Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục các kỳ hiệu, các chữ viết tắt Danh mục các bảng Danh mục các hình vẽ, đồ thị LỜI CAM ĐOAN 1 MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH 3 1.1.Bản đồ địa chính 3 1.1.1.Khái niệm bản đồ địa chính 3 1.1.2.Mục đích, yêu cầu thành lập bản đồ địa chính 4 1.1.3.Các yếu tố cơ bản của bản đồ địa chính 4 1.1.4.Nội dung của bản đồ địa chính. 6 1.1.5.Cơ sở toán học của bản đồ địa chính 7 1.1.6.Yêu cầu độ chính xác của bản đồ địa chính 11 1.1.7.Ký hiệu bản đồ địa chính 13 1.2.Khái quát quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa chính 14 1.2.1.Các phương pháp thành lập bản đồ địa chính 14 1.2.2.Quy trình thành lập bản đồ địa chính bằng phương pháp đo vẽ trực tiếp ở thực địa 16 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN HỆ THỐNG GNSS VÀ CÔNG NGHỆ GNSS RTK 17 2.1. Tổng quan hệ thống GNSS 17 2.1.1. Các hệ thống GNSS cơ bản 18 2.1.2. Tín hiệu và dữ liệu 23 2.1.3. Tọa độ và hệ quy chiếu 29 2.1.4. Các nguồn sai số xác định vị trí 31 2.1.5. Các phương pháp đo GNSS 36 2.2. Công nghệ GNSS RTK 37 2.2.1. Khái niệm GNSS RTK 37 2.2.2. Kỹ thuật đo GNSS RTK 38 2.2.3. Thiết bị đo GNSS RTK 39 2.2.4. Ưu, nhược điểm của kỹ thuật đo GNSS RTK 40 2.2.5. Khả năng ứng dụng công nghệ GNSS RTK trong đo đạc 40 Chương 3: THỰC NGHIỆM 42 3.1. Khái quát khu đo 42 3.1.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên 42 3.1.2. Đặc điểm kinh tế xã hội 43 3.1.3. Hiện trạng tư liệu hiện có 44 3.1.4. Thuận lợi, khó khăn 45 3.2. Quy trình thực nghiệm 46 3.2.1. Xây dựng lưới khống chế bằng công nghệ GNSS đo tĩnh (Static) 46 3.2.2. Xác định ranh giới mốc giới 52 3.2.3. Đo đạc bằng công nghệ GNSS RTK 53 3.2.4. Phun điểm, số hóa bản đồ 76 3.2.5. Số hóa, biên tập bản đồ 78 3.2.6. Bản đồ hoàn chỉnh 86 3.2.7. Ưu việt của công nghệ GNSS RTK so với công nghệ truyền thống. 87 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90
LỜI CAM ĐOAN Trong đồ án có tham khảo tài liệu nước nước, ghi chú, thích đầy đủ Tơi xin đảm bảo kết trình nghiên cứu thân tơi thực Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Tác giả đồ án Trần Văn Trình MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục kỳ hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT, KÝ HIỆU TIẾNG ANH GNSS (Global Navigation Satellite System) GPS (Global Positioning System) GLONASS (Global Navigation Satellite System) GALILEO COMPASS VN – 2000 GNSS RTK( Global Navigation Satellite Systems Real time Kinematic) WGS 84 (World Geodetic System 1984) Base Rover BĐĐC UTM (Universal Tranverse Mercator) MEO (Medium Earth Orbit) QZSS (Quasi-Zenith Satellite System) IRNSS (Indian Regional Navigation Satellite System) DORRIS (Doppler Orbitography and Radiopostioning Integrated by Satelite) PRARE (Precise Range And RangeRate Equipment) PDOP( Position Dilution of Precision) TDOP( Positional Dilution of Precision) HDOP( Horizontal Dilution of Precision) V DOP (Vertical Dilution of Precision) G DOP (Geometric Dilution of Precision) Hệ thống vệ tinh dẫn đường Hệ thống định vị Mỹ Hệ thống định vị Nga Hệ thống định vị Châu Âu Hệ thống định vị Trung Quốc Hệ tọa độ quốc gia ViệtNam Định vị động thời gian thực Hệ trắc địa quốc tế Trạm động Trạm tĩnh Bản đồ địa Thời gian quốc tế phối hợp Quỹ đạo trung bình Hệ thống định vị Nhật Bản Hệ thống định vị Ấn Độ Hệ thống định vị Pháp Hệ thống định vị Đức Chỉ số phân tán độ xác vị trí điểm Chỉ số phân tán độ xác thời gian Chỉ số phân tán độ xác mặt phẳng Chỉ số phân tán độ xác thời gian Chỉ số phân tán độ xác hình học DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VE MỞ ĐẦU Hệ thống GNSS hệ thống định vị, đẫn đường triển khai vào năm 70 kỷ 20 Ban đầu ứng dụng quân sau ứng dụng mặt đời sống kinh tế, xã hội … đặc biệt ngành Trắc Địa - Bản Đồ Với công nghệ GNSS giai đoạn đo đạc thành lập đồ rút ngắn kể giúp giảm bớt chi phí, nhân cơng, thời gian tổ chức sản xuất Trắc Địa Bản Đồ Cùng với thời gian hệ thống GNSS ngày phát triển hồn thiện xác, hiệu Cùng với phương pháp đo động xử lý tức thời định vị độ xác cao ứng dụng Trắc Địa Bản Đồ Cơng tác đo đạc đồ địa chủ yếu phương pháp toàn đạc điện tử, nhiên phương pháp áp dụng cho khu vực nhỏ, gặp nhiều khó khăn đo đạc khu vực rừng núi, đất sản xuất nông nghiệp yêu cầu thông hướng Không hiệu phương pháp GNSS RTK đất sản xuất nông nghiệp điều kiện bị che khuất tầm nhìn Với ưu điểm phương pháp GNSS RTK không cần thông hướng, độ xác cao, đo nhanh … hồn tồn áp dụng đo đạc đồ địa khu vực đất nơng nghiệp Với mục tiêu tìm hướng sản xuất Trắc Địa Bản Đồ công nghệ GNSS em định lựa chọn đề tài: Ứng dụng công nghệ GNSS RTK thành lập đổ địa tỉ lệ 1:1000 khu vực đất sản xuất nông nghiệp xã Xuân Quang, huyện Tam Nông, tỉnh Phú Thọ Đề tài cho thấy ưu nhược điểm phương pháp GNSS RTK với cơng nghệ truyền thống Nội dung trình bày chương: Chương 1: Tổng quan đồ địa Chương 2: Tổng quan hệ thống GNSS cơng nghệ GNSS RTK Chương 3: Thực nghiệm Để hồn thiện đồ án thân em không ngừng học tập, tìm hiểu qua sách báo internet Trong trình thực hiện, em nhận giúp đỡ thầy cô giáo, đặc biệt thầy giáo Th.s Nguyễn Tiến Hiệp – người hướng dẫn, bảo tận tình em suốt thời gian qua Mặc dù cố gắng xong thời gian kiến thức hạn chế nên nội dung đồ án chắn khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong bảo thầy cô giáo để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Sinh viên thực Trần Văn Trình CHƯƠNG I: TỔNG QUAN BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH 1.1 1.1.1 Bản đồ địa Khái niệm đồ địa Bản đồ địa (BĐĐC) đồ biên tập, biên vẽ từ BĐĐC sở theo đơn vị hành cấp xã, đo vẽ bổ sung trọn đất, xác định loại đất theo yêu cầu thống kê chủ sử dụng đất mảnh đồ hoàn chỉnh phù hợp với số liệu hồ sơ địa BĐĐC thể xác vị trí, hình thể, diện tích, số loại đất theo chủ sử dụng, đáp ứng yêu cầu quản lý đất đai Nhà nước cấp xã, huyện, tỉnh Trung ương BĐĐC tài liệu hồ sơ địa chính, mang tính pháp lý cao phục vụ quản lý chặt chẽ đất đai đến đất, chủ sử dụng đất BĐĐC khác với đồ chuyên ngành thơng thường khác chỗ BĐĐC có tỷ lệ lớn phạm vi đo vẽ rộng khắp nơi toàn quốc BĐĐC thường cập nhật thay đổi hợp pháp đất đai, cập nhật hàng ngày cập nhật theo định kỳ Hiện hầu hết quốc gia giới, người ta hướng tới xây dựng BĐĐC đa chức BĐĐC cịn có tính chất đồ quốc gia Ngày phát triển khoa học công nghệ, kỹ thuật công tác thành lập đồ nói chung cơng tác thành lập BĐĐC nói riêng rút ngắn thời gian độ xác cao so với công nghệ thành lập đồ truyền thống Việc quản lý thông tin, đối tượng đồ dễ dàng có hỗ trợ phần mềm đồ họa như: AutoCad, MapInfor, Microstation… Bản đồ số file liệu ghi nhớ máy tính thể dạng hình ảnh giống đồ truyền thống hình máy tính Nếu sử dụng máy vẽ ta in đồ giấy giống đồ thông thường 1.1.2 Mục đích, yêu cầu thành lập đồ địa a Mục đích thành lập đồ địa - Đăng ký đất cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, cấp giấy chứng nhận quyền sở - hữu nhà quyền sử dụng đất Giao đất cho hộ gia đình, cá nhân tổ chức Thống kê, kiểm kê đất đai Xác nhận trạng theo dõi biến động quyền sử dụng đất Lập quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất, cải tạo đất, thiết kế cải tạo điểm dân cư, quy hoạch giao thông thủy lợi - Lập hồ sơ thu hồi đất cần thiết - Giải tranh chấp đất đai - Xây dựng sở liệu đất đai b Yêu cầu thành lập đồ địa Bản đồ địa thành lập phải tn thủ quy trình, quy phạm hành Đảm bảo độ xác, tỷ lệ đồ thích hợp, thể đầy đủ nội dung theo yêu cầu công tác quản lý đất đai Bản đồ địa thành lập phải đảm bảo tính thống nhất, đạt yêu cầu chất lượng sử dụng thực tế Áp dụng công nghệ tin học việc biên tập in đồ địa 1.1.3 Các yếu tố đồ địa Yếu tố điểm: Điểm vị trí đánh đấu thực địa dấu mốc đặc biệt Trong thực tế mốc trắc địa, điểm đặc trưng đường biên đất, điểm đặc trưng địa vật, địa hình Các điểm ranh giới đất có ý nghĩa đặc biệt việc xác định chủ quyền đất đai nên thiết phải đóng cọc làm dấu cách xác giữ ổn định lâu dài Tùy theo điều kiện thực tế mà người ta sử dụng loại cọc như: cọc đá, cọc sắt, cọc bê tơng có gắn dấu sứ, cọc tre … để đánh dấu điểm ranh giới đất Yếu tố đường: Đó đoạn thẳng, đường thẳng, đường cong nối qua điểm thực địa Đối với đoạn thẳng cần xác định quản lý hai điểm đầu cuối, từ tọa độ tính chiều dài phương vị đoạn thẳng Đối với đường gấp khúc cần quản lý điểm đặc trưng nó, đường cong có dạng hình học quản lý yếu tố đặc trưng, ví dụ: cung trịn xác định quản lý điểm đầu, cuối bán kính Tuy nhiên đo đạc địa thường xác định đường cong cách chia nhỏ cung cong tới mức đoạn coi đoạn thẳng, đường cong xác định quản lý đường gấp khúc Thửa đất: Đó yếu tố đơn vị đất đai, đối tượng chủ yếu quản lý đất đai, thể hồ sơ địa Thửa đất mảnh đất tồn thực địa có vị trí, hình thể, diện tích xác định, giới hạn đường bao khép kín, thuộc chủ sở hữu chủ sử dụng định Trong đất có loại đất Ranh giới đất thực địa đường cong, bờ ruộng, tường xây, hàng rào … Các điểm ranh giới hay điểm góc đánh dấu mốc theo quy ước chủ sử dụng đất Các yếu tố đặc trưng đất điểm góc thửa, chiều dài cạnh diện tích Trên đồ địa tất xác định vị trí, ranh giới, diện tích Mọi đất đặt tên, tức gán cho số hiệu địa chính, số hiệu thường đặt theo số thứ tự tờ đồ địa Ngồi ra, đất cịn có yếu tố tham chiếu khác địa ranh khu đất, xứ đồng, địa thôn, xã, đường phố Số hiệu đất địa danh đất yếu tố tham chiếu quan trọng giúp cho việc nhận dạng phân biệt đất với đất khác phạm vị địa phương quốc gia Về nguyên tắc, thay đổi hình thể, diện tích đất đương nhiên kéo theo hủy bỏ số hiệu cũ việc thiết lập tương ứng số hiệu cho đất hình thành từ việc thay đổi Thửa đất phụ: Trên đất lớn tồn nhỏ có đường ranh giới phân chia khơng ổn định, có phần sử dụng vào mục đích khác nhau, chí thường xuyên thay đổi chủ sử dụng đất Loại nhỏ gọi đất phụ hay đơn vị phụ tính thuế Lơ đất: Đó vùng đất gồm nhiều đất, nhiều lô đất Thông thường lô đất giới hạn địa vật đường, kênh mương, song ngòi … Đất đai chia lơ theo điều kiện địa lý có độ cao, độ dốc, theo điều kiện giao thông, thủy lợi, theo mục đích sử dụng hay loại trồng 10 Tiếp theo ta nối điểm theo đường ranh xác định trước H ình 3.50: Số hóa đối tượng đồ địa - Thủy hệ bao gồm sông, kênh, mương, ao, hồ ta vẽ level 30 màu Giao thông bao gồm loại đường nhựa, đường bê tông ta vẽ level 22 màu 3, - đường đất ta vẽ level 10 màu Ranh thửalà ranh đất ta vẽ level 10 màu Công tác nối điểm, nhập thông tin đất - Nhập thông tin đất bao gồm thông tin chủ sử dụng đất thông tin đất + Các thông tin chủ sử dụng đất nhập dạng texnote bao gồm Tên chủ sử dụng đất Địa Năm sinh Số chứng minh nhân dân Ngày cấp Nơi cấp 83 + Các thông tin đất gồm Mã loại đất Tên chủ sử dụng Địa danh Xứ đồng H ình 3.51: Chuẩn hóa đối tượng - Đường ranh giới tạo thành đường bao ln đảm bảo tính khép kín tuyệt đối toạ độ Sai Sai Đúng Đúng Sai - Các đường ranh giới không phép giao nhau, phải cắt đầu cuối đường (tại điểm nút NODE) Các đối tượng vùng khép kín (thửa đất) phải mơ tả theo mơ hình liệu Topology, không mô tả các đối tượng hình học dạng vùng Thửa đất xác định danh sách đường ranh giới tạo nên đường bao khép kín điểm nhãn đặc trưng cho đất H ình 3.52: Cắt Mảnh đồ địa 84 Chọn Bản đồ -> Bản đồ địa -> Tạo hồ sơ phân mảnh Trong hộp thoại tạo sơ đồ bẳng chắp chọn tỉ lệ 1:1000 sau click tạo sơ đồ chắp H ình 3.53: Tạo khung đồ Chọn Bản đồ -> Bản đồ địa -> Tạo khung đồ Trong hộp thoại Tạo khung đồ TMV.Map chọn Khung đồ địa chính, tỉ lệ 1:1000 chọn khung đồ click nơi cần tạo khung đồ 85 Sau file đồ địa sửa lỗi xong, phải chạy BUILD để tạo Topology cho đất gán liệu thuộc tính cho đường ranh giới đất, đất Sử dụng phần mềm TMV, windows -> tmv.map Tạo topology: Bản đồ -> quản lý đồ -> kết nối sở liệu đồ H ình 3.54: Chọn đơn vị hành cho mảnh đồ: Bản đồ -> chọn địa giới hành H ình 3.55:Sửa lỗi Sau chọn địa giới hành ta tạo topology cho đồ: Vào đồ -> topology -> tìm, sửa lỗi tự động Hộp thoại MRF clean xuất ta click chọn thơng số, sau hộp thoại thiết lập thông số xuất ta chọn dung sai, hộp thoại dung sai xuất ta chọn level 10 tolerance 0.01 sau click chọn set Sau quay lại hộp thoại MRF clean chọn thi hành 86 H ình 3.56: Sửa lỗi chọn Bản đồ -> Topology -> sửa lỗi Chọn Next để tìm sửa lỗi, sau sửa hết lỗi chọn Del all flag để xóa thơng báo H ình 3.57: Tạo topology: Vào sơ liệu đồ -> Topology -> tạo topology 87 88 Hình 3.58: Đánh số thửa: hộp thoại TMV.Map - Tạo topology chọn đánh số thửa, tong bảng đánh số ta đánh số từ chọn kiểu đánh zích zắc Hình 3.59: Gán liệu: hộp thoại TMV.Map - Tạo topology ta chọn Gán DL điền thơng tin thuộc tính đất 89 Hình 3.60: Vẽ nhãn thửa: Bản đồ -> Xử lý đồ -> Vẽ nhãn Ta chọn tỉ lệ đồ 1:1000, font chữ 154, level 13, số lẻ diện tích 90 H ình 3.61: Màn hình dán nhãn 91 3.2.6 Bản đồ hồn chỉnh Hình 3.62: Bản đồ hồn chỉnh 92 3.2.7 Ưu việt công nghệ GNSS RTK so với công nghệ truyền thống a Giảm thiểu nhân lực tối đa thực địa Với trạm tĩnh làm việc không giới hạn với trạm động, không cần đến người ghi sổ, người vẽ sơ đồ… Như phương pháp GNSS RTK cắt giảm nhân lực chi phí nhân lực so với phương pháp truyền thống b Tăng xuất lao động Với khả đo khoảng cách lớn, phải chuyển trạm Nên tốc độ đo phụ thuộc vào người đo địa hình thực địa c Giảm thời gian thi công thực địa Với công nghệ GNSS ta có nhiều trạm động lúc, nơi địa hình quang đãng, phẳng ngày ta đo hàng nghìn điểm chi tiết Do rút ngắn thời gian thi công ngoại nghiệp d Số liệu tin cậy Việc đo đạc, ghi số liệu thực hoàn toàn tự động triệt để sai số thô, sai số đọc máy Điểm đo chi tiết lưu trực tiếp vào máy, cụ thể, sai sót e Hiệu kinh tế cao Khơng cần lập lưới khống chế sử dụng phương pháp GNSS RTK giảm bớt chi phí lớn, giảm bớt chí phí nhân cơng, thời gian thi công ngắn, tăng chất lượng sản phẩm 93 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết Luận Sau thời gian nghiên cứu, học hỏi hướng dẫn ThS : Nguyễn Tiến Hiệp thầy cô môn, đến hôm đồ án tốt nghiệp với đề tài : “ Ứng dụng công nghệ GNSS RTK thành lập đổ địa tỉ lệ 1/1000 khu vực đất sản xuất nông nghiệp xã Xuân Quang, huyện Tam Nơng, tỉnh Phú Thọ.” hồn thành Từ đồ án em rút số kết luận sau: Việc ứng dụng công nghệ GNSS RTK vào lĩnh vực trắc địa đem lại hiệu lớn việc thành lập đồ địa Với đặc tính cơng nghệ ưu việt mình, cơng nghệ GNSS khắc phục khó khăn thường gặp thành lập đồ địa hình phương pháp truyền thống, rút ngắn thời gian, khối lượng công việc, tăng hiệu kinh tê cho độ xác cao thành lập đồ địa khu vực đất sản xuất nơng nghiệp Ngoài việc đáp ứng hiệu kỹ thuật việc ứng dụng phương pháp đo sử dụng GNSS RTK đo vẽ đồ địa cịn thể ưu điểm vượt trội so với phương pháp đo vẽ đồ địa truyền thống như: - Thời gian đo thực địa rút ngắn; Sử dụng nhân lực giảm chi phí phải trả cho nhân lực đo thực địa; Đạt hiệu kinh tế cao tính ưu việt công nghệ, thời gian thi công rút ngắn giảm tối đa nhân lực Kiến nghị - Trong điều kiện nước ta đất nông nghiệp chiếm diện tích lớn đa phần đồ chưa đo vẽ quy nên kiến nghị áp dụng cơng nghệ GNSS nói chung cơng nghệ GNSS RTK nói riêng để thành lập lưới khống chế đo đạc - chi tiết thành lập đồ địa tỷ lệ lớn Có phương án thi cơng nhằm nâng cao độ xác vị trí điểm - nơi có tín hiệu yếu Với việc thành lập đồ địa cơng nghệ GNSS RTK ta bỏ qua công đoạn thành lập lưới đường truyền cấp I, II đo vẽ đồ địa tỉ lệ lớn 94 - Cần triển khai nghiên cứu ứng dụng kết phương pháp đo sử dụng GNSS RTK kết nối với phần mềm chuyên dụng kết nối liệu để truy xuất, quản lý cập nhật thay đổi theo hướng đại hóa 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đặng Nam Chinh, Đỗ Ngọc Đường, Định vị vệ tinh GPS, Hà Nội tháng 05 năm 2012 [2] Trần Hồng Quang, GNSSHệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu, Hà Nội 2013 [3] Bộ Tài Nguyên Môi Trường Thông tư 25 Quy định đồ địa chínhSố: 25/2014/TT-BTNMT 96