Trờng Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa
Lời nói đầu
Trong những năm gần đây, với sự phát triển nhảy vọt của các ngành khoa học
kỹ thuật đã đem lại những thành tựu khoa học hết sức rực rỡ và đợc ứng dụng
rộng rãi trong mọi lĩnh vực. Điều đó đã giúp cho ngành khoa học Trắc địa ảnh
ngày càng tiến bộ và hiện đại hơn, thay thế dần các phơng pháp thành lập bản đồ
truyền thống.
Trong giai đoạn hiện nay, việc thực hiện chiến lợc công nghiệp hoá - hiện đại
hoá đất nớc của Đảng ta đề ra ngày càng đợc đẩy mạnh trên phạm vi toàn quốc.
Theo đó các yêu cầu đòi hỏi về bản đồ địa hình để phục vụ công tác khảo sát,
thiết kế, quy hoạch là rất cần thiết, đặc biệt là tại các vùng kinh tế trọng điểm, các
khu công nghiệp, khu công trình đầu mối thuỷ lợi, thuỷ điện vv. Vì vậy để đáp
ứng kịp thời các mục đích sử dụng thì công tác thành lập bản đồ địa hình là một
công việc mang tính cấp bách hiện nay.
Để thành lập bản đồ địa hình ngời ta có thể sử dụng nhiều phơng pháp khác
nhau, ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì vấn đề đặt ra là cần
thành lập bản đồ với phơng pháp phù hợp và hiệu quả nhất. Để đáp ứng yêu cầu
đó công nghệ thành lập bản đồ địa hình bằng ảnh hàng không và các phần mềm
ứng dụng đã ra đời. Chúng đợc ứng dụng để thành lập bản đồ địa hình từ ảnh
hàng không nhờ các hệ thống máy tính hiện đại.
Trên cơ sở tổng hợp những kiến thức đã học cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của
thầy giáo ThS. Trần Đình Trí, cùng các thầy cô giáo trong bộ môn, đợc sự đồng
ý của Bộ môn Trắc địa ảnh - Khoa Trắc địa - Trờng đại học Mỏ - Địa chất nên em
đã chọn đề tài tốt nghiệp :
((
Các phơng pháp thành lập bản đồ địa hình và thành lập BDĐH tỷ lệ lớn
bằng phơng pháp đo vẽ phối hợp
))
Nội dung của đề tài đợc trình bày bao gồm 4 chơng:
Chơng1 : Khái quát về bản đồ địa hình
Chơng2 : Các phơng pháp thành lập bản đồ địa hình
1: 5000),
tỷ lệ trung bình( 1: 10.000
ữ
1: 25.000) và tỷ lệ nhỏ (1:100.000
ữ
1:100.000 hoặc
nhỏ hơn).
Có hai loại bản đồ mà chúng ta thờng gặp là bản đồ địa hình và bản đồ
chuyên đề.
Mọi bản đồ đều bao gồm : Sự thể hiện các yếu tố nội dung, cơ sở toán học,
các yếu tố hỗ trợ và bổ xung.
+ Sự thể hiện các yếu tố nội dung bản đồ là bộ phận chủ yếu của bản đồ, bao
gồm các thông tin về các đối tợng và các hiện tợng đợc biểu đạt trên bản đồ nh :
sự phân bố các tính chất, những mối liên hệ và sự biến đổi của chúng theo thời
gian. Những thông tin đó chính là nội dung bản đồ. Ví dụ các yếu tố nội dung của
bản đồ địa hình là : thuỷ hệ, các điểm dân c, dáng đất, lớp phủ thực vật, mạng lới
các đờng giao thông và các đờng dây tải điện, dây thông tin, một số đối tợng kinh
tế nông nghiệp và văn hoá, sự phân chia hành chính v.v. Đối với các yếu tố nội
dung của bản đồ chuyên đề thì phụ thuộc vào đề tài cụ thể của nó.
+ Các quy luật hình học của sự hiển thị bản đồ thì phụ thuộc vào cơ sở toán
học của bản đồ. Các yếu tố cơ sở toán học của bản đồ bao gồm : tỷ lệ, phép chiếu
và hệ lới toạ độ đợc dựng trong phép chiếu đó, mạng lới khống chế trắc địa, sự
phân mảnh đáng số và bố cục của bản đồ.
+ Các yếu tố hỗ trợ và bổ sung bao gồm : Bảng chú giải, thớc tỷ lệ và các đồ
thị.
Ngoài ra trên tờ bản đồ còn thờng có các bản đồ phụ, các biểu đồ, đồ
thị nhằm mục đích bổ sung làm sáng tỏ và làm phong phú thêm về những phơng
diện nào đó của nội dung bản đồ.
2
Trờng Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa
dụng , lập bản vẽ thi công cho hệ thống tới tiêu bằng thiết bị ngầm, thiết kế xây
dựng các tuyến kênh đào, các tuyến đờng giao thông ở những vùng có địa hình và
cấu tạo địa chất phức tạp. BĐĐH tỷ lệ 1: 1.000, 1: 500 dùng để thiết kế chỉ đạo
thi công các công trình ở khu vực cha xây dựng và để đo vẽ hoàn công các công
trình.
Yêu cầu về nội dung của các bản đồ ở dãy tỷ lệ này phải rất đầy đủ và rõ
ràng, các đối tợng địa vật thờng đợc biểu thị theo tỷ lệ và đúng ký hiệu quy ớc.
Độ chính xác của bản đồ rất cao.
3
Trờng Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa
Các BĐĐH tỷ lệ trung bình và nhỏ thờng đợc sử dụng rộng rãi trong phát
triển kinh tế cũng nh trong quân sự.
+ Về mặt kinh tế: Nó đợc dùng làm quy hoạch ruộng đất, điều tra thổ nhỡng,
thiết kế hệ thống tới tiêu ở vùng tơng đối bằng phẳng, chọn vị trí đập nớc thiết kế
sơ bộ hệ thống đầu mối công trình, xác định diện tích và khối lợng hồ chứa ,
dùng để thăm dò và quy hoạch tổng thể các vùng khoáng sản, tiến hành khảo sát
thiết kế các tuyến giao thông, dùng để quy hoạch quản lý các loại rừng, quy
hoạch tổng thể việc xây dựng thành phố, khu công nghiệp.
+ Về mặt quân sự: Dùng để nghiên cứu địa hình, tổ chức lới hoả lực. Chỉ huy
quân đội tác chiến. Thiết kế và xây dựng các hệ thống phòng thủ , xây dựng sân
bay, các công trình và mục tiêu quân sự khác.
- Bản đồ địa hình 1: 50.000, 1: 100.000 đợc sử dụng trong nhiều ngành kinh
tế quốc dân. Dùng trong công tác khảo sát sơ bộ trong phạm vi rộng, trong quy
hoạch lãnh thổ và tổ chức các vùng kinh tế trọng điểm; dùng nghiên cứu về mặt
địa chất, thuỷ văn của một vùng rộng lớn. Bản đồ 1: 100.000 còn là cơ sở địa lý
để thành lập các bản đồ chuyên đề tỷ lệ lớn và trung bình nh bản đồ địa chất, bản
đồ thổ nhỡng.
Những yêu cầu cơ bản của nội dung các BĐĐH ở những dãy tỷ lệ này là
phải thể hiện chân thực, rõ ràng, dễ đọc, cho phép định hớng nhanh chóng ở thực
địa; các yếu tố biểu thị trên bản đồ phải đầy đủ, chính xác đạt yêu cầu quy định
ta cần thành lập.
Bản đồ địa hình nớc ta đợc thành lập trên mặt phẳng chiếu hình Gauss -
Kriuger.
Phép chiếu Gauss - Kriuger là phép chiếu hình trụ ngang đồng góc, lấy hình
chiếu kinh tuyến giữa múi làm trục X và lấy hình chiếu của xích đạo làm trục Y.
Nó ứng dụng cho từng múi chiếu 6
0
hoặc 3
0
của mặt phẳng Elippxoid.
Phép chiếu Gauss đợc dùng để thành lập bản đồ địa hình có tỷ lệ từ 1:
50.000 đến lớn hơn. Trong đó đối với các bản đồ có tỷ lệ
1: 25.000 thì dùng
múi chiếu 6
0
còn đối với các bản đồ tỷ lệ
1: 10.000 thì sử dụng múi chiếu 3
0
để
tính toạ độ cho các điểm khống chế trắc địa.
Trên bản đồ địa hình, sự biểu hiện của phép chiếu chính là mạng lới các đ-
ờng kinh tuyến, vĩ tuyến.
1.4.3. Hệ thống toạ độ.
Các hệ thống toạ độ thờng dùng trong trắc địa bao gồm: Hệ toạ độ địa lý, hệ
toạ độ vuông góc Gauss - Kriuger, hệ toạ độ vuông góc quy ớc, hệ toạ độ cực và
độ cao.
Hệ thống toạ độ trên bản đồ đợc biểu thị bằng mạng lới toạ độ đợc dựng
theo phép chiếu của bản đồ. Hệ thống mạng lới toạ độ là cơ sở để thành lập các
pháp UTM quốc tế.
b. Lới khống chế cơ bản nhà nớc.
- Lới tam giác và đờng truyền hạng I,II,III,IV.
- Lới độ cao hạng: I, II, III, IV.
c. Lới khống chế cơ sở (lới tăng dày).
- Lới giải tích và đờng truyền cấp 1,2.
- Lới độ cao kỹ thuật.
d. Lới khống chế đo vẽ.
- Lới tam giác nhỏ, đờng truyền kinh vĩ và giao hội mặt phẳng.
- Lới độ cao kinh vĩ, độ cao lợng giác.
1.4.5. Sự phân mảnh và đánh số bản đồ địa hình.
Bản đồ địa hình đợc thành lập trên từng vùng rộng lớn và phủ khắp toàn
quốc nên tiện cho việc đo vẽ, quản lý và sử dụng cần phải phân mảnh và đánh số
mảnh.
Sự phân mảnh và đánh số bản đồ là dựa vào một hệ thống ký hiệu riêng biệt
đối với từng khu vực, cho từng loại tỷ lệ và từng mảnh bản đồ. Ký hiệu riêng của
mỗi mảnh bản đồ gọi là danh pháp (số hiệu) của mảnh bản đồ đó.
Cơ sở của sự phân mảnh và đánh số các bản đồ địa hình là dựa theo các đờng
kinh tuyến và các đờng vĩ tuyến. Trớc hết là sự phân mảnh và đánh số và đánh số
bản đồ địa hình 1:1.000.000, sau đó các bản đồ địa hình có tỷ lệ lớn hơn sẽ đợc
phân mảnh và đánh số dựa trên cơ sở của sự phân mảnh và đánh số của bản đồ địa
hình 1:1.000.000.
a. Sự phân mảnh và đánh số của bản đồ địa hình 1:1.000.000.
Các bản đồ địa hình 1: 1.000.000 đợc phân mảnh và đánh số thống nhất trên
toàn thế giới.
6
Trờng Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa
Theo các kinh tuyến cách nhau 1 kinh sai
độ, đợc 144 mảnh tỷ lệ 1: 100.000, đánh dấu bằng các chữ số ả Rập từ 1
ữ
144
lần lợt từ trái sang phải, từ trên xuống dới. Danh pháp của mảnh 1: 100.000 bao
gồm danh pháp mảnh 1: 1.000.000 kèm theo số thứ tự của mảnh chia đó.
Ví dụ: F 48-23
Bản đồ 1:100.000 là cơ sở để phân chia và đánh số các bản đồ tỷ lệ lớn hơn.
c. Phân mảnh, đánh số bản đồ địa hình 1: 50.000.
Chia mảnh 1: 100.000 thành 4 mảnh tỷ lệ 1: 50.000 và đợc đánh dấu bằng
chữ cái A,B,C,D theo nguyên tắc nh trên. Danh pháp của mảnh 1: 50.000 bao
gồm danh pháp mảnh 1:100.000cùng với dấu hiệu chữ cái mảnh 1: 50.000 đó.
Ví dụ: F- 48 - 23- A
d. Phân mảnh đánh số bản đồ 1: 25.000.
Chia mảnh 1: 50.000 thành 4 phần sẽ nhận đợc 4 mảnh tỷ lệ 1: 25.000 và đ-
ợc đánh dấu bằng chữ viết thờng a, b, c,d. Danh pháp của mảnh 1: 25.000 là danh
pháp của mảnh 1: 50.000 ghép với dấu hiệu đã đánh dấu mảnh 1: 25.000 tơng
ứng.
Ví dụ: F- 48-23-A- b.
e. Phân mảnh đánh số bản đồ 1: 10.000.
Chia mảnh 1: 25.000 thành 4 mảnh tỷ lệ 1:10.000 và đánh số 1,2,3,4. Danh
pháp của mảnh 1: 10.000 gồm danh pháp mảnh 1: 25.000 ghép với số thứ tự của
mảnh1: 10.000 tơng ứng.
Ví dụ: F - 48 - 23 - A - b - 1.
g. Phân mảnh đánh số bản đồ 1: 5.000.
Mảnh bản đồ 1: 5.000 đợc chi thành mảnh bản đồ 1:100.000 theo vĩ độ là 16
hàng và theo kinh độ là 24 cột thành 384 mảnh tỷ lệ 1: 5000, đợc đánh số theo
thứ tự từ trái qua phải từ trên xuống dới bắt đầu từ 1
ữ
384.
7
Các nội dung cơ bản cần thể hiện trên bản đồ địa hình bao gồm các yếu tố
sau:
- Điểm khống chế trắc địa.
- Điểm dân c.
- Các đối tợng kinh tế, văn hoá, xã hội.
- Đờng giao thông và các thiết bị phụ thuộc.
- Thuỷ hệ và các công trình phụ thuộc.
- Dáng đất và chất đất.
- Lớp phủ thực vật.
- Ranh giới hành chính - chính trị.
- Địa danh và các ghi chú hành chính khác.
Tất cả các đối tợng nói trên đợc thể hiện trên BĐĐH với độ chi tiết cao và đ-
ợc ghi chú về các đặc trng số lợng, chất lợng.
Ngoài ra khi sử dụng BĐĐH thì việc định hớng có ý nghĩa quan trọng. Do
vậy các vật định hớng cũng là yếu tố tất yếu của nội dung bản đồ địa hình.
8
Trờng Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa
Địa vật định hớng: Là địa vật dễ dàng nhận biết ngoài thực địa, nó cho
phép xác định đợc vị trí nhanh chóng và xác định trên bản đồ. Các vật định hớng
có thể là: toà nhà cao tầng, nhà thờ, cây độc lập, ngã t đờng
Điểm khống chế trắc địa.
Đối với bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 10.000 và lớn hơn thì nói chung các điểm
khống chế trắc địa có trôn mốc cố định phải biểu thị lên bản đồ.
Trên các bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 25.000 đến 1: 100.000 biểu thị các điểm
của mạng lới trắc địa nhà nớc hạng I,II,III,IV, các điểm truyền kinh vĩ và điểm
thuỷ chuẩn.
Điểm dân c.
Dân c là một trong những yếu tố quan trọng nhất của bản đồ địa hình. Khi
thể hiện các điểm dân c trên bản đồ địa hình phải giữ đợc đặc điểm đặc trng của
chúng về quy hoạch và cấu trúc.
Đối với đờng sắt khi biểu thị cần phân loại độ rộng đờng ray và lu ý đến các
đối tợng liên quan nh: nhà ga, nhà tuần phòng
Đối với đờng ô tô cần thể hiện chất liệu rải mặt, độ rộng lòng đờng và tên đ-
ờng bằng ghi chú.
Thuỷ hệ và các công trình phụ thuộc.
Các yếu tố thuỷ hệ đợc biểu thị chi tiết trên bản đồ địa hình, gồm đờng bề và
đờng mép nớc của biển, hồ, sông ngòi, kênh, mơng, rạch Khi biểu thị cần tách
biệt đờng bờ và đờng mép nớc.
Tuỳ theo tỷ lệ của bản đồ và độ rộng của sông, hồ, kênh, mơng mà ta thể
hiện nó bằng nét đôi hay nét đơn.
Trên bản đồ biểu thị các con sông có chiều dài 1cm trở lên.
Độ rộng của sông đợc tính bằng mét và đợc biểu thị bằng ghi chú. Phải xác
định biểu thị chất liệu đáy, hớng nớc chảy.
Ngoài các yếu tố thuỷ hệ chính nêu trên, trên bản đồ địa hình còn thể hiện
các nguồn nớc tự nhiên và nhân tạo nh giếng nớc, mạch nớc và các đối tợng liên
quan nh: máng dẫn nớc, trạm bơm, cống, các loại đê, đập
Dáng đất và chất đất.
Địa hình đợc thể hiện lên bản đồ bằng đờng bình độ. Những yếu tố dáng đất
và đờng bình độ không thể hiện đợc thì thể hiện bằng các ký hiệu riêng và ghi
chú.
Tại những điểm đặc trng của địa hình địa vật nh: đỉnh núi, yên ngựa, lòng
chảo, ngã ba đờng, chân vật định hớng cần phải ghi chú điểm độ cao để tăng c-
ờng cho biểu thị địa hình.
ở những nơi địa hình phức tạp nếu đờng bình độ cơ bản không đủ mô tả thì
có thể sử dụng các loại đờng bình độ nửa khoảng cao đều, bình độ phụ, bình độ
vẽ nháp và ký hiệu địa hình khác.
Về loại đất và chất đất trên BĐĐH đợc biểu thị theo trạng thái bề mặt và
phân ra các loại: đá, sỏi, cát, bùn, sét. Còn các yếu tố khác biểu thị theo yêu cầu
cụ thể.
Thực vật.
đồ ( trừ ghi chú số nhà tầng, số đờng bình độ, số đờng dây, số ống dẫn, số đờng
giao thông). Với độ rộng, độ sâu và chất đáy của sông suối thì ghi vào bên trong
lòng sông dọc theo ký hiệu mũi tên độ rộng đặt tại nơi đo, nếu sông suối đủ rộng,
các trờng hợp khác đặt song song với khung Nam bản đồ.
1.6. độ chính xác của bản đồ địa hình.
Trên bản đồ địa hình, chủ yếu đợc thể hiện 3 nội dung cơ bản là: Vị trí các
điểm khống chế trắc địa, vị trí các thông tin về nội dung của điểm địa vật, sự biểu
thị địa hình bằng đờng bình độ và điểm ghi chú độ cao, điểm đặc trng địa hình.
Độ chính xác của việc thể hiện 3 nội dung trên sẽ quyết định độ chính xác của
bản đồ địa hình.
Quy phạm đo vẽ bản đồ địa hình quy định: Sai số giới hạn vị trí điểm khống
chế mặt phẳng của lới khống chế đo vẽ sau bình sai so với điểm khống chế trắc
địa cấp cao gần nhất không vợt quá 0,2mm ở vùng quang đãng và 0,3mm ở vùng
rậm rạp ( tính theo tỷ lệ bản đồ).
Sai số giới hạn của điểm khống chế độ cao đo vẽ sau bình sai so với độ cao
của mốc độ cao gần nhất không vợt quá 1/5 khoảng cao đều cơ bản ở vùng đồng
bằng và 1/3 khoảng cao đều cơ bản ở vùng núi.
11
Trờng Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa
Độ chính xác vị trí mặt bằng các điểm địa vật đợc đặc trng bởi sai số trung
bình vị trí điểm của chúng so với điểm khống chế đo vẽ gần nhất (điểm khống
chế mặt phẳng). Ngời ta thờng quy định sai số này không lớn quá 0,5mm trên bản
đồ với các địa vật chủ yếu, rõ nét hoặc đối với khi thành lập bản đồ ở vùng đồng
bằng, vùng đồi. Sai số này không vợt quá 0,7mm trên bản đồ đối với các địa vật
thứ yếu, có đờng viền không rõ ràng hoặc là đối với khi thành lập bản đồ ở vùng
núi, vùng cao.
Về độ chính xác biểu thị dáng đất thì sai số trung bình về độ cao của đờng
bình độ, độ cao của điểm đặc trng địa hình và điểm ghi chú độ cao biểu thị trên
bản đồ so với độ cao điểm khống chế đo vẽ gần nhất (điểm khống chế độ cao)
không vợt quá quy định trong quy phạm thành lập bản đồ).
bình độ ngay tại thực địa.
Nhận xét u nhợc điểm của phơng pháp:
12
Trờng Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa
- Ưu điểm: Thao tác đo vẽ đơn giản, các điểm nối ít bị nhầm lẫn, có thể
kiếm tra sai sót trực tiếp, giảm bớt khối lợng công tác tính toán
- Nhợc điểm: Chịu ảnh hởng của yếu tố thời tiết, dễ bị h hỏng nếu bảo quản
bản vẽ không tốt, công tác lu trữ bản vẽ gặp nhiều khó khăn, thời gian ngoài trời
chiếm 80%, độ chính xác không cao chỉ cho phép đo ở khu vực nhỏ.
b. Phơng pháp đo vẽ toàn đạc.
Thờng đợc sử dụng để đo vẽ ở khu vực không lớn, có độ dốc lớn hơn 6
0
, cây
cối rậm rạp, hoặc trờng hợp chỉ đo vẽ dáng đất ở khu vực đã xây dựng và khu vực
có dạng dài hẹp mà các phơng pháp khác sử dụng không kinh tế. Máy đợc sử
dụng đo vẽ là máy toàn đạc điện tử hoặc máy kinh vĩ. Các số liệu đo góc, cạnh đ-
ợc ghi vào sổ đo và vẽ sơ hoạ các điểm chi tiết, kèm theo. Trên sơ đồ thể hiện các
điểm định hớng, điểm mia đặc trng địa hình và các ghi chú cần thiết khác. Tỷ lệ
sơ đồ xấp xỉ bằng tỷ lệ bản đồ đo vẽ. Việc tính toán và chuyển nối các điểm chi
tiết lên ván vẽ thực hiện ở trong phòng.
Hiện nay với sự phát triển của công nghệ máy tính kết hợp sự hỗ trợ của một
số phần mềm thì việc áp dụng phơng pháp này sẽ giảm bớt khối lợng công tác nội
nghiệp. Bằng cách đa các số liệu đợc đo trực tiếp từ ngoại nghiệp bằng các máy
kinh vĩ thông thờng, máy toàn đạc điện tử hoặc công nghệ đo GPS động. Sau đó
chúng ta trút số liệu vào máy theo toạ độ hoặc filedbook và tiến hành nối điểm có
sự hỗ trợ của bảng sơ hoạ.
Thành lập bản đồ có sự hỗ trợ của máy tính cũng phải dựa trên phơng pháp
truyền thống hay nói cách khác sản xuất bản đồ có sự trợ giúp của máy tính là sự
kết hợp nhịp nhàng giữa phơng pháp truyền thống và phơng pháp hiện đại.
Nhận xét u nhợc điểm của phơng pháp.
có bản đồ địa hình tỷ lệ lớn hơn mới đợc thành lập hoặc mới hiệu chỉnh. Độ chính
xác của bản đồ đã thành lập phụ thuộc vào độ chính xác của bản đồ tài liệu và ph-
ơng pháp chuyển vẽ.
2.1.3. Thành lập bản đồ bằng ảnh hàng không.
Đã từ lâu ảnh hàng không đã đợc sử dụng rộng rãi và rất có hiệu quả trong
lĩnh vực thành lập bản đồ địa hình tỉ lệ nhỏ, tỷ lệ trung bình và tỷ lệ lớn, ảnh hàng
không còn dùng để thành lập bản đồ địa chính cho các khu vực đất nông - lâm
nghiệp hoặc ở khu vực có độ che phủ ít.
ảnh hàng không cho ta khả năng đo đạc tất cả các đối tợng đo mà không
nhất thiết phải tiếp xúc hoặc đến gần chúng, miễn các đối tợng có hình ảnh trên
ảnh, ảnh hàng không giúp ta thu nhập thông tin địa vật, địa hình một cách nhanh
chóng và khách quan. Sử dụng ảnh hàng không để thành lập bản đồ cho phép
giảm nhẹ công tác ngoài trời, tránh các ảnh hởng của thời tiết đối với kế hoạch và
kết quả công tác. Giá thành sản phẩm của các phơng pháp đo vẽ ảnh hàng không
thấp hơn các phơng pháp đo vẽ trực tiếp 3 lần, thời gian thành lập cũng nhanh hơn
rất nhiều và đo vẽ ở mọi địa hình, đặc biệt những vùng con ngời không đặt chân
tới đợc.
Hiện nay, các tiến bộ kỹ thuật và công nghệ mới nhanh chóng đợc đáp ứng
vào ngành đo ảnh, vì thế khả năng tự động hoá việc thành lập bản đồ bằng ảnh rất
lớn, càng nâng cao hiệu suất công tác và tính kinh tế của phơng pháp. Trên toàn
nớc hiện nay (khoảng 98%) hầu hết thành lập bản đồ từ ảnh hàng không với các
loại tỷ lệ.
Sau đây là sơ đồ quy trình công nghệ thành lập bản đồ bằng ảnh hàng không
theo các phơng pháp đo ảnh đơn và đo ảnh lập thể.
14
Trờng Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa
Sơ đồ quy trình công nghệ tổng quát phơng pháp
đo vẽ ảnh hàng không.
1. Đo ảnh đơn.
Phơng pháp đo ảnh đơn đợc dùng ở vùng bằng phẳng là chủ yếu, nó đợc áp
Đo vẽ địa hình
Tạo trực ảnh
Số hoá nội dung bản đồ
Kiểm tra, đo vẽ bổ
sung ở thực địa
Biên tập, l u trữ dữ liệu
và in bản đồ
Lập bình đồ ảnh
Số hoá nội dung bản đồ
Trờng Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa
thể khó thoả mãn. Đo ảnh đơn áp dụng cho thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn và
bản đồ địa chính rất có hiệu quả ở vùng thổ canh có địa hình bằng phẳng.
Nhận xét u nhợc điểm của phơng pháp.
- Ưu điểm: Độ chính xác cao, đợc ứng dụng trong thành lập bản đồ vùng
rộng lớn, bằng phẳng, bản đồ có yêu cầu khoảng cao đều và độ chính xác độ cao
ngoại lệ.
- Nhợc điểm: Khối lợng công tác ngoại nghiệp khá nhiều do đó làm giảm
tính u việt của phơng pháp đo ảnh.
2. Đo ảnh tập thể.
a. Phơng pháp đo vẽ trên máy toàn năng.
Nhận xét u nhợc điểm của phơng pháp.
- Ưu điểm: Độ chính xác cao và ổn định, năng xuất lao động cao, có điều
kiện làm việc thuận lợi.
- Nhợc điểm: Thiết bị sử dụng cồng kềnh và đắt tiền, đòi hỏi những điều
kiện nhất định trong sử dụng và bảo quản, đặc biệt đối với khí hậu nhiệt đới ở nớc
ta.
b. Phơng pháp giải tích.
Nhận xét u nhợc điểm của phơng pháp.
- Ưu điểm: Độ chính xác cao và ổn đinh, có điều kiện làm việc thuận lợi.
- Nhợc điểm: Thiết bị sử dụng đắt tiền, khối lợng tính toán lớn và phức tạp,
khai thác hết những u việt của ảnh hàng không, mà trong thời đại ngày nay với sự
phát triển nh vũ bão của khoa học kỹ thuật và công nghệ thông tin đã và đang áp
dụng mạnh mẽ vào ngành đo ảnh và kỹ thuật bản đồ đã đem lại khả năng tự động
hoá rất cao trong công tác thành lập bản đồ bằng phơng pháp ảnh.
Khi thành lập bản đồ bằng ảnh hàng không theo cách truyền thống thì tồn tại
những nhợc điểm sau:
+ Độ chính xác của bản đồ thành lập đợc cha cao bởi ảnh hởng của các sai
số do đo vẽ và chỉnh sửa thủ công.
+ Thời gian thực hiện công tác kéo dài, trải qua nhiều công đoạn, tốn nhiều
công sức do đó không đạt hiệu quả cao về kinh tế, nhiều khi không đáp ứng đợc
nhu cầu sử dụng của bản đồ.
+ Kết qủa bản đồ thành lập đợc là bản đồ giấy cho nên có nhiều hạn chế nhất
định của nó, nhất là trong việc quản lý, lu trữ gặp nhiều khó khăn và không đảm
bảo về tính quản lý thống nhất về dữ liệu bản đồ trong toàn ngành hiện nay. Hơn
nữa là bản đồ giấy nên việc cập nhật, chỉnh lý sau này không đợc tiện lợi nh là
bản đồ số.
Những nhợc điểm trên có thể hoàn toàn đợc khắc phục đợc nếu nh ứng dụng
triệt để công nghệ mới vào hầu hết các công đoạn trong quy trình công nghệ
thành lập bản đồ. Nhng giải pháp này gặp phải một số khóa khăn: Phải có sự đầu
t trang thiết bị mà điều kiện kinh phí ở các địa phơng hiện nay khó có thể thực
hiện đợc, hơn nữa phải đào tạo lại toàn bộ đội ngũ cán bộ kỹ thuật. Vấn đề này
không thể giải quyết đợc ngay đợc. Ngoài ra còn gặp phải một số hạn chế trong
một vài công đoạn, nếu sử dụng công nghệ mới.Ví dụ nh khâu điều vẽ ảnh bằng
công nghệ số không thể hiệu quả hơn khi điều vẽ ảnh bằng phơng pháp cổ truyền.
Bởi thế cho nên phơng pháp thành lập bản đồ tối u nhất hiện nay là sự kết hợp
giữa công nghệ với công nghệ hiện đại cho các công trình trong qúa trình thành
lập bản đồ sao cho hợp lý và đạt hiệu quả cao về kinh tế cũng nh kỹ thuật.
Việc ứng dụng công nghệ mới kết hợp với công nghệ truyền thống bằng sử
dụng ảnh hàng không để thành lập bản đồ địa hình có những u điểm nh sau:
+ Công tác thành lập đợc triển khai nhanh chóng, công việc đợc tiến hành
không làm t liệu cho công tác điều vẽ và đo vẽ ngoại nghiệp. Nhờ đó mà đồng
thời tiến hành nhiều tổ công tác trong khu đo của một mảnh bản đồ. Tuy nhiên
việc vạch ranh giới và kế hoạch công tác cho các tổ phải đợc chú ý đặc biệt.
Quy trình II: Đo vẽ bản đồ bằng bình đồ ảnh.
Đặc điểm của quy trình này là sử dụng các ảnh nắn ghép dán chúng lại theo
từng mảnh bản đồ đợc gọi là bình đồ ảnh làm t liệu cho công tác điều vẽ và đo vẽ
ngoại nghiệp. Nhợc điểm của phơng pháp này là phải sử dụng nhiều bản vẽ để
chế bình đồ ảnh và trong phạm vi đo vẽ của mảnh bản đồ chỉ có thể bố trí một tổ
công tác, tuy nhiên sẽ tránh đợc sai số tiếp biên giữa các tờ ảnh nh đối với Quy
trình I
18
Trờng Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa
Hình1: Quy trình công nghệ TLBĐ
bằng ảnh nắn
Hình2: Quy trình công nghệ TLBĐ
bằng bình đồ ảnh
Nội dung của từng công đoạn áp dụng trong việc thành lập bản đồ địa hình
tỷ lệ lớn bằng ảnh hàng không. Theo quy trình công nghệ đo vẽ phối hợp đợc nêu
tóm tắt nh sau.
2.3.1. Công tác chuẩn bị.
Nghiên cứu nhiệm vụ đợc giao, xác định tỷ lệ bản đồ, yêu cầu về độ chính
xác. Tiến hành thu thập, hệ thống hoá và nghiên cứu các t liệu cần thiết cho việc
thành lập phơng án kỹ thuật. Các t liệu phải có:
- Tình hình địa lý, kinh tế khu đo. Từ đó có thể hình dung đợc mức độ phức
tạp của địa hình, độ dốc, sự chia sẻ của địa hình. Tình trạng thực phủ, thời
19
Công tác bay chụp hoặc t liệu ảnh
hàng không đã có
Công tác đo nối khống chế ảnh
Công tác tăng dày khống chế ảnh
h
để xác định độ cao
bay chụp và tiêu cự của máy ảnh.
Độ xê dịch vị trí điểm ảnh do chênh cao địa hình
h
đợc tính theo công thức
H
rh
h
=
(2.1)
Trong đó : h - Độ chênh cao của điểm ảnh đang xét so với mặt phẳng ảnh
trung bình của khu chụp.
r - Khoảng cách từ điểm ảnh đó đến đáy ảnh.
H - Độ cao bay chụp.
Từ cơ sở trên mà trong quy trình thành lập bản đồ địa hình ngoại thành thành
phố Nam Định đã sử dụng các máy chụp RMK.top 15 với các thông số kỹ thuật:
f
k
= 152,09mm; L(cỡ phim) = 23 x 23cm; 1/m
a
(mẫu số tỷ lệ ảnh) = 1/12.000. với
chiều cao bay chụp.
H = m
a
. f
Với bản đồ địa hình tỷ lệ lớn cần phải đảm bảo chặt chẽ về độ cao mà số l-
ợng điểm tăng rất nhiều (hơn 100 điểm kế cả điểm tăng dày).
b. Đồ hình bố trí: Yêu cầu nắm vững vị trí đã thiết kế trên ảnh.
c. Độ chính xác: Xuất phát từ yêu cầu độ chính xác thành lập bản đồ cần thể
hiện ở mặt phẳng (m
X, Y
) và độ cao (m
H
).
+ Độ chính xác cho phép thể hiện địa vật trên bản đồ tỷ lệ lớn theo quy
phạm m
BĐ
= 0,3mm (trên thực địa là 0.6m) suy ra:
Độ chính xác KCNN là: m
KCNN
m
m
BD
3,0
2
6.0
2
==
+ Khoảng cao đều h = 2m đợc thể hiện trên bản đồ tỷ lệ lớn theo quy phạm
có độ chính xác m
BĐ
= 1/3 x h = 0,7m; thì ta có:
Độ chính xác KCNN là : m
KCNN
+ Xác định tất cả tên sông suối, hệ thống cầu cống, hớng dòng chảy.
+ Hệ thống giao thông nh: Tên đờng quốc lộ, đờng rải nhựa, bờ lở, ta luy, h-
ớng đi của đờng.
+ Xác định các công trình công cộng, văn hoá xã hội ( trụ sở UBND, trờng
học, bệnh xá, ); xác định tên các bản làng, số hộ sinh sống.
+ Thảm thực vật: Điều vẽ các loại rừng, xác định độ cao trung bình của từng
cụm rừng.
+ Xác định các đờng biên ranh giới, đồi trọc, núi đá.
+ Hệ thống đờng dây điện, đờng dây thông tin, trạm biến áp
+ Ngoài ra khi tiến hành công tác ngoại nghiệp cũng cần đo vẽ bổ sung các
địa vật mới xuất hiện hoặc đã thay đổi so với ảnh chụp.
Kết quả điều vẽ và đo vẽ ngoại nghiệp đợc thể hiện trên ảnh phóng to và chú
giải trong sổ sách kèm theo.
2.3.6. Biên tập bản đồ.
Đây là công đoạn hoàn thiện cuối cùng trớc khi nộp sản phẩm. Tiến hành
ghép các yếu tố địa hình và địa vật vào cùng môi trờng chỉnh sửa các đờng bình
độ cắt qua đờng xá, nhà cửa Gắn tên thuộc tính cho các lớp địa vật nh : tên
sông, tên suối, ao hồ, tên khu hành chính, độ cao các đờng bình độ, lên các ký
hiệu bản đồ theo đúng quy phạm thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn.
22
Trờng Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa
Chơng 3
thành lập bản đồ địa hình bằng phơng pháp đo
vẽ phối hợp
Phơng pháp đo ảnh đơn là một trong những phơng pháp đo vẽ bản đồ chủ yếu
hiện nay và đang đợc ứng dụng rộng rãi, đặc biệt là đối với nhiệm vụ thành lập
bản đồ tỷ lệ lớn ở vùng bằng phẳng và bản đồ địa chính.
Công nghệ thành lập bản đồ địa hình bằng phơng pháp đo vẽ ảnh đơn đợc thực
hiện theo trình tự sau.
- Nắn ảnh : Nắn ảnh bằng các phơng pháp khác nhau là nguồn thông tin hết
ảnh của miền thực địa đợc chụp trên ảnh nghiêng thành hình ảnh tơng ứng trên
ảnh nằm ngang, có tỷ lệ phù hợp với tỷ lệ bản đồ cần thành lập gọi là nắn ảnh.
Vì thế, nhiệm vụ của công tác nắn ảnh chủ yếu là khử ảnh sai số vị trí điểm
do ảnh nghiêng gây ra, hạn chế sai số vị trí điểm do địa hình lồi lõm gây ra, xác
định tỷ lệ của ảnh nắn cho phù hợp.
* Nguyên lý nắn ảnh.
+ Biến hình ảnh trên ảnh nghiêng thành hình ảnh trên ảnh nắn.
24
d
g
a
e
a'
p
c
b
b'
d'
c'
i'
i
c
d
a
b
s
h
m
bd
h
sao cho các tia chiếu tơng ứng đi qua các điểm cùng
tên. Khi đó vị trí của mặt phẳng (E) cũng hoàn toàn đợc xác định, tức là E // G và
E cách S một đoạn bằng H/m
bd
.
Nh vậy, nếu mặt phẳng E đợc xác định theo mối quan hệ nói trên, thì hình
chiếu I của một điểm i nào đó trên mặt ảnh P đợc xác định trên E, sẽ có vị trí t-
ơng ứng tại I thuộc mặt phẳng G. Nói một cách tổng thể, hình chiếu phối cảnh
của ảnh P trên mặt nắn E, là hình chiếu phối cảnh của toàn bộ vật thể tơng ứng
của mặt phẳng G. Trên mặt phẳng E nằm ngang có tỷ lệ 1/m
bd
. Những điểm
khống chế đợc dùng làm cơ sở xác định vị trí mặt nắn E, so với ảnh và tâm chiếu
S gọi là Điểm nắn ảnh.
Mối quan hệ phối cảnh trên đợc biểu diễn bằng công thức:
1
87
321
+
++
=
yuxu
fuyuxu
x
k
1
87
6554
+
++