

im i

nh t hi n nay nh d( li u o t công ngh GPS k. thu t o GPS $ng t c th i
(RTK), d( li u o ch

$ không g

ng c a máy GPT 7502.

- )ng d ng m$t s ph%n m m
ov

a hình , v m,t c*t

x& lý s li u và thành l p b n

a hình và tính kh i l

trong

ng.

5. Ph !ng pháp nghiên c1u
th c hi n
h p các ph

c nh(ng m c ích nghiên c u, lu n v n ã s& d ng t+ng

ng pháp nghiên c u sau:

- Ph

ng pháp phân tích, t+ng h p.

- Ph

ng pháp th c nghi m.

- Ph

ng pháp mơ hình hố.

- Ph

ng pháp chuyên gia: ti p thu ý ki n c a giáo viên h

kh o ý ki n các nhà khoa h"c, các

ng nghi p v các v n

ng d:n, tham
trong n$i dung

lu n v n.
6. Ý ngh5a khoa h6c và th7c ti8n
* Ý ngh a khoa h c
Lu n v n ã nghiên c u ng d ng công ngh và thi t b m i
b n

thành l p

a hình, cơng ngh m i và thi t b m i ã thay th công ngh truy n

th ng, cơng ngh m i ã

t

c $ chính xác cao, gi m

c th i gian mang

l i hi u qu và kinh t .

*Ý ngh a th c ti n
Trên c s! thành l p B n

a hình b/ng cơng ngh và thi t b m i


12

rút ra nh(ng kinh nghi m, ánh giá các u, nh
li u và thành l p b n
thành l p b n

c i m c a vi c xây d ng d(

a hình theo chu-n, ti n t i xây d ng c s! d( li u và

a hình th ng nh t trên toàn qu c. K t qu

ph%n hoàn thi n các n$i dung quy

t

nh k. thu t chu-n d( li u b n

c s góp
a hình và

các công c ph%n m m h< tr .
Các k t qu nghiên c u c a

tài

c xem xét và áp d ng vào th c ti=n

s n xu t, k p th i ph c v công tác xây d ng d( li u b n
nh k. thu t, góp ph%n hồn thi n và hi n

a hình theo Quy

i hóa h th ng c s! d( li u

a

hình Vi t Nam.
7. C,u trúc c.a lu n v n
Lu n v n dài 131 trang ánh máy bao g m ph%n m! %u, 4 ch

ng, ph%n

k t lu n và ki n ngh v i 10 b ng bi u, 40 hình v , 10 tài li u tham kh o.


13

L i c9m !n
Lu n v n này

c hoàn thành d

Cơng Hịa, B$ mơn Tr*c

h"c M>

is h

ng d:n khoa h"c c a TS

a ph+ thông và Sai s , Khoa Tr*c

a, Tr

ng

inh
i

a ch t - Hà n$i.

Tôi xin bày t> lòng bi t n sâu s*c

i v i th%y h

ng d:n, ng

i ã ch?

b o và giúp @ tơi hồn thành lu n v n này. Trong quá trình nghiên c u và vi t
lu n v n, tôi ã nh n
trong B$ môn Tr*c

c nhi u s giúp @, óng góp qúy báu t các th%y, cô

a ph+ thông và Sai s , Khoa Tr*c

a và các b n

nghi p.
Xin chân thành c9m !n !

ng


14

Ch !ng 1
GI I THI U V# B$N

A HÌNH

VÀ PH %NG PHÁP THÀNH L P
1.1. Gi:i thi;u v/ b9n <

a hình

1.1.1. Khái ni m v b n
B n

a hình

a hình là hình nh thu nh> và

l n b m,t qu

t lên m,t ph;ng n/m ngang theo phép chi u hình b n

nh(ng nguyên t*c biên t p khoa h"c. B n
l n, có tính

c khái qt hóa m$t ph%n r$ng
bi u th m$t khu v c lãnh th+ r$ng

n nh h !ng c a $ cong qu

t, ,c i m có bi n d ng c a phép

chi u hình, s& d ng th ng nh t h th ng t"a $, $ cao Nhà n
hình s th hi n các d ng c a

a hình,

a v t trên m,t

c. B n

cho ta hình nh c a nh(ng khu v c b t k9 trên b m,t Trái

a hình

t và có th xác

nh

c nh(ng

i m,

ng th i cho phép gi i quy t các bài toán k. thu t nh tính di n tích, th

tích, xây d ng m,t c*t
cho tr

ng nh t"a $

a

t b/ng các ký hi u quy

c v i m c $ t+ng h p và $ chính xác theo yêu c%u k. thu t. B n
il

v i

a lý, t"a $ vng góc, $ cao c a các

a hình, thi t k tuy n (giao thơng, th y l i) có $ d c

c.
Ngày nay, do yêu c%u òi h>i c a th c ti=n, các b n

a hình ph i

m

b o các yêu c%u c b n sau:
-B n

c%n ph i rõ ràng, d= "c, cho phép

chóng ngồi th c

nh h

ng rõ ràng, nhanh

a.

- Các y u t bi u th trên b n

c%n ph i %y

, chính xác. M c $ %y

và t? m? ph i phù h p v i t ng t# l , m c ích s& d ng b n

a hình và ,c

i m khu v c. $ chính xác bi u th các y u t n$i dung c%n ph i phù h p v i t#
l b n

.

1.1.2. Phân lo i b n

a. Phân lo i theo t l

a hình


15

- Nhóm b n
b n

này

t# l l n (g m 1: 500, 1: 1000, 1: 2000, 1: 5000): Nhóm

c thành l p ch y u theo nh(ng yêu c%u c th c a m
khi c%n cho thi t k nh(ng cơng trình xây d ng c th (

ng sá, c%u c ng, h%m

m>, quy ho ch ô th …)
- Nhóm b n

t# l trung bình (g m 1: 10000, 1: 25000, 1: 50000, 1:

100000): Nhóm b n

này

c s& d ng r$ng rãi trong nhi u ngành kinh t

qu c dân ,c bi t ! các c quan thi t k và qui ho ch.
- Nhóm b n
b n

này

t# l nh> (g m 1: 200000, 1: 500000, 1: 1000000): nhóm

c thành l p ch y u có ý ngh8a trong vi c nghiên c u lãnh th+

vùng và lãnh th+ tồn qu c
th+ tồn qu c

tìm hi u các ,c tr ng v

tìm hi u các ,c tr ng v

l n ho,c nh/m gi i quy t các v n

a lý t+ng h p và lãnh

a lý t+ng h p và các quy lu t

có tính chi n l

a lý

c.

b. Phân lo i theo m c ích s d ng
Có th phân theo thành 3 lo i:
-B n

a hình c b n

-B n

a hình chuyên d ng

-B n
*B n

n n

a hình

a hình c b n: là lo i b n

ph n ánh các y u t

a hình,

av t

trên b m,t lãnh th+ ! th i i m o v v i $ chính xác, $ tin c y cao, v i m c
$ chi ti t và t

ng

i

ng

u và c b n nh t. Các b n

thu$c lo i này có

kh n ng áp ng nh(ng m c ích s& d ng c b n c a nhi u ngành kinh t qu c
dân, qu c phòng, nghiên c u khoa h"c và nhi u m,t ho t $ng th c ti=n khác.
V i ,c i m và tính ch t này, các b n
quan tr"ng hàng %u so v i các th lo i b n
thành l p b n

a hình c b n chi m v trí
khác c a m$t nhà n

a hình c b n có th do t ng ngành ho,c

a ph

c. Vi c
ng th c

hi n trên m$t khu v c nào ó, xu t phát t k ho ch, nhi m v c a riêng h",
nh ng

u ph i tuân theo m$t quy

và h th ng các ký hi u).

các n

nh chung v k. thu t (quy trình, quy ph m
c t b n công vi c o v và thành l p b n


16

a hình c b n do các cơng ty o
th ho,c Nhà N

c th c hi n theo h p

c, ho,c do quân $i

m nhi m.

Nhà N

c ch?

o th c hi n thơng qua c quan o

b n

a hình c b n cịn có th g"i là b n
H th ng b n

a hình Nhà N

- Tồn b$ h th ng b n

n

ng v i t nhân, t p
c ta cơng vi c này do

cB n

Nhà N

a hình Nhà N

c.

c, do ó

c có ,c i m chính sau ây:

bao g m m$t dãy t# l ph kín ho,c g%n kín

lãnh th+ c a m$t qu c gia, nh ng v trên t ng m nh $c l p, tuân theo m$t b
c c th ng nh t.
- Tuân theo m$t quy cách và tiêu chu-n th ng nh t v
$ ph n ánh n$i dung, ph

$ chính xác, m c

ng pháp trình bày và quy trình cơng ngh .

- Ph c v nh(ng m c tiêu chung c a m$t th i k9 phát tri n
áp ng nh(ng hình th c s& d ng g%n gi ng nhau c nhi u

it

tn

c và

ng s& d ng

khác nhau.
- Ph n ánh nh(ng ,c i m
hi n nó qua các y u t

a lý c b n nh t c a m$t khu v c và th

a lý nh các i m kh ng ch tr*c

t

ng kinh t - v n hóa - xã h$i, h th ng các

t

ng liên quan, th y h và các

v t, ranh gi i t
-B n

lo i b n

i

ng giao thông và các

i

ng liên quan, dáng

t và ch t

t, th c

ng rào, ghi chú…
a hình c b n cịn

khác nh các b n

nh/m m c ích o
*B n

it

a, dân c , các

c dùng làm c s!

thành l p nhi u th

a hình k. thu t, các b n

chun

ho,c

c hình thái, tính tốn các ch? tiêu th ng kê.

a hình chuyên d ng:

c thành l p

gi i quy t nh(ng nhi m v c

th c a m$t ngành ho,c m$t s ngành liên quan ho,c dùng cho m c ích c th
nào ó. B n
khơng

ng

này th hi n các ph%n t&
u nh b n

a hình,

a v t c a các khu v c o v

a hình c b n mà chú tr"ng ph n ánh ! m c $

chi ti t h n ho,c chính xác h n nh(ng ph%n t& c%n cho nh(ng m c ích chuyên

d ng ho,c chuyên ngành, m,t khác ph n ánh ! m c $ s sài h n nh(ng ph%n t&
ít có tác d ng s& d ng.


17

n

c ta, các c quan làm b n

các chuyên ngành
quy ph m Nhà n

a hình ph c v m c ích riêng c a

u có nh(ng gi i pháp k. thu t gi ng nhau ! ch< s& d ng
c là ch y u (do T+ng C c

a Chính ban hành) có kèm theo

m$t v n b n k. thu t c a chuyên ngành nh/m b+ xung ho,c s&a +i m$t s
c%n thi t. Xu h

i m

ng này hoàn toàn úng *n làm cho vi c s& d ng b n

a

hình ngày càng có hi u qu thi t th c.

Th lo i b n

a hình chuyên ngành c a n

c ta hi n hành có th k

n nh :
-B n

a hình t# l 1: 10000 và 1: 25000 ph c v

-B n

a hình

i u tra quy ho ch r ng

ng ru$ng t# l 1:2000, 1:5000, ph c v thi t k quy ho ch

ng ru$ng
-B n

xí nghi p nơng, lâm nghi p t# l 1:5000, 1; 10000, 1:25000
Ngồi ra ch a k

n m$t s lo i ang d%n d%n hình thành trong quá trình

ho t $ng th c ti=n c a các ngành chuyên sâu
*B n

n n

a hình:

hình c b n, nh ng có l
hình,

av t
n n

c b t i m$t s
a hình ã

g c là b n

a

,c i m tính ch t c a các ph%n t&

gi m nh' m t $ thơng tin (dung l

có th coi nó là b n
b n

c biên ch ho,c tái b n t b n

c

a

ng thông tin). V b n ch t

n gi n hóa. V hình th c trình bày

a hình v:n gi( nguyên h th ng ký hi u c a b n

a hình c

b n, nh ng màu s*c thì ch? in m$t ho,c hai màu, c7ng có khi ba màu. B n
này th

ng

c dùng làm c s!

a hình

các cơng vi c thi t k ho,c thành l p các b n
1.1.3. Vai trò c a b n
B n

v tr c ti p lên ó khi ti n hành
chun mơn, chun

.

a hình

a hình nói chung có ý ngh8a là m$t mơ hình

h"a v m,t

t,

cho ta kh n ng nh n th c b m,t ó b/ng cái nhìn bao quát, t+ng quát, "c chi
ti t ho,c o

m chính xác. D a vào b n

a hình có th nhanh chóng xác

nh t"a $, $ cao c a b t k9 i m nào trên m,t

t, kho ng cách và ph

ng


18

h

ng gi(a hai i m, chu vi, di n tích và kh i l

lo t các thông s khác. B n
nh l

ng,

a hình cịn cho ta xác

nh hình, tr ng thái c a các ph%n t&

Khi nói v vai trị c a b n
B n

a hình

nh các m,t ,c tính,

a lý và

có ngh8a là nói

a danh.

n ,c i m s& d ng chúng.

c thành l p cho t t c các ngành kinh t qu c dân, v n hóa,

qu c phịng và mcó th nói r/ng b n

a ra yêu c%u

i v i n$i dung c a chúng. Do v y

a hình ph i th>a mãn v nhu c%u c7ng nh yêu c%u c a

r t nhi u ngành, ó c7ng là s khác bi t

h n

ng c a m$t vùng, cùng hàng

i v i các b n

xây d ng tr m th y i n, kênh ào, h th ng t

chuyên

i tiêu và khoanh vùng

t ai c%n ph i có s li u chính xác và t? m? v h th y v n,
và v các

it

ng khác nhau c a m,t

. Ch;ng

a hình, th c v t

t, các y u t này c a n$i dung b n

c7ng c%n thi t cho các ngành khác c a n n kinh t qu c dân.
Nh

ã nêu trên, theo t# l b n

a hình phân ra làm ba nhóm c th ,

m*

iv ib n

a hình t l l n h n ho c b ng 1: 1000

- Dùng

qui ho ch t# m? và thi t k chính xác cho các cơng trình xây

d ng nh thành ph , c%u

ng,

pn

c, nhà máy, h%m m>…

- Th m dị khai thác khống s n
- i u tra kh o sát
- Th ng kê ru$ng

ng giao thông
t, l p k ho ch canh tác, qu n lý khu liên h p công

nghi p
- L p k ho ch tr ng r ng, b o v và qu n lý r ng

*

- Ch"n v trí

l p c$ng s chi n

-L pb n

a hình t# l nh> h n và làm c s!

iv ib n

u

a hình t l trung bình

- D tính và thi t k s b$ các cơng trình xây d ng
- Xác

nh các tuy n

ng giao thông

a lý cho b n

chuyên


19

- Nghiên c u i u ki n

a ch t th y v n

- Th m dị khống s n
- i u tra và qu n lý r ng
- Chu-n b m c tiêu cho các binh ch ng h p
-L pb n

*

iv ib n

a hình t# l nh> h n và làm c s!

- L p b n
chuyên

a lý cho b n

chuyên

a hình t l nh

- Nghiên c u i u ki n
-L pb n

ng tác chi n

chi n l

a lý t nhiên và kinh t xã h$i c a khu v c

c, chi n thu t cho các ban tham m u c p cao

khái quát t? l nh> h n và làm c s!

a lý cho b n

.

1.2. C! s= toán h6c c.a b9n <
C s! toán h"c c a b n

a hình
bao g m các y u t : T? l , h th ng t"a $,

phép chi u và s phân m nh
1.2.1. T l b n
T? l b n
b n

là xác

, c th t# l b n

nh m c thu nh> c a b m,t Trái

là t# s gi(a chi u dài m$t o n th;ng S trên b n

và chi u dài th c S c a nó ngồi th c
ti n s& d ng th

a, ký hi u là 1: Mb

ng ch"n m:u s Mb có tr s chAn, ví d 1:200,

1:500, 1:25000… Tr s M càng nh> thì m c $ bi u th

a v t trên b n

chi ti t nên g"i là t# l l n.
Ng

t khi bi u th lên

i ta phân lo i b n

a hình theo t# l :

- B n

có t# l l n t 1:5000

n 1:500 ho,c l n h n.

- B n

t# l trung bình t 1: 10.000

- B n

t# l nh> t 1:100.000 và nh> h n

n 1:50.000

càng


20

*T l s
T# l s th hi n b/ng m$t phân s mà t& s b/ng 1 còn m:u s là s cho
th y m c $ thu nh> c a b m,t trái
nh t# l b n

t. T# l này

c vi t d

i d ng: Ví d

1:25000 ho,c là 1/25000

* T l ch
Nêu rõ m$t

n v chi u dài trên b n

bao nhiêu ! ngoài th c
là “ 1cm trên b n
* Th

t

a.

iv ib n

t

ng ng v i kho ng cách là

t# l 1: 1000 thì T# l này

ng ng 250m ngoài th c

c ghi

a”

ct l
Th

c t# l là hình v có th dùng

th;ng hay xiên, nh ng v i th
1.2.2. H th ng t a

o trên b n

. Th

c t# l có th

c xiên cho phép o v i $ chính xác cao h n.

b n
a lý (ϕ,λ)

a. H th ng t a

Trong h t"a $

a lý nh n qu

t làm hình c%u. Tâm qu

t"a $ hai m,t ph;ng t"a $ là m,t ph;ng xích

t O là g c

o và m,t ph;ng ch a kinh

tuy n g c Greenwich.
T"a $

a lý c a m$t i m M b t k9

$ λ c a nó. V8 $ ϕ c a i m là góc h p b!i
m,t ph;ng xích

a lý ϕ bi n thiên t 0
Kinh $

nh b!i v8 $ ϕ và kinh

ng dây d"i i qua i m M v i

o, ký hi u là ϕM. N u i m M n/m phía trên xích

là v8 $ B*c cịn n u i m M n/m phía d
$

c xác

o thì g"i

i thì g"i là v8 $ Nam, giá tr c a v8

n 900.

a lý λ c a i m m là góc nh di n h p b!i m,t ph;ng kinh

tuy n g c và m,t ph;ng kinh tuy n i qua i m ó ký hi u là λ.
b. H t a

ph ng vng góc Gauss- Kruger (X,Y)

H t"a $ này

c xây d ng trên m,t ph;ng múi chi u 60 c a phép chi u

Gauss-Kruger. Trong ó nh n hình chi u c a kinh tuy n gi(a múi làm tr c X
cịn

ng xích

o làm tr c Y. Do ! b*c bán c%u nên X > 0 nh ng Y có th


21

d

ng ho,c âm. Nên

tránh

c tr s Y âm ng

i ta quy

c i m g c 0 có

t"a $ x0 = 0, y0 = 500km.
Khi thành l p b n
vng góc quy
theo h

! khu v c nh> và $c l p ng

c. G c c a h t"a $ này

c ch"n là Tây Nam. Tr c X ch"n

ng B*c và tr c Y vng góc v i tr c X theo h

c. H t a

i ta dùng h t"a $

ng ông.

VN – 2000

Ngày nay quy

c chính th c s& d ng h VN -2000

H t"a $ VN-2000 có các tham s sau:
Elipxoid quy chi u qu c gia là Elipxoid WGS -84 tồn c%u v i kích
th

c:

Bán tr c l n: a = 6378137m
$ d't: f = 1:298.257223563
T c $ quay quanh tr c: ω = 7292115 x 10-11 rad/s

H/ng s tr"ng tr

ng c a trái

t: GM = 3986005 x 108 m3s-1

V trí Elipxiod quy chi u qu c gia
Elipxoid WGS -84 tồn c%u

c xác

nh v trí phù h p v i lãnh th+ Vi t

Nam trên c s! s& d ng i m GPS c nh dài có m t $ phân b

u trên toàn

lãnh th+.
i m g c t"a $ qu c gia
H t"a $ VN-2000 nh n i m g c là N (0,0) ,t t i khuôn viên Vi n
nghiên c u

a chính thu$c t+ng c c

nay là Vi n Khoa H"c o

cB n

H th ng t"a $ ph;ng UTM

a chính

ng Hồng Qu c Vi t- Hà n$i

thu$c B$ tài ngun mơi tr
N

Z

N

ng.

B

M
E

O’

500km

Xích

o


22

H th ng t"a $ ph;ng UTM qu c t ,

hình tr ngang

ng góc v i các tham s

c thi t l p trên c s! l
c tính theo cơng th c sau:

Trong cùng m$t h quy chi u, t"a $ ph;ng c a l
tính thơng qua t"a $ ph;ng c a l

i chi u

i chi u UTM

c

i chi u Gauss theo công th c:

XUTM = k0XG
YUTM = k0(YG – 500000) + 500000
γUTM = γG
mUTM = ko. mG
Trong ó: k0 = 0.9996 cho múi chi u 60, k0 = 0.999 cho múi chi u 30
XUTM, YUTM là t"a $ ph;ng c a l
XG, YG là t"a $ ph;ng c a l

i chi u UTM.

i chi u Gauss.

γUTM , γG là góc l ch kinh tuy n t

ng ng c a l

i chi u UTM và l

i

chi u Gauss.
mUTM , mG là t# l bi n d ng chi u dài t
l

ng ng c a l

i chi u UTM và

i chi u Gauss.

1.2.3. Phép chi u b n
Phép chi u b n

là s th hi n (ánh x ) b m,t th c c a trái

ph;ng thông qua m$t công th c tốn h"c xác

t lên m,t

nh. Cơng th c chung:

X = f1(ϕ,λ)

Y = f2(ϕ,λ)
Trong ó:
- X,Y là t"a $ ph;ng c a m$t i m trên m,t ph;ng.
- ϕ,λ là t"a $

a lý c a m$t i m b t k9 trên b m,t trái

- f1, f2 là hàm

n tr , liên t c và h(u h n trong ph m vi b n

T
nhau.

t.
th hi n.

ng ng v i m
khác


23

n

c ta, do i u ki n kinh t xã h$i và l ch s& nên các b n

th hi n lãnh th+ Vi t Nam

a hình

c thành l p b/ng 2 phép chi u ch y u: phép

chi u Gauss và phép chi u UTM.
Phép chi u Gauss là phép chi u hình tr ngang
tr ngang b/ng bán kính trái

ng góc, bán kính hình

t. Tâm chi u là tâm qu

chi u 60 (t c là có t t c 60 múi), các múi này

t và chi u theo múi

c ánh s t tây sang ơng

tính t kinh tuy n g c i qua ài thiên v n Greenwich (Anh). Nh v y trong
phép chi u Gauss thì các góc khơng b bi n d ng, hình chi u các kinh v8 tuy n
giao nhau v i m$t góc b/ng 900. Di n tích c a múi chi u Gauss l n h n trên m,t
c%u. Kinh tuy n tr c không b bi n d ng (m0 = 1).

$ bi n d ng v chi u dài và

di n tích t ng t kinh tuy n gi(a v phía hai kinh tuy n biên và gi m t xích

o

v hai c c.

Phép chi u UTM c7ng là phép chi u hình tr ngang
tâm chi u là tâm qu

ng góc và c7ng có

t nh ng khác v i phép chi u Gauss

gi m $ bi n

d ng v chi u dài và di n tích thì trong UTM s& d ng hình tr ngang có bán
kính nh> h n bán kính qu

t, nó c*t m,t c%u theo 2

ng cong

cách kinh tuy n gi(a kho ng ± 180km. Kinh tuy n tr c là

i x ng và

ng th;ng nh ng

bi n d ng v chi u dài (m0 = 0.9996). Cách kinh tuy n tr c 1,50 v c 2 phía có
2

ng chu-n, vùng lãnh th+ n/m trong 2

ng chu-n này có bi n d ng nh>

h n so v i phép chi u Gauss. Các i m n/m phía trong

bi n d ng mang d u âm cịn phía ngồi mang d u d

ng c*t m,t tr thì $
ng. N

c ta có lãnh th+

tr i dài theo v8 $ nên s& d ng phép chi u Gauss là h p lý. Tuy nhiên v i u
i m $ bi n d ng phân b

u h n và

thu n ti n cho vi c s& d ng h t"a $

chung trong khu v c và th gi i, trong h t"a $ m i VN-2000 ta s& d ng phép
chi u UTM thay cho phép chi u Gauss trong h HN-72.
1.2.4. Phân m nh b n
thu n l i cho vi c s& d ng b n
m nh và ánh s các b n

, m
. Theo quy ph m o

c có quy
c nhà n

c v cách chia

c các m nh b n

24

bao ph trên lãnh th+ Vi t Nam

c chia m nh và ánh s t

ng ng v i m$t

lo i t# l .
Ng

i ta chia trái

t thành 60 múi, m
kinh tuy n biên phía Tây là kinh tuy n g c

c ánh s 31 và vịng sang phía

ơng có s hi u múi t ng d%n: 32, 33, 34,…60
Nh v y múi s 1 nh n kinh tuy n 1800 làm kinh tuy n biên phía Tây
Tính úng v hai c c ng

i ta chia qu

i 40 ánh s

t thành t ng

i

theo th t v%n ch( cái: A, B, C… Các ai và các múi giao nhau t o thành
khung c a m nh b n

t# l 1: 1000000. Ví d nh m nh b n

t# l 1:

1000000 có ch c n ng Hà n$i mang s hi u F-48 ( ai F, múi 48). Cách ánh s
các m nh b n

t# l 1: 1000000 là c s!

ánh các m nh b n

Cách chia m nh và ánh s c b n c a b n
+ M nh b n
60 chia theo

t# l khác.

a hình:
c 40 x 60 là giao nhau c a múi

t# l 1: 1000000 kích th

ng kinh tuy n và ai 40 chia theo

ng v8 tuy n. Ký hi u

c

ánh s AR p 1, 2, 3…
+ M nh b n

t# l 1: 500000

ra làm 4 m nh có kích th

c chia t m nh b n

t# l 1: 1000000

c 20 x 30. Phiên hi u m nh ,t b/ng ch( cái A, B, C,

D theo th t t trái sang ph i, t trên xu ng d

i và có phiên hi u F-48-D (NF-

48-C)
+ M nh b n

1: 250000

1: 500000 ra làm 4

c 10 x 10 30’ ký hi u b/ng s Ar p 1, 2, 3, 4 theo th t t trái

m nh có kích th

sang ph i, t trên xu ng d
+ M nh b n
m nh có kích th

c chia t m nh b n

i và có phiên hi u F-48-D (NF-48-11)

1: 100000

c chia t m nh b n

1: 1000000 thành 96

c 30’ x 30’ ký hi u b/ng s Ar p t 1

n 96 có phiên hi u F-

48-96 (NF-48-6151)
+ M nh b n
m nh có kích th
t trên xu ng d

1: 50000

c chia t m nh b n

1: 100000 thành 4

c 15’ x 15’ ký hi u b/ng A, B, C, theo th t t trái sang ph i,
i và có phiên hi u F-48-96-D (615111)