
BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
VIỆN KHOA HỌC ĐO ĐẠC VÀ BẢN ĐỒ


BÁO CÁO TỔNG KẾT KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT
ĐỀ TÀI ĐỘC LẬP CẤP NHÀ NƯỚC

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

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

Hà Nội, 4-2009


Hà Nội, 4 - 2009 Bản quyền 2005 thuộc VKHĐĐBĐ
Đơn xin sao chép toàn bộ hoặc từng phần tài liệu này phải gửi đến Viện trưởng VKHĐĐBĐ
trừ trường hợp sử dụng với mục đích nghiên cứu
3

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

BÁO CÁO TỔNG KẾT KHOA HỌC KỸ THUẬT

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

Hà nội, 4-2008 Bản thảo viết xong 6/2008
Tài liệu này được chuẩn bị trên cơ sở kết quả thực hiện đề tài độc lập cấp nhà nước "Nghiên
cứu cơ sở khoa học xây dựng hạ tầng kỹ thuật thông tin địa lý phục vụ hợp tác giải
quyết một số vấn đề về khoa học trái đất trên lãnh thổ Việt Nam, khu vực và toàn cầu"
4
BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC
XÂY DỰNG HẠ TẦNG KỸ THUẬT THÔNG TIN ĐỊA LÝ
PHỤC VỤ HỢP TÁC GIẢI QUYẾT MỘT SỐ VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ
KHOA HỌC TRÁI ĐẤT TRÊN LÃNH THỔ
VIỆT NAM, KHU VỰC VÀ TOÀN CẦU Người thực hiện chính:
- GS.TSKH. Đặng Hùng Võ
- TS. Lê Minh
- TS. Trần Bạch Giang
- TS. Nguyễn Thơ Các

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

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

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

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

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

TÀI LIỆU THAM KHẢO
77

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

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

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

II.3.4. KẾT QUẢ 103

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

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

CHƯƠNG III.1: GIỚI THIỆU CHUNG 123

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

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

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

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

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

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

TÀI LIỆU THAM KHẢO 173

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

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


KẾT LUẬN 202

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

TÀI LIỆU THAM KHẢO 205
PHẦN V: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT KHUNG PHÁP LÝ VỀ THÔNG TIN ĐỊA LÝ
TOÀN CẦU VÀ VẤN ĐỀ BẢO VỆ CHỦ QUYỀN LÃNH THỔ CỦA TA THỂ HIỆN
TRÊN CƠ SỞ DỮ LIỆU
206

CHƯƠNG V.1: GIỚI THIỆU CHUNG 207

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

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

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

TÀI LIỆU THAM KHẢO 225 KẾT LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 227
11

LỜI MỞ ĐẦU

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

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

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

13

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

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

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

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


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

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

20

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

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

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

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

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

24

Các hệ số V
j
, K

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

)HZ(
fg
H
H
3
P
P
P
σ
∫∫ ∫
−
δ=Δ
Σ

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

trong đó
γ

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


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