Bài giảng Đo đạc - Lê Văn Mạnh
GIỚI THIỆU MÔN HỌC ĐO ĐẠC
(1 tiết)
1. Giới thiệu về Đo đạc
Đo đạc(Geodesy) là một ngành khoa học kỹ thuật chuyên nghiên cứu về hình dạng, kích
thước và bề mặt tự nhiện trái đất, thiết lập các cơ sở dữ liệu căn bản cho việc đo vẽ bề mặt trái
đất. Nghiên cứu các phương pháp đo đạc, tính toán và xử lý số liệu, cách biểu diễn bề mặt trái
đất hay một phần mặt đất tự nhiên lên mặt phẳng dưới dạng các loại bản vẽ khác nhau. Đồng
thời nghiên cứu các phương pháp bố trí, triển khai các phương án quy hoạch, thiết kế xây dựng
các công trình trên mặt đất.
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Đo đạc - Lê Văn Mạnh", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
Tóm tắt nội dung tài liệu: Bài giảng Đo đạc - Lê Văn Mạnh
ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH KON TUM TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG BÀI GIẢNG: ĐO ĐẠC Dùng cho chuyên ngành Lâm sinh Biên soạn: ThS.Lê Văn Mạnh i LỜI NÓI ĐẦU Để tạo điều kiện cho học sinh học tập thuận lợi trong quá trình tham dự lớp và nghiên cứu. Tập bài giảng này sẽ giúp cho học sinh trong chương trình trình độ TCCN, Cao đẳng chuyên ngành Lâm sinh về kiến thức đo đạc. Trong chương trình này tôi đã cố gắng biên soạn những kiến thức cơ bản về đo đạc đặc biệt là các kiến thức liên quan tới thực tiễn của chuyên ngành. Nhằm tiếp cận với công nghệ mới tôi sẽ đưa thêm cho chúng ta hiểu thêm một số kiến thức hiện nay đã và đang sử dụng nhằm phục vụ trong quá trình đo đạc về thiết kế, khai thác và quản lý tài nguyên rừng(Hệ thống định vị GPS). Với thời gian học tập tuy ngắn bao gồm lý thuyết và thực hành. Vì vậy để đảm bảo tiếp thu được có hệ thống học sinh phải tham dự đầy đủ các tiết học, nghiên cứu bài cũ và mới (kể cả lý thuyết, bài tập và thực hành) trước khi lên lớp. Tuy bị hạn chế về thời gian chương trình bản thân tôi đã cố gắng biên soạn truyền tải những kiến thức cơ bản về đo đạc ngoài những kiền thức và khái niệm phối hợp các hình ảnh bảng biểu đặc biệt đối với mỗi phần lý thuyết liên quan đến bài tập bản thân tôi sẽ đi sâu và giải đáp và minh chứng rõ hơn cho kiến thức lý thuyết mà anh, chị được tiếp thu và ứng dụng trong Lâm nghiệp hiện nay. Chương trình bao gồm 75 tiết - Lý thuyết: tiết lý thuyết Thực hành: tiết thực hành + Sử dụng một số loại bản đồ trong Lâm nghiệp. + Sử dụng một số loại máy: Kinh vĩ, thủy chuẩn, địa bàn, GPS, + Thực hiện các thao tác đo: Đo cao, đo dài, đo góc, đo đường chuyền... Để cho tập bài giảng hoàn thiện hơn Tôi mong được sự đóng góp của đồng nghiệp và các bạn học sinh, sinh viên và các độc giả có quan tâm tới. Xin chân thành cám ơn. TÁC GIẢ ThS. Lê Văn Mạnh ii GIỚI THIỆU MÔN HỌC ĐO ĐẠC (1 tiết) 1. Giới thiệu về Đo đạc Đo đạc(Geodesy) là một ngành khoa học kỹ thuật chuyên nghiên cứu về hình dạng, kích thước và bề mặt tự nhiện trái đất, thiết lập các cơ sở dữ liệu căn bản cho việc đo vẽ bề mặt trái đất. Nghiên cứu các phương pháp đo đạc, tính toán và xử lý số liệu, cách biểu diễn bề mặt trái đất hay một phần mặt đất tự nhiên lên mặt phẳng dưới dạng các loại bản vẽ khác nhau. Đồng thời nghiên cứu các phương pháp bố trí, triển khai các phương án quy hoạch, thiết kế xây dựng các công trình trên mặt đất. Tuỳ theo phạm vi đo vẽ, độ chính xác, nội dung và phương pháp nghiên cứu, Đo đạc được phân thành các lĩnh vực chủ yếu sau: Đo đạc cao cấp: Nghiên cứu xác định hình thể và kích thước trái đất, sự chuyển động của lớp vừ trỏi đất, ảnh hưởng của độ cong trái đất trong đo vẽ trên một phạm vi rộng lớn, đề xuất các phép chiếu hình bản đồ, xây dựng mạng lưới khống chế quốc gia và khu vực Đo đạc địa hình: Nghiên cứu các phương pháp đo vẽ, cách biểu diễn bề mặt trái đất lên mặt phẳng, xây dựng bình đồ, bản đồ trên một phạm vi nhất định Đo đạc công trình: Giải quyết các vấn đề đo đạc tính toán trong quá trình khảo sát thiết kế, thi công và quảnlý các công trình xây dựng trên mặt đất (nhà cửa, đường xá, cầu cống, kênh mương, đập nước,) Đo đạc ảnh: Nghiên cứu các phương pháp chụp ảnh bề mặt trái đất và khai thác các ảnh chụp, tính toán xử lý ảnh hổ trợ cho công tác thành lập bản đồ và thu thập thông tin Đo đạc bản đồ: Nghiên cứu các phép chiếu bản đồ, xây dựng bản vẽ, cách thể hiện địa hình và biểu diễn địa vật trên bản đồ, phương pháp biên soạn, in ấn, xuất bản bản đồ Viễn thám: Nghiên cứu cơ sở và các phương pháp thu nhận thông tin, xử lý các dạng dữ liệu viễn thám, giải đoán thông tin viễn thám và xây dựng mô hình ứng dụng trong từng lĩnh vực khác nhau Để giải quyết các nhiệm vụ trên. Đo đạc vận dụng tổng hợp kiến thức của nhiều ngành khoa học khác nhau có liên quan như: Toán học, Vật lý, Địa chất - Địa mạo, Địa lý, Quang học, Thiên văn học, Kỹ thuật điện tử, Vẽ kỹ thuật, Tin học,.. 2. Lịch sử và hướng phát triển Khoa học Đo đạc ra đời và phát triển gắn liền với sự tiến bộ của xã hội loài người, có nguồn gốc xuất thân từ Ai Cập. Thuật ngữ Ðo đạc theo tiếng Hy Lạp “Geodaisia” nghĩa là “phân chia đất đai” ngoài ra còn được gọi dưới tên khác là trắc địa. Trước công nguyên, người Hy lạp đó nghiên cứu hình thể trái đất và cho rằng trái đất có dạng hình cầu Thế kỷ 16 – Mercotor đó tìm ra phép chiếu bản đồ Thế kỷ 17 – Vernie phát minh ra du xích 1 Thế kỷ 18 – Delambre đo được độ dài kinh tuyến trái đất qua Paris và đặt đơn vị đo khoảng cách là meter (1m = 1/40.000.000 độ dài kinh tuyến qua Paris) Đầu thế kỷ 19 – Gauss tìm ra phép chiếu hình mới Năm 1940 – Krasovski tìm ra kích thước trái đất tin cậy Hình 1 : Hình thể trái đất Hình 2 : Công nghệ viễn thám Ở nước ta kiến thức Đo đạc đó có từ xa xưa, thể hiện qua các thời kỳ lịch sử (xây thành luỹ, đền chùa, kinh đô, đê điều,..) Nhưng thực sự khoa học được hình thành trong thời kỳ pháp thuộc, trong chiến tranh Đo đạc chủ yếu phục vụ cho quân sự. Sau khi thống nhất đất nước. Khoa học đo đạc phát triển nhanh và mạnh. Các phương pháp đo đạc hiện đại ra đời (như GPS – Globol Positioning System), viến thám được áp dụng nhằm định vị hình thể và kích thước trái đất, thống nhất hệ quy chiếu thành lập bản đồ và mạng lưới khống chế Đo đạc quốc gia ( Hiện nay VN đang sử dụng hệ qui chiếu VN 2000 thay thế cho hệ UTM ) Trong những năm gần đây, nhờ những tiến bộ khoa học kỹ thuật nhảy vọt của nhiều lĩnh vực, đặc biệt khoa học vũ trụ, điện tử và tin học. Đo đạc đó phát triển nhanh chúng và lớn mạnh, các máy móc thiết bị đo đạc hiện đại, đa năng với độ chính xác cao ra đời. Việc ứng dụng công nghệ phần mềm để xử lý các bài toán đo vẽ phức tạp và đặc biệt là sự xuất hiện của kỹ thuật thăm dò từ xa “Viễn thám – Remote Sensing”, cho phép thành lập bản đồ, thu thập các dạng thông tin trên mặt đất từ ảnh máy bay và ảnh vệ tinh,và đáp ứng mọi yêu cầu của thực tế sản xuất cũng như nghiên cứu khoa học. 3. Vai trò của đo đạc Đo đạc: Có vị trí đặc biệt quan trọng hầu hết trong mọi hoạt động của xã hội, thể hiện ở những mặt sau đây: - Cung cấp các số liệu cơ bản, tài liệu cơ sở cho mọi lĩnh vực hoạt động của nền kinh tế quốc dân - Đóng vai trò đặc biệt trong lĩnh vực quốc phòng. - Trong xây dựng, là công cụ không thể thiếu trong suốt quá trình từ khâu khảo sát, thiết kế, thi công, nghiệm thu và theo dõi biến động của các công trình, - Quản lý cơ sở dữ liệu và cung cấp các thông tin về các nguồn tài nguyên thiên nhiên, chủ yếu là nguồn tài nguyên đất đai, làm cơ sở xây dựng các phương án quy hoạch kế hoạch sử dụng 2 đất một cách hợp lý và có hiệu trái, tăng cường quảnlý nhà nước về đất đai, phân hạng đất, định giá đất,.. - Đo đạc có vai trò quan trọng trong ngành địa chính, nhằm thực hiện nội dung quảnlý Nhà nước về đất đai và chính là công cụ hiện đại hóa hệ thống quảnlý Nhà nước về đất đai, công tác hoạch định biên giới trên bộ, trên biển, phân định địa giới hành chính các cấp, quảnlý ranh giới của từng thửa đất, - Trong lâm nghiêp: Đo đạc có vao trò trong khảo sát thiết kế trồng và khai thác rừng,giao đất giao rừng, đo vẽ bổ sung diện tích, đo vẽ thiết kế đường ô tô trong lâm nghiệp cũng như các công trình dự án liên quan đến hoạt động sản xuất nông lâm nghiệp...Ngoài ra kiến thức đo đạc nói chung, kiến thức định vị (GPS) và bản đồ còn có vai trò quan trọng trong việc theo dõi diễn biến tài nguyên rừng và đất rừng... 3 CHƯƠNG 1 HÌNH DẠNG VÀ KÍCH THƯỚC TRÁI ĐẤT (24 tiết) Mục tiêu: Học sinh nắm được hình dạng trái đất? Các phương phép chiếu sử dụng để đo vẽ bề mặt trái đất, Các phương pháp chia mảnh và danh pháp của tờ bản đồ và biểu diễn địa hình địa vật trên bản đồ Yêu cầu: Sinh viên chuẩn bị bài trước khi dự lớp, tham dự lớp đầy đủ và làm bài tập.. 1. Hình dạng và kích thước trái đất Bề mặt trái đất tự nhiên lồi lõm, gồ ghề rất phức tạp, với diện tích khoảng 510 triệu km2, trong đó bề mặt lục địa chiếm 29%, còn lại 71% là bề mặt các đại dương, điểm cao nhất (đỉnh Everest) tương đương (9.000m), điểm thấp nhất là đáy biển (Pacific Ocean) tương đương (11.000m). Sự chênh lệch giữa điểm cao nhất và thấp nhất xấp xỉ 20.000m = 20km, nếu đem so với kích thước trái đất có đường kính khoảng 12.000km, ta được tỷ lệ 20/12.000 = 1/600, tỷ lệ này tương đối nhỏ, nên có thể xem sự lồi lõm trên bề mặt trái đất là không đáng kể “mặt nhẳn nhụi” và gần trùng với mặt nước biển trung bình, yên tĩnh của các đại dương. Từ đó nảy sinh ra một khái niệm đo đạc địa cơ bản gọi là mặt thuỷ chuẩn trái đất. 1.1. Khái niệm mặt thuỷ chuẩn trái đất Hình 1.1. Hình ảnh 1 phần bề mặt Trái đất * Khái niệm: Mặt thuỷ chuẩn trái đất là mặt nước biển trung bình, yên tĩnh, tưởng tượng kéo dài xuyên qua các lục địa và hải đảo, các đại dương tạo thành một mặt cong khép kín (hình). - Mặt thuỷ chuẩn trái đất đặc trưng cho hình thể trái đất - Mỗi quốc gia quy ước chọn một mặt thuỷ chuẩn trái đất riêng có độ cao quy định là 0,00m. Việt Nam lấy mặt nước biển trung bình, yên tĩnh của trạm quan trắc thuỷ triều ở Hòn Dấu (Đồ Sơn – Hải Phòng) làm mặt thuỷ chuẩn quốc gia Mặt thuỷ chuẩn không đi qua mực nước biển trung bình, yên tĩnh của các đại dương (song song với mặt thuỷ chuẩn gốc ở một độ cao nào đó) được gọi là mặt thuỷ chuẩn giả định (hình) 4 1.2. Đặc tính chung của mặt thuỷ chuẩn - Tại mọi điểm của mặt thuỷ chuẩn, phương pháp tuyến luôn trùng với phương dây dọi đi qua điểm đó (phương pháp tuyến là đường vuông góc mặt phẳng tại điểm đó; phương dây dọi là phương trọng lực - phương thẳng đứng) - Mặt thuỷ chuẩn là căn cứ để xác định toạ độ và độ cao các điểm trên mặt đất. Các điểm nằm phía trên mặt thuỷ chuẩn gốc có độ cao dương, ngược lại, các điểm nằm phía dưới có độ cao âm 1.3. Hình dạng và kích thước trái đất Do sự phân không đều của vật chất trong lòng đất, mặt thuỷ chuẩn trái đất có dạng một thể hình học không chính tắc - đó là một mặt cong rất phức tạp, không thể biểu diễn được bằng một phương trình toán học xác định. Để giải quyết các bài toán Đo đạc đặt ra, ta cần xác định một mặt có dạng chuẩn tắc về mặt hình học. Mặt này phải đáp ứng được yêu cầu: biểu diễn được dưới dạng các phương trình toán học và gần với mặt thuỷ chuẩn nhất. Hình 1.2 . Hình dạng và kích thước trái đất Trên cơ sở các kết luận của lý thuyết và các số liệu thực nghiệm người ta thấy rằng, nếu nhìn toàn cảnh thì mặt thuỷ chuẩn gần giống với mặt Ellipsoid tròn xoay với các bán trục lớn a, bán trục nhỏ b và độ dẹt biểu thị bằng tỷ số (hình 5,6) của mặt Ellipsoid (Thực tế mặt đất tự nhiên có dạng hình Geoid nhưng được xem là hình Ellipsoid) rất quan trọng với khoa học nên đã có nhiều nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu. Tuy nhiên các số liệu rất khác nhau. a ba (1) Các thông số: Ở nước ta, trước đây dùng Ellipsoid quy chiếu của nhà Bác học Nga Krasovski công bố năm 1940 và hệ tọa độ quốc gia HN – 72 với số liệu như sau: a = 6.378.245m b = 6.356.863m 3,298 1 (2) 5 Từ tháng 7 năm 2000, theo quyết định của Thủ tướng Chính phủ, Việt Nam sử dụng Ellipsoid quy chiếu quốc tế WGS-84 (Word Geodetic System 1984) và hệ tọa độ VN – 2000 với số liệu sau: a = 6.378.137m b = 6.356.752m 25,298 1 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. Điểm gốc tọa độ có giá trị X = 0,000m; Y = 0,000m. Điểm gốc tọa độ là cơ sở để xây dựng các điểm khống chế tọa độ Nhà nước các cấp phục vụ cho công tác nghiên cứu và thành lập bản đồ. Hệ thống lưới độ cao được xây dựng trên cơ sở mực nước biển tại trạm quan trắc thuỷ triều ở Hòn Dấu - Đồ Sơn – Hải Phòng gọi là gốc độ cao quốc gia Vì độ dẹt ở hai cực tương đối nhỏ, nên trong Đo đạc hình (đo dạc khu vực không lớn) có thể xem trái đất là hình cầu với bán kính R = 6.371,11km hoặc làm tròn R = 6.371km Bảng 1.1. Giới thiệu một vài thông số của Ellipsoid với các nhà khoa học khác Nhà khoa học Năm a (m) b (m) Delamber (Pháp) 1800 6.375.653 6.356.564 1/334,0 Bessel (Đức) 1841 6.377.397 6.356.079 1/299,2 Clark (Anh) 1880 6.378.249 6.356.515 1/293,5 Hayford (Mỹ) 1909 6.378.388 6.356.912 1/297,0 Krasovski (Nga) 1940 6.378.245 6.356.863 1/298,3 WGS-84 (Nước Mỹ) 1984 6.378.137 6.356.752 1/298,25 2. Ảnh hưởng độ cong trái đất đến các phép đo Mặt đất tự nhiên gồ ghề, phức tạp muốn biểu diễn bề mặt trái đất lên mặt phẳng phải dùng phép chiếu bản đồ, mà thực chất là quá trình chuyển đổi: - Vị trí các điểm từ bề mặt tự nhiên trái đất lên mặt thuỷ chuẩn (mặt chiếu) - Vị trí các điểm từ mặt thuỷ chuẩn lên mặt phẳng bản đồ (khai triển mặt chiếu thành mặt phẳng) Trong một phạm vi hẹp, nếu coi mặt đất là mặt phẳng và tiến hành đo vẽ theo phép chiếu thẳng góc, thì việc đo đạc tính toán sẽ trở nên đơn giản. Nhưng chính sự coi “mặt đất là mặt phẳng” như vậy làm ảnh hưởng đến các đại lượng đo, nghĩa là phát sinh các sai số do ảnh hưởng của độ cong trái đất gây ra. Đặc biệt là sai số đo khoảng cách, đo độ cao và đo góc. 2.1. Ảnh hưởng độ cong trái đất đến đo dài (đo khoảng cách) 6 Giả sử có hai điểm A và B nằm trên mặt thuỷ chuẩn trái đất (G), cách nhau một khoảng d = AB (hình 1.3.. Nếu xem mặt thuỷ chuẩn trong phạm vi AB là mặt phẳng (mặt phẳng đi qua A), thì khoảng cách AB trên mặt phẳng (T) sẽ là t = AB1. Giả thuyết trên gây ra một sai số gọi là sai số đo khoảng cách do ảnh hưởng của độ cong trái đất gây ra (kí hiệu ∆d- Đen-ta) được tính theo công thức: Hình 1.3. Ảnh hưởng độ cong trái đất đến đo khoảng cách d = t- d với góc và cung trong lượng giác ( -Tê-ta); nhỏ ta có: t = R.tg; d = R. suy ra: d = R.tg - R. = R(tg - ) (3) Do rất nhỏ, nên có thể khai triển gần đúng hàm tg và chỉ lấy đến số hạng thứ 2, ta có: tg = + 2 3 và thay vào công thức (3), ta được: d = R(.tg - ) = R( + 2 3 - ) = R. 2 3 mà d = R. � = dR hay d = 3R . 3 3 d R = 3 23 d R (4) Viết lại dưới dạng sai số tương đối ta có: d = 3 23 d R (5) Trong đó: R là bán kính trái đất = 6371,11km, lúc này d phụ thuộc vào d. Bảng 2 cho thấy quan hệ giữa d và d Hiện nay độ chính xác đo dài có thể đạt dến 1/1.000.000. Do vậy trong phạm vi 10km có thể coi mặt thủy chuẩn là mặt phẳng, tức bỏ qua ảnh hưởng của độ cong trái đất gây ra. Bảng 1. 2. Quan hệ giữa d và d d(km) d (cm) d/d 10 0,8 ~ 1 1/1.220.000 50 102 1/49.000 100 821 1/12.000 2.2. Ảnh hưởng độ cong trái đất đến đo cao 7 Hình 1.4. Ảnh hưởng độ cong trái đất đến đo cao Cho thấy A và B là hai điểm trên mặt đất tự nhiên, hình chiếu của điểm B trên mặt thủy chuẩn qua A là B’. Độ chênh cao giữa hai điểm A và B là hAB = BB1. Nếu thay thế mặt thủy chuẩn thành mặt phẳng (T) thì điểm B’ đã bị nâng lên vị trí điểm B1, cách điểm B một đoạn h . đó chính là do ảnh hưởng của độ cong trái đất gây ra. Xét tam giác vuông OAB1 Ta có: 0A = R, OB1 = R + h Vì vậy (0B1)2 = (0A + AB 1)2 = (R + h)2 = R2 + t2 ; R2 + 2Rh +h2 = R2 + t2 ; 2Rh +h2 = t2 h.(2R +h) = t2; Với h nhỏ coi như là ∆h, Ta có hR th 2 2 Do h rất nhỏ so với R, nên có thể bỏ qua ở mẫu số và xem t = d, biểu thức trở thành: R dh 2 2 Bảng 1. 3. Quan hệ d, h d(m) 50 100 500 1000 10000 h(mm) 0,2 ... in thuộc tính từ các nguồn khác nhau. - Lưu trữ, điều chỉnh, cập nhập và tổ chức các thông tin không gian và thông tin thuộc tính. - Phân tích biến đổi thông lin trong cơ sở dữ liệu nhằm giải quyết các bài toán tối ưu và mô hình mô phỏng không gian - thời gian. - Hiển thị và trình bày thông tin dưới các dạng khác nhau, với các biện pháp khác nhau. Phần mềm được phân thành 3 lớp: Hệ điều hành, các chương trình tiện ích đặc biệt và các chương trình ứng dụng. 114 6.2.3. Cơ sở dữ liệu Hệ thông tin địa lý phải bao gồm một cơ sở dữ liệu chưa các thông tin không gian (thông tin địa lý) và các thông tin thuộc tính liên kết chặt chẽ với nhau và được tổ chức theo một ý đồ chuyên ngành nhất định. 6.2.4. Cơ sở tri thức của hệ thông tin địa lý Cấu trúc cơ sở tri thức được thể hiện ở hình sau: + Các quy định, quy trình đã ban hành liên quan đến diện tích rừng, vườn Quốc gia và các khu bảo tồn. + Các chủ trương, định hướng phát triển kinh tế xã hội liên quan, các đề án quy hoạch liên quan đã có. + Các báo cáo tổng kết, nghiên cứu về sử dụng đất có liên quan (điều kiện tự nhiên, đất đai, tập quán canh tác, các loại hình canh tác, các mô hình sử dụng đất, cơ cấu cây trồng) trong phạm vi các khu bảo tồn. + Các mô hình cơ sở về phân tích bản đồ (mô hình số độ cao DEM, độ dốc, hướng phơi, tạo lưu vực). + Các mô hình phân tích chồng xếp, đánh giá thường dùng trong quy hoạch lâm nghiệp (các Vườn Quốc gia, các khu bảo tồn...) + Các mô hình và những ứng dụng của GIS đối với lâm nghiệp. 6.3. Chức năng của GIS Nhìn chung một hệ thông tin địa lý đều có những chức năng cơ bản sau: 6.3.1. Nhập và biến đổi dữ liệu địa lý Đây và quá trình biến đổi dữ liệu từ dạng bản đồ giấy, từ tài liệu, văn bản khác nhau thành dạng số để có thể sử dụng được trong hệ thông tin địa lý. Với dữ liệu văn bản, tài liệu và những thông tin thuộc tính thì nhập qua bàn phím hoặc qua các chương trình xử lý và quảntrị số liệu. Với dữ liệu không gian (bản đồ) được số hoá bằng bản vẽ (Digitizer), hoặc quét vào máy (Scanner) rồi số hoá tự động hoặc bán tự động trên màn hình máy tính bằng chuột. Ngoài ra còn có thể nhập dữ liệu từ nguồn dữ liệu hệ thông tin địa lý đã có và từ nguồn ảnh viễn thám... Sau khi nhập số liệu và bản đồ vào máy tính, khâu tiền xử lý hoàn thiện dữ liệu - bản đồ trên máy với các nội dung như: - Gắn thuộc tính cho các đối tượng bản đồ thực chất đây là liên kết các dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính. Có thể gắn thuộc tính cho đối tượng bằng tay (chọn từng đối tượng và gán thuộc tính) hoặc có thể dùng chương trình (yêu cầu các bảng số liệu và đối tượng bản đồ tương ứng phải có một chỉ số chung để liên kết. - Xây dựng cấu trúc tổng. - Biên tập các lớp thông tin và trình bày bản đồ. - Chuyển đổi hệ chiếu. - Chuyển đổi khuôn dạng, cấu trúc dữ liệu bản đồ... 115 6.3.2. Quảnlý dữ liệu Trong hệ thông tin địa lý, dữ liệu được sắp xếp theo các lớp (Layer), theo chủ đề, theo không gian (khu vực), theo thời gian (năm, tháng) và theo tầng cao và được lưu trữ ở các thư mục một cách hệ thống. Chức năng quảnlý dữ liệu của hệ thông tin địa lý được thể hiện qua các nội dung sau: - Lưu trữ dữ liệu trong cơ sở dữ liệu hệ thông tin địa lý - Khôi phục dữ liệu từ cơ sở dữ liệu. - Tổ chức dữ liệu theo những dạng cấu trúc dữ liệu thích hợp - Thực hiện các chức năng lưu trữ và khôi phục trong các thiết bị lưu trữ - Truy nhập và cập nhật dữ liệu. Hệ thông tin địa lý có thể ớm kiếm đối tượng thoả mãn những đối tượng cho trước một cách dễ dàng và chính xác. Có thể chọn lọc đối tượng theo một tiêu chuẩn cho trước để từ đó có thể thực hiện tổng quát hoá tự động. 6.3.3. Xử lý và phân tích dữ liệu Hệ thông tin địa lý cho phép xử lý trên máy vi tính hàng loạt các phép phân tích bản đồ và số liệu một cách nhanh chóng chính xác, phục vụ các yêu cầu xây dựng bản đồ và phân tích quy hoạch lãnh thổ. Hệ thông tin địa lí có thể thực hiện các phép biến đổi bản đồ cơ bản, chồng xếp bản đồ, xử lý dữ liệu không gian theo các mô hình. Những kỹ thuật phân tích xử lý chính bao gồm: - Các phép đo đếm diện tích, chiều dài; thống kê diện tích tự động theo các loại biểu thiết kế. - Các phân tích theo vùng lựa chọn, thống kê vùng biên theo các mục tiêu như. Phạm vi thu hút của mạng đường vận chuyển, vùng nguyên liệu cho các nhà máy (Buffering), phân loại, phân lớp mới cho các bản đồ vùng. Các phép nội suy tạo đường đẳng trị, phân tích địa hình (độ dốc, hướng dốc, phân tích hệ thuỷ), mô phỏng không gian, mô tả theo hướng nhìn. Chồng xếp bản đồ theo các tiêu chuẩn hoặc mô hình tính toán để tạo ra các bản đồ chuyên đề mới. Đưa ra các mô hình dữ liệu và thực hiện các bài toán ra quyết định, các bài toán quy hoạch, phân vùng, dự báo khuynh hướng phát triển. 6.3.4. Xuất và trình bày dữ liệu Đưa ra kết trái phân tích tổng hợp số liệu dưới dạng bảng biểu, bản đồ, hình vẽ bằng các phương tiện khác nhau (màn hình, đĩa, giấy...) với chất lượng, độ chính xác và khả năng tiện dụng cao. 6.4. Giới thiệu một số phần mềm vẽ bản đồ Bản đồ có vai trò quan trọng trong tất cả các ngành, các lĩnh vực. Đặc biệt đối với ngành địa chính đặt ra với nhiệm vụ to lớn, quảnlý đất đai sao cho hợp lý và có hiệu trái nhất. Vì bản đồ địa chính ngoài tính kỹ thuật đặc thù của khoa học và công nghệ đo đạc còn chứa đựng những thông tin có tính pháp lý rất cao. Trước kia thành lập bản đô đo địa chính bằng máy đo toàn đặc, kinh vĩ nhưng số liệu đo vẽ ngoài thực địa thành lập bản đồ địa chính bằng phương pháp vẽ thủ công. Phương pháp này bị loại bỏ dần dần do máy móc cồng kềnh, tốn nhiều thời gian và công sức độ chính xác lại không cao. Thời gian gần đây và chủ trương hiện đại hoá công nghệ đo đạc bản đồ đã được áp dụng triển khai như công nghệ tự động hoá thành lập bản đồ sổ toàn đặc điện tử, các phần mềm thành lập bản đồ như: AUTOCAD, MICROSTATION, LIĐ. SDR, 116 ITR...MAPINP... Công nghệ mới đã nâng cao năng suất và chất lượng đáng kể trong công tác thành lập bản đồ địa chính. Cùng với các nguồn cung cấp số liệu đang phổ biến hiện nay để xây dựng các cơ sở dữ liệu bản đồ như máy toàn đặc điện tử, hệ thống định vị vệ tinh- GPS, máy đo, máy ảnh giải tích số hoá bản đồ cũng là nguồn cung cấp số liệu quan trọng giúp chuyển đổi các bản đồ cũ, được làm trên chất liệu truyền thống như giấy, phim, diamat từ các ảnh hàng không, ảnh viễn thám sang ảnh số. 7. Quản lý bản đồ Lâm nghiệp Để quảnlý tết bản đồ lâm nghiệp chúng ta lưu ý có 2 loại bản đồ: Bản đồ số và bản đồ giấy. 7.1. Quản lý bản đồ giấy Bản đồ giấy có nhiều tỷ lệ lớn nhỏ khác nhau, phổ biến hơn cả là bản đồ tỷ lệ l:5.000 (đối với hộ gia đình được nhận đất, nhận rừng) và bản đồ tỷ lệ 1:10.000 (đối cấp xã quảnlý). Việc quảnlý cần được để trong hộp nhựa bảo quản tránh nhàu nát,mối mọi đặc biệt khi đi rừng cần mang theo hộp nhựa bảo quảntránh gặp trời mưa. Hạn chế việc gấp các bản đồ giấy thành một tập dễ rách. Nên cuộn tròn thành ống trước khi đưa vào hộp bảo tráin. Điều quan trọng ta thường xuyên phải cập nhật thông tin bổ sung cho bản đồ để tăng độ chính xác như vẽ bổ sung địa vật Do mảnh bản đồ lớn có thể phân mảnh nhỏ như ở chương 1 ta đã nghiên cứu. Tuy nhiên ta có thể phân thành 2 hoặc 4 mảnh cho bản đồ cấp xã để tiện sử dụng trên khổ giấy A4 và được ký hiệu: Bản đồ Hiện trạng rừng Xã huyện ... tỉnh Thái Nguyên Tỷ lệ: 1.10.000 Ghép mảnh bản đồ hiện trạng rừng ở nhiều tờ khác nhau 7.2. Quả nlý và khai thác thông tin từ bản đồ số Đây là loại bản đồ đang được sử dụng nhiều ở nước ta, hầu hết các Chi cục kiểm lâm của các tỉnh, các lâm trường đã và đang chuyển di từ bản đồ giai sang bản đồ số. Bản đồ số cho ta cập nhật thông tin dễ dàng, đặc biệt fim kiếm thông tin được nhanh chóng. Tuy nhiên, việc sử dụng bản đồ số lại.được lưu trữ trên phần mềm chuyên dụng của máy lính nên nguy cơ mất thông tin bản đồ là rất cao do vửus. Vì vậy, đòi hỏi việc bảo quảnsử dụng bản đồ số là rất cần thiết và quan trọng. Để bảo quảntốt bản đồ số ta cần chú ý những vấn đề sau: - Máy tính quảnlý bản đồ được sử dụng riêng. - Phải cập nhật các chương trình diệt virus thường xuyên - Phải đặt mật khẩu riêng cho người quản lý bản đồ. Để quảnlý, sử dụng bản đồ lâm nghiệp hiệu trái việc cập nhật thông tin bổ sung cho bản đồ là hết sức cần thiết đáp ứng nhu cầu sử dụng bản đồ cho công tác quản lý nguồn tài nguyên rừng 117 và quy hoạch phát triển lâm nghiệp. Điều lưu ý việc sử dụng bản đồ lâm nghiệp cần liên kết và tham khảo bản đồ địa chính, bản đồ viễn thám và ảnh vệ tinh để bổ sung kịp thời cho độ chính xác cao. Hiện nay để khai thác thông tin từ bản đồ số là hết sức thuận lợi, đồng thời nó cho phép cập nhật thông tin nhanh nhất như theo dõi diễn biến tài nguyên rừng. Sở dĩ bản đồ số được đánh giá cao hơn bản đồ giấy vì lượng thông tin đa dạng, dễ truy cập, dễ hiệu chỉnh khi cần thiết, việc quảnlý đơn giản gọn nhẹ... 7.3. Khai thác bản đồ lâm nghiệp phục vụ quy hoạch lâm nghiệp - Bản đồ cơ bản Bản đồ cơ bản là công cụ đầu tiên cần xem xét khi thực hiện quá trình quy hoạch sử dụng đất lâm nghiệp. Tỷ lệ bản đồ cơ bản cũng được dùng khác nhau và cần phù hợp trong điều kiện cụ thể. Ví dụ: Khi tiến hành quy hoạch sử dụng đất lâm nghiệp ở cấp xã, bản đồ cơ bản cần có tỷ lệ 1:10 000 với những thông tin cơ bản tới từng bản, làng. - Sơ đồ lát cắt địa hình Một công cụ quan trọng trong quy hoạch là bản đồ, để đáp ứng công tác quy hoạch lâm nghiệp hiệu trái ngoài những bản đồ hiện trạng, bản đồ lập địa thì sơ đồ lát cắt địa hình có ý nghĩa quan trọng trong quy hoạch. Công cụ lát cắt dọc địa hình giúp chúng ta hiểu được hiện trạng sử dụng đất lâm nghiệp và các trạng thái rừng cũng như địa hình cùng các loại đất. Lát cắt dọc địa hình thường được bố trí theo tuyến thẳng cắt qua tất cả các dạng địa hình hay loại hình sử dụng đất lâm nghiệp. Khi xây dựng lát cắt dọc nên thảo luận thống nhất tuyến đi đảm bảo đi qua các dạng địa hình đặc trưng, các loại hình sử dụng đất đắc trưng - Sa bàn sử dụng đất lâm nghiệp Sa bàn hiện trạng sử dụng đất và các trạng thái rừng, sa bàn quy hoạch sử dụng đất lâm nghiệp chính là công cụ cho các bên, đặc biệt là các hộ gia đình dễ dàng tham gia hiệu trái vào quá trình quy hoạch sử dụng đất lâm nghiệp. Sa bàn được đắp bằng đất hoặc vẽ trên đất thể hiện địa hình, địa vật, ranh giới xã thôn/ bản, các hộ gia đình và các kiểu sử dụng đất cùng trạng thái rừng. Sau đó lấy bột màu, que và giấy thể hiện tình hình cơ bản theo vị trí của chúng trên sa bàn. Sa bàn quy hoạch sử dụng đất lâm nghiệp được các hộ nông dân xây dựng với sự hỗ trợ của cán bộ kỹ thuật. Khi làm sa bàn không nên quy định tỷ lệ cụ thể của sa bàn mà phụ thuộc vào điều kiện và khả năng cụ thể. 118 PHẦN THỰC HÀNH Mục tiêu: Nhằm cũng cố kiến thức giữa lý thuyết và thực tế cho sinh viên nắm được các kiến thức cơ bản về bản đồ, sử dụng các loại máy trong đo đạc.... Yêu cầu: Sinh viên tham dự đầy đủ, đoán đọc trên bản đồ, vận dụng các loại máy để đo vẽ diện tích, đo cao, đo khoẳng cách.. Nội dung: 1. Đoán đọc các nội dung có bản trên bản đồ, phân loại một số bản đồ lâm nghiệp. 2. Sử dụng địa bàn, GPS đo diện tích, khoảng cách... 3. Sử dụng máy Kinh vĩ để đo cao, đo khoảng cách, đo góc bằng. 4. Sử dụng máy thủy bình để đo cao. 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 MẪU SỔ ĐO CAO HÌNH HỌC Ngày đo : Người đo : Thời tiết : Người ghi sổ : Đoạn đo : Người kiểm tra : Tên trạm Tên mia Số đọc theo dây đo khoảng cách (mm) H kiểm tra(m) Số đọc theo dây giữa (mm) H(m) H Trung bình(m)Mia sau Mia trước Mia sau Mia trước 1 2 3 4 5 6 7 8 kiểm tra cuối trang MẪU SỔ GHI CHÉP ĐO GÓC BẰNG THEO PHƯƠNG PHÁP TOÀN VÒNG Số hiệu máy: Ngày đo : Người đo : Thời tiết : Bắt đầu : Người ghi sổ : Ảnh: Kết thúc : Người kiểm tra : Số vòng đo Điểm đặt máy Điểm ngắm Số đọc vành độ ngang Trung bình hướng đo Hướng đo sau khi bình sai Gía trị góc sau 1 vòng đo (ghi chú) TR PH 1 2 3 4 5 6 7 8 MẪU SỔ ĐO ĐẠC ĐỊA BÀN CẦM TAY Ngày đo : Người đo : Thời tiết : Người ghi sổ : Khu vực đo : Người Tính : TT Điểm ngắm Góc phương vị Chiều dài Ghi chú 1 2 3 4 5 TÀI LIỆU THAM KHẢO 129 I. Tiếng Việt 1. Lê Hồng Ánh (1996), Trắc địa - Phần bài tập, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 2. Chu Thị Bình (2007), Ứng dụng hệ thống tin địa lý trong Lâm nghiệp, Bài giảng Trường Đại học Lâm nghiệp. 3. Cục Lâm nghiệp (Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn) (2006), Tập huấn nâng cao về ứng dụng GPS/GIS và sử dụng phần mềm MAPINFO, Bài giảng tập huấn. 4. Phạm Văn Chuyên (2000), Đo đạc, NXB xây dựng, Hà Nội. 5. Lâm Quang Dốc & CS (1995), Giáo trình bản đồ học, NXB Bản đồ, Hà Nội. 6. Nguyễn Thạc Dũng (1998), Cơ sở Trắc địa và ứng dụng trong xây dựng, ĐH Xây dựng, Hà Nội 7. Vũ Định (2007), Hướng dẫn sử dụng phẩm mền VDMAP, Bài giảng Trường Đại học Lâm nghiệp. 8. Hoàng Ngọc Hà (1999), Cơ sở xử lý số liệu trắc địa. Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội. 9. Triệu Văn Hiến (1992), Bài giảng bản đồ học. Đại học Mỏ - Địa chất 10. Vũ Tiến Hình & CS (1992), Điều tra quy hoạch điều chế rừng - Học phần I, Giáo trình Đại học Lâm Nghiệp 11. Trần Trung Hồng (1997), Giáo trình in bản đồ, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội. 12. Lê Huỳnh (1999), Bản đồ học, NXB Giáo dục. 13. Võ Chí Mỹ (2001). Bài giảng trắc địa đại cương, Đại học Mỏ - Địa chất, Hà nội. 14. Lại Huy Phương (1995), Ứng dụng kỹ thuật tin học GIS (GIS: Geographic infomation System) trong điều tra quy hoạch và quảnlý rừng Việt Nam, Luận án Phó tiến sĩ Nông nghiệp - Trường Đại học Lâm nghiệp. 15. Quyết định số 201QĐ-ĐKTK ngày 14/7/1989 của Tổng cục quảnlý ruộng đất về việc ban hành bản quy định cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất. 16. Nguyễn Trọng San (1999), Bài giảng đo đạc địa chính, ĐH Mỏ- Địa chất, Hà Nội. 17. Nguyễn Trọng San, Đào Quang Hiến, Đinh Công Hòa (2002), Giáo trình Trắc 175 địa cơ sở, NXB xây dựng, Hà Nội. 18. Trần Đức Thanh (2001). Giáo trình Đo vẽ địa hình. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội. 19. Nguyễn Thế Thận (1999), Cơ sở hệ thông thông tin địa lý GIS, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật 20. Nguyễn Thế Thận, Nguyễn Thạc Dũng (1999), Trắc địa và bản đồ kỹ thuật số trong xây dựng, NXB Giáo dục, Hà Nội. 21. Vũ Thặng (1999), Trắc địa đại cương, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. 22. Lê Văn Thơ (2007), Bài giảng Trắc địa I, Bài giảng Khoa Tài nguyên & Môi trường - Trường ĐH Nông Lâm Thái Nguyên. 130 23. Nguyễn Thanh Tiến (2007), Bài giảng đo đạc lâm nghiệp, Bài giảng Khoa Lâm nghiệp - Trường ĐH Nông Lâm Thái Nguyên. 24. Tổng cục Địa chính (1995), Ký hiệu Bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500; 1:5.000, NXB Bản đồ, Hà Nội. 25. Tổng cục Địa chính (1995), Ký hiệu bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 và 1:25.000, Hà Nội. 26. Nguyễn Thanh Trà (1999), Giáo trình Bản đồ địa chính, NXB Nông nghiệp, Hà Nội. 27. Nguyễn Trọng Tuyển (1999), Giáo trình trắc địa. Nhà xuất bản Nông nghiệp. 28. Viện điều tra quy hoạch rừng (1995), Sổ tay điều tra quy hoạch rừng, NXB Nông nghiệp, Hà Nội 29. Viện Nghiên cứu Địa chính (2001), Hướng dẫn sử dụng GPS. II. Tiếng nước ngoài 30. ХРЕНОВ. Л. С. геодезия (инжнерная геобезия) издательств "высщаяшкола" Москва- 1978. 31. Г.П. Левчук - Прикладная геодезия - Недра - Москва 1983. 131
File đính kèm:
- bai_giang_do_dac_le_van_manh.pdf