Đề cương ôn thi - Phương pháp biểu diễn địa hình | Trắc địa đại cương | Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

1.8. PHƯƠNG PHÁP BIỂU DIỄN MẶT ĐẤT TRÊN BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH
Để biểu diễn mặt đất lên bản đồ địa hình ta cần biểu diễn địa hình và địa vật.
Trong đố, địa hình được biểu diễn ở dạng "đường bình độ " "đường đồng mức ".
Đường bình độ là đường nối liền các điểm có cùng độ cao trên mặt đất. Nói
khác đi là giao tuyến giữa mặt đất tự nhiên với các mặt phẳng song song với mặt
thuỷ chuẩn cơ bản ở những độ cao khác nhau so với mặt thủy chuẩn cơ bản.
Ví dụ: Như một quả núi bị cắt bởi các mặt phẳng nằm ngang, song song và
cách đều nhau, các mặt phẳng này có độ cao khác nhau so với mặt thuỷ chuẩn cơ bản.
Chiếu giao tuyến của các mặt này với quả núi xuống cùng một mặt phẳng nằm
ngang (chọn mặt thủy chuẩn cơ bản làm mặt phẳng gốc (bằng 0m) và để ở vị trí
nằm ngang), sẽ được các đường bình độ trên mặt phẳng nằm ngang, sau đó thu nhỏ
mặt phẳng nằm ngang về theo tỷ lệ bản đồ được hệ thống đường bình độ trên bản đồ (hình 1). Hình 1
Theo qui ước, các đường bình độ phải có độ cao chẵn. Hiệu độ cao (h) giữa hai
đường bình độ kề nhau gọi là "khoảng cao đều". Nhìn các đường bình độ trên bản
đồ, có thể biết được hình dạng của mặt đất.
* Một số đặc tính cơ bản của đường bình độ:
 Những điểm nằm trên cùng một đường bình độ có cùng một độ cao.
 Đường bình độ phải liên tục và khép kín. Trường hợp đường bình độ không
khép kín trong phạm vi tờ bản đồ, phải kéo dài đến tận biên bản đồ.
 Chỗ nào các đường bình độ cách xa nhau, chỗ đó mặt đất dốc thoải; chỗ nào
các đường bình độ càng sít nhau thì mặt đất càng dốc nhiều. Hướng vuông góc với
các đường bình độ là hướng dốc nhất. Chỗ nào những đường bình độ trùng nhau,
chỗ đó là vách thẳng đứng.
 Những đường bình độ không cắt nhau, trừ trường hợp bặc biệt như mỏm núi
hàm ếch, có một số đường bình độ chồng cắt lên nhau. Trên bản đồ, ngoài việc
biểu diễn dáng đất (địa hình) còn phải biểu diễn các địa vật. Địa vật bao gồm các
công trình kiến trúc do con người tạo ra (làng mạc, thành phố, đường xá…) và các
vật thể tự nhiên (sông, suối, khe, rừng,…).
f. Trình tự đo tại một trạm đo trong phương pháp đo toạ độ cực
Bố trí máy tại trạm đo: cân máy, dọi điểm, đo độ cao máy i (từ mặt cọc tới ngang trục quay ống kính)
lấy hướng mở đầu (để vành độ ngang: 0000’00”, ngắm về hướng chuẩn).
 Người cầm mia, dựng mia lên điểm chi tiết cần đo.
 Người đứng máy mở ốc hãm vành độ, quay ống kính ngắm mia, theo giao điểm chữ thập đọc trị số
trên mia. Để tính toán độ cao được đơn giản thường ngắm trị số l=i. Trường hợp gặp vật chướng ngại, thì 1
có thể ngắm trị số l bất kỳ trên mia (h 2 AB=
kn.sin2v+i-l);
 Đọc số trên mia theo dây đo khoảng cách (n): S=kncos2v.
 Đọc số trên vành độ ngang.
 Đưa bọt nước của ống kính thăng bằng dài trên vành độ đứng vào giữa ống. Đọc số trên vành độ đứng.
 Báo cho người đi mia đi sang điểm khác.
Các số liệu đọc được phải ghi ngay vào sổ đo chi tiết
6.1. ĐO CAO HÌNH HỌC
1. Nguyên lý: Đo cao hình học là dùng trục ngắm nằm ngang của ống kính máy thăng bằng phối hợp
với mia thăng bằng để xác định hiệu độ cao giữa hai điểm trên mặt đất.
2. Phương pháp đo cao hình học Đo cao từ giữa
Đặt máy thăng bằng ở khoảng giữa hai điểm A và B (hình 6.1) (không nhất thiết đặt máy trên đường
nối AB). Điểm A là điểm đã biết độ cao, HA gọi là điểm sau. Điểm B là điểm cần xác định độ cao, HB gọi
là điểm trước. Muốn xác định độ cao điểm B, trước hết phải xác định hiệu độ cao hAB giữa hai điểm A và B.
Căn cứ vào trục ngắm nằm ngang, đọc được số đọc ở mia sau là a, số đọc ở mia trước là b. Hiệu độ
cao giữa hai điểm A và B là: hAB = a – b Hình 6.1 Ví dụ: a = 1832mm b = 1056mm
hiệu độ cao là: hAB = 1832 – 1056mm = +776mm
Hiệu độ cao dương hay âm, tuỳ theo điểm trước cao hay thấp hơn điểm sau.
Biết độ cao điểm A, tìm được độ cao điểm B, theo công thức: HB = HA + hAB
Nếu giữa hai điểm A và B chỉ cần đặt máy một lần (một trạm đo) có thể đo được hiệu độ cao, gọi là đo cao đơn giản.
Nếu giữa hai điểm A và B quá xa nhau, hoặc độ cao chênh lệch quá lớn, phải đặt máy nhiều lần mới
đo được hiệu độ cao hAB, gọi là đo cao phức tạp. Các điểm N1, N2, N3, N4 gọi là các điểm chuyền độ cao. Hình 6.2 Khi đó ta có: h =a −b 1 1 1 h =a −b 2 2 2 .. . .. .. . .. .. .. . .. . h =a −b n n n _____________________ n n n
h =∑ h =∑a −∑ b AB i i i i i=1 1
2. Đo cao phía trước Hình 6.3
Đặt máy thăng bằng tại điểm A đã biết độ cao HA, để đo độ cao HB của điểm B ở phía trước. Tại A,
đo độ cao máy là i, tính từ mặt cọc tới ngay trục ngắm.
Hiệu độ cao giữa hai điểm A và B là: hAB = i – b
b là số đọc trên mia đặt tại B Độ cao điểm B là:
HB = HA + hAB = HA + i – b
Phép đo cao từ giữa có ưu thế hơn hẳn phép đo cao phía trước. Trong phương pháp thứ nhất, khoảng
cách giữa các điểm lớn hơn so với phương pháp thứ hai. Vì vậy, nó cho phép rút ngắn quá trình chuyển
trạm theo đường đo và làm cho thao tác trở lên năng suất hơn. Ngoài ra, yêu cầu tính nằm ngang của ống
kính không phải khi nào cũng được thực hiện với độ chính xác tuyệt đối và tia ngắm sẽ luôn bị lệch đi
một ít so với vị trí nằm ngang. Giả sử ống kính trong thời điểm đọc kết quả không nằm ngang. Khi đó kết
quả đọc được trên mia sau sẽ là a1 chứ không phải là a. Trên mia trước cũng tương tự ta có b1 chứ không
phải là b. Sai số đó ta kí hiệu là x. Vì máy được đặt ở giữa hai mia và góc nghiêng của ống kính không
đổi thì sai số x sẽ như nhau.
ta có: a = a1 – x ; b = b1 –x  hAB = a-b=(a-x)-(b-x)=a1-b1
Như vậy, khi đo cao từ giữa thì sai số do lấy kết quả đọc khi vị trí ống kính không nằm ngang sẽ dễ bị loại trừ.
2. Các phương pháp đo góc bằng
a. Phương pháp đơn giản
Dùng để đo góc ngang tại điểm trạm đo có hai hướng:
Ví dụ: Đo góc ngang AOB (hình 4.8). Hình 4.8
Sau khi đặt máy tại O thứ tự như sau:
+ Nửa lần đo thuận kính (vành độ đứng bên trái ống kính).
Cố định vành độ ngang, dùng ốc vi động đưa ống kính ngắm chính xác điểm A. Đọc độ, phút, giây ở du xích được trị số a 0
1 (ghi vào sổ đo) (16 25'15'')
Mở ốc hãm vành độ ngang, quay máy thuận chiều kim đồng hồ, đưa ống kính ngắm chính xác điểm
B, đọc số như trên được trị số: b 0 1 (174 48'30''). = −
Như vậy, góc AOB đã đo xong nửa lần đo thuận kính: β b a 1 1 1 (174048'30'' - 16025'15'' = 158023'15'').
+ Nửa lần đo đảo kính (vành độ đứng bên phải ống kính).
Để loại trừ ảnh hưởng của sai số trục ngắm không vuông góc với trục quay của ống kính, phải đo
nửa lần đảo kính. Sau khi đảo ống kính, ngắm B đọc được số đọc b o
2 = 354 48’45”; mở ốc hãm vành độ
ngang, quay máy thuận chiều kim đồng hồ, ngắm A, đọc được trị số: a o
2 = 196 26’00”, AOB đã đo xong −
nửa lần đảo kính: β=b a 2
2 (354o48’45” - 196o26’00” = 158022'45'').
Như vậy, đã đo xong một lần đo bằng phương pháp đơn giản. Trị số góc của một lần đo đơn giản là: β + β
( b −a )+(b −a ) 1 1 2 2 β= 1 2 = =1580 23 ' 00 '' 2 2 Cần chú ý:
 Trong một lần đo không được thay đổi vị trí vành độ ngang.
 Để nâng cao độ chính xác và hạn chế sai số do khắc vạch trên vành độ không đều, người ta đo một 0 180
số lần đo, mỗi lần đo thay đổi vị trí vành độ ngang của hướng ngắm đầu tiên là n . Trong đó, n là số lần đo. 0 180 =600
Ví dụ: Đo 3 lần, thì phải thay đổi vị trí vành độ ngang là 3
. Do đó vị trí vành độ ngang
của hướng ngắm đầu tiên thứ tự theo các lần đo là: 00, 600, 1200.
 Trong suốt quá trình đo, đều quay ống kính theo chiều thuận kim đồng hồ. Như vậy sẽ làm giảm sai
số do vành độ bị kéo theo trong lúc đo.
b. Phương pháp đo toàn vòng
Thường áp dụng phương pháp đo toàn vòng khi tại một trạm đo nhiều hướng.
Giả sử tại điểm 0, cần đo các góc hợp bởi các hướng ngắm về ABCD (hình dưới). Đặt máy kinh vĩ
tại 0, thứ tự thao tác đo như sau. Hình 4.9
Nửa lần đo thuận kính: Để máy ở vị trí thuận kính, quay ống kính theo chiều kim đồng hồ, ngắm lần
lượt các điểm A, B, C, D rồi quay lại ngắm A. Mỗi hướng ngắm đều đọc số trên vành độ. Như vậy hướng
A được đọc số hai lần. Nếu hai số đọc đó chênh lệch nhau không quá độ chính xác của du xích thì kết quả
đo đạt yêu cầu. Nếu không, phải đo lại.
Nửa lần đo đảo kính: sau khi đảo ống kính, đưa ống kính theo ngược chiều kim đồng hồ lần lượt
ngắm các điểm A, D, C, B, A. Hai trị số đọc khi ngắm A cũng chỉ cho phép chênh lệch nhau một vạch
khắc của du xích. Số đọc thuận và đảo kính phải chênh nhau 1800. Muốn chính xác thường mỗi trạm đo n 0 180
lần. Mỗi lần đo phải thay đổi vị trí vành độ ngang của hướng ngắm đầu tiên là n .
6.6. ĐO CAO LƯỢNG GIÁC 1. Nguyên lý
Dùng tia ngắm nghiêng của máy kinh vĩ và công thức lượng giác để tính hiệu độ cao giữa hai điểm. 2. Phương pháp đo
Muốn xác định được hiệu độ cao giữa hai điểm A và B (hình 6.8), đặt máy có vành độ đứng (máy
kinh vĩ) tại A, dựng mia tại B. Gọi i là độ cao máy, l là độ cao của điểm ngắm M, V là góc đứng tương
ứng với trục ngắm điểm M, S là khoảng cách nằm ngang từ A đến B Hình 6.8 Hiệu độ cao hAB sẽ là: h
=StgV +i−l AB
(Thường lấy i = l → hAB = StgV) ở chương trước ta có: S = kncos2V Thay vào ta có: h =kn 2
cos VtgV +i−l AB
h = 1 kn sin 2V +i−l AB 2 nếu l = i, ta có:
h = 1 kn sin 2V AB 2
7.3. Khái niệm và nguyên tắc xây dựng LƯỚI ĐƯỜNG CHUYỀN TRỰC TIẾP ĐO VẼ BẢN ĐỒ
Căn cứ vào yêu cầu đo vẽ bản đồ và điều kiện địa hình, chọn một số điểm ở
thực địa và nối những điểm với nhau thành đường gẫy khúc liên tục, gọi là đường chuyền.
Tuỳ theo hình dạng, độ chính xác và phương pháp lập khác nhau, có thể phân loại đường chuyền như sau:
Theo hình dạng, đường chuyền chia làm ba loại:
- Đường chuyền kín: là đường chuyền xuất phát từ một điểm khống chế cấp cao hoặc một điểm bất
kỳ, đường chuyền phát triển trong khu vực đo, rồi quay trở về điểm xuất phát ban đầu đó.
- Đường chuyền hở (phù hợp): là đường chuyền xuất phát từ một điểm cấp cao và cuôí cùng nối với
điểm khống chế cấp cao khác.
- Đường chuyền nhánh: là đường chuyền xuất phát từ một điểm khống chế cấp cao nào đó và cuối
cùng không nối với điểm nào khác. Hình 7.8
* Thực tế, khi đo vẽ địa hình một khu vực, thường bố trí đường chuyền thành nhiều đa giác liên tiếp
nhau hoặc một số đường giao nhau gọi là lưới đường chuyền. Hình 7.9
a) Nội dung đo đạc đường chuyền kinh vĩ
Trước khi đo phải sưu tầm tài liệu đo đạc đã có ở khu vực định đo. Tuỳ theo yêu cầu và điều kiện địa
hình để bố trí đường chuyền cho thích hợp.
Khi chọn điểm đường chuyền, phải đạt yêu cầu sau:
- Điểm phải ở nơi có tầm nhìn bao quát, thuận tiện cho việc đo chi tiết. Tại một điểm phải nhìn thấy hai điểm bên cạnh.
- Cạnh đường chuyền phải qua nơi tương đối bằng phẳng. Độ dài cạnh phải gần bằng nhau. Chiều
dài cạnh không lớn hơn 350m và không nhỏ hơn 20m.
Sau khi chọn điểm xong, cần đóng cọc để đánh dấu mốc. Tuỳ theo yêu cầu sử dụng, mốc có thể bằng
gỗ hoặc sắt. Trên mật mốc thường đóng đinh hoặc khắc vạch chữ thập để đánh dấu vị trí điểm đường chuyền.
Công tác đo đạc đường chuyền kinh vĩ gồm có việc đo góc và đo độ dài.
1- Đo góc bằng của đường chuyền:
Khi đo các góc bằng của đường chuyền, có thể đo toàn bộ góc phải hay toàn bộ góc bên trái đường
chuyền theo hướng tiến khi đo.
Tuỳ theo yêu cầu độ chính xác và loại máy kinh vĩ mà chọn phương pháp đo và số lần đo.
Nếu yêu cầu nối với toạ độ nhà nước, phải tìm được mốc khống chế của nhà nước để chuyền toạ độ đến.
Nếu khu vực đo độc lập, phải đo góc định hướng của cạnh đầu đường chuyền. Cạnh đầu có thể đo
bằng quan sát thiên văn hoặc kim từ theo yêu cầu. 2- Đo độ dài cạnh:
Độ dài cạnh đường chuyền kinh vĩ đo bằng thước thép.
Tuỳ theo yêu cầu độ chính xác để xác định số lần đo cho thích hợp. Nói chung mỗi cạnh ít nhất phải
đo hai lần (đo đi và đo về).
Sai số tương đối yêu cầu: ΔS ≤ 1
- Đối với đường chuyền chính: S 2000 ΔS ≤ 1
- Đối với đường chuyền phụ: S 1000
Trong đó: ΔS là hiệu số hai lần đo.
S - là độ dài trung bình của hai lần đo.
Nếu đường chuyền phải băng qua sông, không đo được độ dài cạnh trực tiếp, thì phải đo gián tiếp
bằng cách đo độ dài cạnh a và b ở một bờ sông và đo các góc trong tam giác do đó tính được độ dài cạnh đường chuyền AB.
Các phương pháp định hướng bản đồ ngoài thực địa
Định hướng bản đồ: + Theo địa bàn
Để bản đồ ở vị trí nằm ngang, đặt địa bàn lên bản đồ để cho đường chuẩn Bắc Nam của mặt địa bàn
trùng với một đường khung Tây hoặc khung Đông của bản đồ. Xoay bản đồ cùng địa bàn sao cho đầu Bắc
kim nam châm chỉ vào vạch tương ứng với trị số của góc lệch nam châm trên mặt địa bàn (góc lệch nam
châm lấy ở sơ đồ góc hướng nằm phía nam của tờ bản đồ). Như vậy bản đồ đã được định hướng. Nếu góc
lệch nam châm ghi trên bản đồ nhỏ dưới 3o, thì không cần để ý tới vì ngay độ sai của đọc kim địa bàn
cũng lớn hơn trị số góc lệch. Khi xoay chuyển bản đồ cần chú ý không được làm mất tính chất cố định
của bản đồ với địa bàn, nghĩa là luôn luôn đường chuẩn Bắc Nam của mặt địa bàn phải trùng với khung
dọc của bản đồ.
+ Theo địa vật dạng tuyến
Đứng trên một địa vật dài thẳng nào đó như bờ sông đào, đường cái, mép rừng... ví dụ đứng trên một con
đường nhựa thẳng. Khi định hướng bản đồ phải xoay bản đồ sao cho kí hiệu đường nhựa vẽ trên bản đồ
trùng với hướng đường nhựa trên thực địa. Sau đó kiểm tra bên phải và bên trái đường nhựa xem các địa
vật khác xung quanh có nhất trí với các kí hiệu địa vật tương ứng vẽ trên bản đồ không? Nếu nhất trí thì
bản đồ đã được đặt đúng hướng, nếu không nhất trí có nghĩa là bản đồ bị đặt ngược, khi đó phải xoay bản
đồ lại một góc 180o mới đúng hướng.
+ Theo địa vật dạng điểm
Trường hợp không có địa bàn hoặc không gặp mọt địa vật dài thẳng, phải dùng cách định hướng này.
Trên thực địa, đứng cạnh một địa vật nào đó chẳng hạn như một ụ đất, cây độc lập ... ta nhìn ra một địa
vật khác cách ta từ 3 hay 4 km trở lên. Trên bản đồ tìm ra 2 ký hiệu chỉ vật ta đứng và vật ta nhìn, dùng
thước thẳng hoặc cạnh bút chì nối liền 2 ký hiệu đó lại với nhau. Cố định thước hoặc bút chì với bản đồ
rồi xoay bản đồ sao cho hướng của thước hoặc bút chì trùng với hướng ngắm giữa 2 địa vật trên thực địa.
Cuối cùng kiểm tra như cách nói trên, nếu thấy các địa vật khác tương ứng với ký hiệu của nó ở bên phải
hay bên trái hướng ngắm. Như vậy bản đồ đã được định hướng đúng.