Đề tài Đánh giá các phương pháp thành lập bản đồ địa hình trong khảo sát thiết kế đường sắt

biến hiện nay là phương pháp toàn đạc với dụng cụ là máy toàn đạc điện tử. Phương pháp đo điểm thích hợp khi đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ lớn. 1. Phương pháp toàn đạc Là một trong những phương pháp thường được áp dụng để đo vẽ ở những nơi có diện tích không lớn và để thành lập bản đồ tỷ lệ lớn Trong phương pháp toàn đạc vị trí điểm chi tiết chủ yếu được xác định bằng phương pháp tọa độ cực mà trục cực là hướng I-II, đo góc cực  và khoảng cách cực S (Hình I-2) 9 P I II III IV C      1' 2' 3' 1 2 3 M' M S Hình I-2: Các phương pháp toàn đạc đo điểm chi tiết Dựa vào S và  ta sẽ chuyển được vị trí của các điểm chi tiết lên bản vẽ. Độ cao của điểm chi tiết được xác đinh bằng phương pháp đo cao lượng giác. Việc thành lập bản đồ địa hình bằng phương pháp toàn đạc được chia làm 2 giai đoạn: + Giai đoạn đo ngoài thực địa các giá trị góc bằng , góc đứng V và khoảng cách S gọi là công tác tác nghiệp. + Giai đoạn tính trong phòng các giá trị khoảng cách ngang S độ chênh cao h va độ cao H góc bằng , vẽ các điểm chi tiết lên bản vẽ. * Trình tự thực hiện đối với dụng cụ là máy kinh vĩ+ mia đứng: - Công tác chuẩn bị + Thành lập lưới khống chế đo vẽ. + Đặt máy vào điểm trạm đo (là điểm khống chế đo vẽ). Sau khi định tâm, cân bằng máy, xác định giá trị MO. + Đo chiều cao máy (i) bằng thước hoặc mia. + Định hướng ban đầu 00 o về điểm khống chế lân cận (vị trí bàn độ trái). - Đo các yếu tố điểm chi tiết 10 + Người cầm mia: dựng mia lên điểm chi tiết cần đo + Người đứng máy: quay máy đến ngắm mia đặt ở điểm chi tiết. Tại mỗi điểm chi tiết tiến hành các thao tác: + Đọc số trên mia theo dây trên, dây giữa, dây dưới. + Đọc số trên vành độ ngang. + Đọc số trên vành độ đứng. Kết quả đo ghi vào sổ. Để tránh trùng lặp hoặc bá sót cần phải phân vùng cho các trạm đo. Tuy nhiên giữa các trạm đo cần phải “đo chờm” để kiểm tra. Cùng với công tác đọc số cần vẽ phác sơ đồ vị trí điểm khống chế, điểm chi tiết để tránh nhầm lẫn khi đo vẽ bản đồ. - Tính toán Tính tọa độ và độ cao các điểm khống chế. Tính khoảng cách nằm ngang từ máy đến điểm chi tiết: S = K.n.cos 2 V (I-1) Tính độ chênh cao của các điểm chi tiết so với trạm máy. liVnKh  2sin.. 2 1 (I-2) Tính độ cao các điểm chi tiết: Hi=Hmáy+ h (I-3) - Vẽ bản đồ + Chấm các điểm khống chế theo phương pháp tọa độ vuông góc. + Chuyển các điểm chi tiết theo phương pháp tọa độ cực và vẽ đường đồng mức. + Hoàn thiện bản đồ. * Trình tự thực hiện đối với dụng cụ là máy toàn đạc điện tử (TĐĐT): - Công tác chuẩn bị + Đặt máy TĐĐT vào vị trí, thực hiện các thao tác dọi tâm, cân máy, đo chiều cao máy. 11 + Định hướng về điểm lưới khống chế gần nhất bằng thao tác trên bàn phím của máy. - Đo các yếu tố, vẽ điểm chi tiết Dựng gương tại các điểm chi tiết, người đứng máy ngắm gương và ấn phím chứng năng để đo và ghi dữ liệu, thời gian đo và ghi dữ liệu cho mỗi điểm chi tiết tiến hành trong vài giây. - Trút dữ liệu và vẽ bản đồ Dữ liệu đo xong được trút sang máy tính theo 03 phương thức: + Sử dụng cáp chuyên dụng. + Sử dụng thẻ nhớ + Trút không dây Sau khi trút dữ liệu sang máy tính sử dụng phần mềm chuyên dụng để biên tập và thành lập bản đồ số. 2. Phương pháp tọa độ vuông góc Dùng khi đo vẽ địa vật gần lưới khống chế. Ví dụ cần đo vẽ một ngôi nhà gần cạnh II-III (hình I-2). Dùng dụng cụ đo góc vuông để xác định vị trí đỉnh góc vuông tại 1, 2, 3. Đo độ dài đoạn II-1; 1-2; 2-3; 1-1’; 2-2’; 3-3’. 3. Phương pháp giao hội góc Dùng để đo vẽ địa vật độc lập ở cách xa lưới khống chế. Ví dụ, cần đo vẽ gốc cây C (hình I-2). Đặt máy kinh vĩ tại I và II đo góc II -I- C = 1 và góc I- II- C = 2. 4. Phương pháp giao hội cạnh Dùng để đo vẽ địa vật gần lưới khống chế. Ví dụ cần đo vẽ góc bờ rào M (hình I-2) khi đã biết điểm IV và M’. Như vậy chỉ cần đo đoạn M’M và IVM. Thực tế khi đo điểm chi tiết cần áp dụng một cách linh hoạt, tuỳ theo địa hình và số người tham gia để tiến hành sao cho có lợi nhất. 5. Phương pháp dùng GPS 12 Nhiều quốc gia phát triển đã sử dụng GPS để thành lập bản đồ địa hình. Nguyên tắc là vị trí các điểm chi tiết được xác định bằng phương pháp đo GPS với thời gian đo mỗi điểm trong vài giây. Ưu điểm của phương pháp: Độ chính xác cao, chất lượng kết quả đo ít chịu ảnh hưởng do người đo. Có thể tiến hành trong nhiều điều kiện thời tết khác nhau. Không cần lập lưới khống chế đo vẽ. Nhược điểm của phương pháp: Yêu cầu cao về trình độ người đo, điều kiện thu tín hiệu GPS. 6. Phương pháp mặt cắt Nguyên tắc của phương pháp là dựa vào bản vẽ mặt cắt dọc và mặt cắt ngang của các công trình dạng tuyến để vẽ lên bản đồ địa hình. Trình tự như sau: 1. Vẽ mặt cắt dọc và mặt cắt ngang. 2. Dựa vào số liệu mặt cắt dựng được bản vẽ mặt bằng với điểm chi tiết được xác định theo mặt cắt dọc và mặt cắt ngang (Hình I-2). Hình I-2: Bản vẽ mặt bằng vẽ từ mặt cắt dọc và mặt cắt ngang 3. Kết hợp với các ghi chú trong quá trình đo vẽ để vẽ bản đồ địa hình (Hình I-3). 13 ao ao Hình I-2: Bản vẽ mặt bằng vẽ từ mặt cắt dọc và mặt cắt ngang Phương pháp này được sử dụng phổ biến khi đo vẽ bản đồ địa hình của các công trình dạng tuyến như tuyến đường, tuyến đê, kênh... I.3. BẢN ĐỒ SỐ I.3.1. Khái niệm Trước đây bản đồ thường được vẽ bằng tay trên giấy và cac vật liệu truyền thống, các thông tin được thể hiện nhờ các đường nét, màu sắc, hệ thống kí hiệu và các ghi chú. Ngày nay cùng với sự phát triển của các nghành điện tử tin học, sự phát triển của phần cứng máy tính, các thiết bị đo đạc, ghi tự động, các loại máy in, máy vẽ có chất lượng cao không ngừng được hoàn thiện. Công nghệ thông tin thực sự đó thâm nhập vào mọi lĩnh vực đời sông xa hội, đặc biệt là trong lĩnh vực quản lý nguồn tài nguyờn thiên nhiên đất đai. Sự ra đời của hệ thống thông tin địa lý Gis và hệ thống thông tin đất đai LIS đó tạo ra một bước ngoặt chuyển từ phương thức quản lý thủ công trước đây sang một phương thức mới, quản lý, xử lý dữ liệu trên máy tính, Bản đồ là một thành phần quan trọng, là một trong hai dạng dữ liệu cơ bản của một hệ thống thông tin địa lý. Các đối tượng địa lý được thể hiện trên bản đồ dựa trên mô hình toán học trong không gian 2 chiều hoặc 3 chiều. Bản đồ số có thể được hiểu như là một tập hợp có tổ chức được lưu 14 bằng các file dữ liệu, có thể thể hiện hình ảnh bản đồ giống như bản đồ truyền thông trên màn hình máy tính, có thể thông qua các thiết bị máy in, máy vẽ để in ra giấy như bản đồ thông thường. I.3.2. Các loại dữ liệu và mô hình cơ bản của bản đồ số - Cơ sở dữ liệu bản đồ được hình thành từ bốn dạng dữ liệu cơ bản: dạng điểm, dạng đường, dạng vùng và dạng chú giải, chú thích. + Số liệu dạng điểm như Point, cell, symbol là dạng số liệu đơn giản nhất. Chúng là những đối tượng vụ hướng chỉ có vị trí trong không gian không có chiều dài. + Số liệu dạng đường như Line, Arc, Polyline: Đường bao gồm cả các cung là các đối tượng 2 chiều, chúng không những có vị trí trong không gian mà cũng có cả độ dài. + Số liệu dạng vùng như Polygon, area: Vùng là các đối tượng hai chiều, chúng không những có vị trí, độ dài mà cũng có cả độ rộng + Số liệu dạng chú thích, mô tả - Các loại dữ liệu trên được lưu trữ trong 2 mô hình dữ liệu không gian cơ bản là mô hình vector và mô hình raster. + Mô hình vector: Trong mô hình Vector vị trí của các điểm, đường, đa giác đều được xác định chính xác. Vị trí của mỗi đối tượng được định nghĩa bởi một cặp tọa độ (X,Y) hoặc là một chuỗi các cặp tọa độ Một điểm được xác định bằng một cặp tọa độ. Một đường thực chất là tập hợp của các điểm được xác định bằng chuỗi các cặp tọa độ. Một vùng thực chất là tập hợp của các đường được khộp kín do đó được xác định bằng chuỗi các cặp tọa độ nhưng cặp tọa độ đầu và cuối là trùng nhau + Mô hình Raster: Là phương pháp đơn giản nhất để lưu trữ các dữ liệu số liệu không gian. Trong dạng mô hình này, các số liệu không gian được tổ chức thành các Pixel mỗi một điểm được mô tả bằng 1 Pixel mỗi đường được mô tả bằng chuỗi Pixel. Cấu trúc Raster ít phù hợp cho việc 15 biểu diễn các đường vì thường làm xuất hiện sự gấp khúc cho các đường, Một đa giác được biểu diễn bằng một nhóm pixel I.3.3. Đặc điểm của bản đồ số - Mỗi bản đồ số có một cơ sở toán học bản đồ nhất định như hệ quy chiếu, hệ tọa độ.... Các đối tượng bản đồ được thể hiện thống nhất trong cơ sở toán học này. Nội dung, mức độ chi tiết thông tin, độ chính xác của bản đồ số đáp ứng được hoàn toàn các yêu cầu như bản đồ trên giấy thông thường, nhưng hình thức đẹp hơn. Bản đồ số không có tỉ lệ như bản đồ thông thường. Kích thước, diện tích các đối tượng trên bản đồ số đúng bằng kích thước các đối tượng ngoài thực địa - Khi thành lập bản đồ số, các công đoạn thu thập dữ liệu, xử lý dữ lệu đòi hỏi kỹ thuật và tay nghề cao, tuân theo các quy định chặt chẽ về phân lớp đối tượng, cấu trúc dữ liệu, tổ chức dữ liệu..... Nếu thành lập bản đồ địa chính thì giữ nguyên được độ chính xác của số liệu đo đạc, không chịu ảnh hưởng của sai số đồ họa - Nghiên cứu đánh giá tình hình vừa khỏi quát vửa tỉ mỉ - Hạn chế lưu trữ bản đồ bằng giấy. Vì vậy chất lượng bản đồ không bị ảnh hưởng bởi chất liệu lưu trữ. Nếu nhân bản nhiều thì giá thành bản đồ rẻ hơn rất nhiều. - Chỉnh lý tái bản dễ dàng, nhanh chóng, tiết kiệm. - Bản đồ số có tính linh hoạt hơn hẳn bản đồ giấy thông thường, có thể dễ dàng thực hiện các công việc như: + Các phép đo tính khoảng cách, diện tích, chu vi....... + Xây dựng các bản đồ theo yêu cầu người sử dụng + Phân tích.xử lý thông tin để tạo ra các bản đồ chuyên đề rất khó có thể thực hiện bằng tay như bản đồ 3 chiều, nội suy đường bình đồ thành lập bản đồ độ dốc, chồng ghép bản đồ.... 16 + Bản đồ ra nhiều tỉ lệ khác nhau theo yêu cầu 1 cách dễ dàng nhanh chóng + Tìm kiếm thông tin theo yêu cầu + Ứng dụng công nghệ đa phương tiện, liên kết dữ liệu thông qua hệ thống mạng cục bộ, diện rộng, toàn cầu + Ứng dụng công nghệ mô phỏng I.3.4. Tổ chức dữ liệu bản đồ Các đối tượng của bản đồ số được tổ chức phân thành các lớp thông tin( layer,....). Phân lớp thông tin là sự phân loại logic các đối tượng của bản đồ sô dựa trên các tính chất, thuộc tính của các đối tượng bản đồ. Các đối tượng bản đồ được phân loại trong cùng một lớp là các đối tượng có chung một sô tính chất nào đó. Các tính chất này là các tính chất có tính đặc trung cho các đối tượng, Việc phân lớp thông tin ảnh hưởng trực tiếp đến nhận biết các loại đối tượng trong bản đồ số. Mỗi bản đồ số có tối đa 64 lớp khác nhau được đánh số từ 0 tới 63 hoặc được đặt tên riêng. Các lớp trong bản đồ có cùng một hệ tọa độ, cùng tỉ lệ, cùng hệ số thu phóng. Lớp là một thành phần của bản vẽ, có thể bật hoặc tắt trên màn hình. Khi tất cả các lớp được bật ta có bản đồ hoàn chỉnh Trong một lớp thông tin, các đối tượng chỉ thuộc vào một loại đối tượng hình học duy nhất: điểm, đường , vùng, hoặc chú giải, chú thích. Các đối tượng trong bản đồ có các thuộc tính: vị trí, lớp, màu sắc, kiểu đường nét, lực nét I.3.2. Các phương pháp thành lập bản đồ số 1. Các nguồn dữ liệu để thành lập bản đồ số bao gồm: - Số liệu đo đạc mặt đất bằng máy toàn đạc, toàn đạc điện tử, GPS.... 17 - Kết quả của quá trình đo đạc thường là các cặp tọa độ ( X,Y,Z) của các điểm đo hoặc các giá trị đo góc, khoảng cách từ trạm đến điểm đo và độ cao điểm đo. - Các loại bản đồ trên giấy, diamat, phim ảnh.... có sẵn( bản đồ có sẵn). Để thành lập, quản lý bản đồ số, dữ liệu từ các loại bản đồ có sẵn là một nguồn dữ liệu quan trọng và rẻ tiền nhất, chúng ta có thể sử dụng phương pháp sô hóa bản đồ để chuyển bản đồ vào máy tính. Tuy nhiên, để đảm bảo độ chính xác cho bản đồ số, các loại bản đồ nói trên phải đảm bảo 1 số yêu cầu như: bản đồ phải rừ ràng, không nhàu lát, không can vẽ hoặc photocopy lại nhiều lần..... - Ảnh hàng không và ảnh vệ tinh. Hiện nay phương pháp sử dụng ảnh hàng không, vệ tinh đang được nghiên cứu, sử dụng trong công tác thành lập bản đồ và phân tích không gian. Số liệu từ ảnh hàng không, vệ tinh phản ánh trung thực bề mặt của khu vực bay chụp tại thời điểm chụp ảnh. Tuy nhiên, tỷ lệ của bản đồ thành lập phải phù hợp với tỷ lệ chụp ảnh và độ phân giải ảnh. Phương pháp này rất có hiệu quả đối với việc thành lập bản đồ tỷ lệ vừa và nhỏ. Căn cứ vào số liệu thu thập được mà ta có các phương pháp thành lập như sau: 2. Thành lập bản đồ số từ số liệu đo đạc - Số liệu đo đạc được lưu trữ trong bộ nhớ của máy. Các số liệu này được truyền vào máy tính thông qua các phần mềm chuyên dụng(SDR, FAMIS, ITR....). Sau đó, nhờ các chức năng của phần mềm, các điểm đo được hiển thị trên màn hình máy tính, Căn cứ vào sơ đồ nối, chúng ta có thể thành lập được bản đồ số bằng phương pháp nối bằng tay hoặc nối tự động. - Số liệu đo đạc được ghi sổ theo phương pháp truyền thống. 18 Đầu tiên, số liệu đo đạc được nhập vào máy tính bằng tay dưới dạng các file số liệu lưu trữ điểm đo. Cấu trúc file dữ liệu lưu trữ điểm đo phụ thuộc vào phần mềm sử dụng. Sau đó, phương pháp thành lập bản đồ hoàn toàn tương tự như phương pháp trên. - Số liệu từ GPS Để nhận loại dữ liệu này chúng ta sử dụng các phần mềm chuyên dụng nhập dữ liệu từ GPS, các phần mêm này có thể là mapinfo, Mapsuorce..... Dữ liệu từ GPS sau khi truyền vào máy tính thường là các cặp tọa độ. Sử dụng các phần mềm chuyên dùng lập bản đồ hoặc các phần mềm GIS để lập bản đồ số như Famis, Mapinfo, Arcview....... 3 Số hóa bản đồ Đối với nguồn dữ liệu bản đồ có sẵn, dùng phương pháp số hóa bản đồ để xây dựng cơ sở dữ liệu bản đồ. Trước khi số hóa bản đồ thì phải có một sự chuyển đổi giữa tọa độ của các đối tượng trên bản đồ vơi tọa độ của máy tính. Sự chuyển đổi này được thực hiện thông qua hệ thống các điểm kiểm soát. Thông thường chúng ta thường dùng 5 điểm kiểm soát, 4 điểm ở 4 góc khung trong tờ bản đồ, điểm thứ 5 ở giữa dùng để kiểm soát sai số. Đối vơi mỗi điểm kiểm soát này ta phải xác đinh được chính xác tọa độ của nó, và nhập vào máy tính thông qua bàn phím. Bằng cách so sánh các tọa độ này, chương trình máy tính sẽ tính toán được tọa độ thực chất cho tất cả các đối tượng trên bản đồ và như vậy cho phép chúng ta lưu trữ các tọa độ thực của chúng. Khi số hóa bản đô, tại vị trí của các đường cắt nhau chúng ta phải tao cho nó một điểm nút để tránh các lỗi xảy ra trong quá trình số húa - Số hóa bằng bản đồ số Digitizer: Đây là phương pháp để thu nhập bản đồ vào máy tính. Tờ bản đồ cần số hóa được đặt áp sát vào bề mặt của bàn Digitizer, và con chuột dùng để scan các đối tượng trên bản đồ. Trong bàn số thường dùng một lưới các dây mịn gắn chặt vào trong bàn. Dây thẳng đứng ghi tọa độ X và dây nằm 19 ngang sẽ ghi tọa độ Y của bàn số. Một bàn số thường có một hình chữ nhật ở giữa gọi là vùng hoạt động và phần nằm ngoài danh giới hình chữ nhật gọi là vùng liệt và các tọa độ không được ghi ở vùng này. Góc thấp nhất bên trái của vùng hoạt động có tọa độ X=0 và Y=0. vì vậy bản đồ cần phải được đặt trong vùng hoạt động của bàn số. Con chuột của bàn số thường có 4 nút hoặc 16 nút dùng để điều khiển chuong trình của bàn số húa. Khi một nỳt của con chuột thường là nút góc cao trái được ấn thì một dấu hiệu điện tử được truyền tới vị trí của chữ thập và cảm ứng xuống bàn số. Vị trí này được cố định bằng một cặp dây thẳng đúng và dây nằm ngang. Như vậy một cặp tọa độ ở trong bản đồ số được ghi nhận và gửi đến máy tính. Việc dùng bàn số hóa yêu cầu người số hóa phải có kĩ năng số hóa cao, để có thể tránh các lỗi khi số hóa, đem lại độ chính xác cho abnr đồ. Hiện nay, phương pháp này thường ít được sử dụng vì các lý do: độ chính xác của bản đồ không cao, không hiệu quả về mặt time, sẽ khó khăn khi số hóa các bàn đồ phức tạp. Bản đồ sau khi số hóa sẽ là một bản đồ dạng vector - Dùng máy quét Scanner để quét bản đồ, phim ảnh với tốc độ phân giải thích hợp( thường dùng 300-500 DPI). Sản phẩm là một ảnh bản đồ dạng raster. Sử dụng các phần mêm chuyên dụng số hóa các đối tượng hình ảnh bản đồ trên màn hình máy tính. Phương pháp này được sử dụng rộng rói vì nú có các ưu điểm sau: Tận dụng được các chức năng đồ họa sẵn có của phần mềm như phóng to, thu nhở và một số chức năng hỗ trợ cho quá trình số húa khác, độ chính xác bản đồ cao hơn và tiết kiêm đáng kể thời gian số hóa. Điển hình của các phần mềm số húa bán tự động bản đồ là hệ thống phần mềm Mapping office của tập đoàn intergraph. Hiện nay trên thị trường Việt Nam xuất hiện một số phần mêm tự động Vector hóa. Tuy nhiên hiện nay do giá thành cũn tương đối cao và sản phẩm Vector hóa chất lượng chưa cao, phô thuộc nhiều vào chất lượng bản 20 đồ gốc nên các phần mềm này chưa được sử dụng phổ biến. Vì vậy phương pháp chủ yêu để số hóa bản đồ là phương pháp số hóa bán tự động 4. Thành lập bản đồ từ ảnh viễn thám: Khái niệm: Viễn thám là một khoa học và công nghệ mà nhờ nó các tính chất của vật thể quan sát được xác định, đo đạc hoặc phân tích mà không cần tiếp xúc trực tiếp với chúng. - Các hệ thống thiết bị chính của vệ tinh viễn thám bao gồm: + Hệ thống kiểm tra theo dừi tuyến bay + Hệ thống kiểm tra hoạt động của vệ tinh + Hệ thống thu nhận số liệu Các loại vệ tinh đó được sử dụng: vệ tinh Landsat( có 7 vệ tinh từ landsat 1 tời 7) đó được phóng lên) Vệ tinh Landsat bay ở độ cao 705km, mỗi cảnh có độ phủ là 185km x 170km với chu kì chụp lặp là 16 ngày. có thể núi đây là bộ cảm quan trọng nhất trong việc nghiên cứu tài nguyên và môi trường. - Vệ tinh Spot: bay ở độ cao 832km với chu kì lặp lại là 23 ngày. Mỗi cảnh có độ phủ là 60x60 km. Tư liệu spot được sử dụng nhiều không chỉ cho việc nghiên cứu tài nguyên mà cũn sử dụng cho công tác bản đồ và quy hoạch. - Vệ tinh terra: do Nhật phóng ngày 18/12/99. là một vệ tinh nằm trong dự án ESO của Nasa. Độ cao từ 700-737km. Ảnh aster của vệ tinh có 14 band phổ, từ nhìn thấy đến hồng ngoại nhiệt. Độ phân giải ảnh aster là 15m trong vùng nhìn thấy và cận hồng ngoại, 30m ở vựng hông ngoại và 90m vựng hồng ngoại nhiệt. Chu kì lặp là 16 ngày, mỗi cảnh rộng 60x60km. đến 5/2/2003 vệ tinh này đó chụp được khoảng 560 ngàn cảnh phủ trùm 4 lần trái đất. Ảnh vệ tinh ngày càng được ứng dụng nhiều ở VN. Trước tiên ảnh có độ phân giải cao hơn ảnh Landsat, số lượng kênh phổ lớn, giá cả chấp nhận được, phù hợp với những nghiên cứu ở VN 21 CHƯƠNG II PHƯƠNG PHÁP ĐO VẼ BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH PHÙ HỢP TRONG KHẢO SÁT ĐƯỜNG SẮT II.1. ĐẶC ĐIỂM CÔNG TÁC THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH TRONG KHẢO SÁT ĐƯỜNG SẮT II.1.1. Đặc điểm chung Bản đồ địa hình trong khảo sát đường sắt cũng như bản đồ địa hình thông thường phải tuân thủ các yêu cầu bắt buộc như: - Tỷ lệ bản đồ phù hợp với mục đích thành lập - Độ chính xác về địa hình địa vật. - Độ chính xác mô hình số địa hình trong trường hợp thành lập bản đồ số. - Hệ tọa độ của bản đồ thống nhất và có thể tính chuyển về hệ toạ độ mong muốn. II.1.2. Đặc điểm bản đồ địa hình trong khảo sát đường sắt Bản đồ địa hình thành lập trong khảo sát đường sắt có các đặc điểm chính sau: - Bản đồ địa hình phục vụ cho công tác xác định hướng tuyến, vị trí tuyến. Bản đồ phải thể hiện trên khu vực rộng, có tính bao quát để có thông tin lựa chọn hướng và vị trí tuyến đường sắt thiết kế. Do vậy tỷ lệ bản đồ thích hợp là tỷ lệ vừa và nhỏ. - Bản đồ địa hình dọc tuyến: Phạm vi bản đồ thể hiện dọc theo tuyến đường sắt đã được xác định, chiều rộng đo không lớn (vài chục mét), chiều dài kéo dài theo chiều dài tuyến. Bản đồ này phục vụ cho công tác thiết kế chi tiết tuyến đường, do vậy tỷ lệ bản đồ thích hợp là tỷ lệ lớn. - Bản đồ địa hình các vị trí đặc biệt. Các vị trí đặc biệt cần thể hiện riêng như: vị trí cầu, nút giao, vị trí cần xử lý đặc biệt. Đặc điểm là phạm vi đo rộng cả hai phương, mức độ chi tiết của bản đồ rất cao, tỷ lệ bản đồ thích hợp là tỷ lệ lớn. 22 - Bản đồ địa hình các tuyến đường sắt đô thị Đặc điểm của đường sắt đô thị là đi qua khu dân cư có mật độ rất đông đúc, rất nhiều địa vật như nhà cửa và các công trình xây dựng hiện hữu. Yêu cầu đối với bản đồ địa hình phải thể hiện rất chính xác cả về địa vật và địa hình, các công trình ngầm, mức độ chi tiết của bản đồ rất cao, đặc biệt phải khớp nối với quy hoạch xây dựng và các dự án đang và sẽ triển khai của thành phố. Tỷ lệ bản đồ thích hợp tỷ lệ lớn II.2. PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH PHÙ HỢP TRONG KHẢO SÁT ĐƯỜNG SẮT II.2.1. Trong trường hợp cải tạo các tuyến đường sắt hoặc xây dựng các tuyến đường sắt có tốc độ thấp. Đặc điểm chung khi cải tạo các tuyến đường sắt cũ và xây dựng mới các tuyến đường sắt có tốc độ thấp là hướng tuyến đã được xác định hoặc xác định trực tiếp trên thực địa. Trong nội dung khảo sát phải đo vẽ mặt cắt dọc và mặt cắt ngang tuyến đường  Nên sử dụng phương pháp mặt cắt để thành lập bản đồ địa hình. II.2.2. Trong trường hợp xây dựng mới các tuyến đường sắt có tốc độ cao. Đặc điểm của công tác khảo sát trong trường hợp này là hướng tuyến không thể xác định trực tiếp trên thực địa do cánh tuyến rất dài. Do vậy hướng tuyến phải xác định trên bản đồ địa hình, các số liệu mặt cắt dọc và mặt cắt ngang thường xác định trực tiếp trên bản đồ địa hình hoặc từ bố trí tuyến đường sắt từ bản đồ ra thực địa sau đó tiến hành đo vẽ mặt cắt dọc và mặt cắt ngang tuyến đường phục vụ công tác thiết kế. Tùy theo giai đoạn khảo sát thiết kế mà chúng ta cần có bản đồ địa hình tỷ lệ khác nhau. Cụ thể: - Giai đoạn lập Báo cáo đầu tư và thiết kế sơ bộ: Lúc này hướng tuyến đòi hỏi tính tổng quát cao, bản đồ địa hình sử dụng là bản đồ có tỷ lệ vừa (1/10000, 1/5000). 23 - Giai đoạn lập thiết kế kỹ thuật và thiết kế bản vẽ thi công: Do yêu cầu chi tiết của đồ án thiết kế. Bản đồ địa hình thành lập là bản đồ có tỷ lệ lớn (1/2000, 1/1000, 1/500). Do vậy tùy theo giai đoạn khảo sát thiết kế chúng ta sẽ lựa chọn phương pháp thành lập bản đồ địa hình phù hợp. Cụ thể như sau: 1. Giai đoạn Báo cáo đầu tư và thiết kế sơ bộ Với tỷ lệ bản địa hình cần thành lập là 1/10000 đến 1/5000 thì phương pháp thành lập bản đồ địa hình thích hợp nhất là phương pháp đo ảnh hàng không hoặc ảnh vệ tinh. - Đo ảnh hàng không: Đo ảnh hàng không hiện nay khó thực hiện do chỉ cố một số đơn vị có chức năng và thiết bị chuyên dụng. Dịch vụ đo ảnh hàng không ở Việt Nam chưa phát triển. Ảnh hàng không dưới dạng số chỉ cung cấp cho một số đơn vị theo quy định của Bộ Tài nguyên môi trường. - Đo ảnh vệ tinh: Ảnh vệ tinh thương mại hiện nay rất phổ biến với dịch vụ tốt, thời gian thực hiện nhanh chóng. Chúng ta có thể đặt hàng mua bản đồ ảnh vệ tinh qua mạng Internet hoặc qua các đại lý cung cấp tại Việt Nam, tỷ lệ bản đồ địa hình thành lập từ ảnh vệ tinh đạt tới 1/5000. Giá thành rẻ hơn nhiều so với phương pháp khác, thời gian nhận được sản phẩm rất ngắn (khoảng vài ngày). Khi thành lập bản đồ địa hình với tỷ lệ 1/5000 thì đây là phương pháp rất hiệu quả cả về giá thành và thời gian thực hiện. Cũng là phương pháp rất phù hợp với trình độ kỹ thuật của cán bộ kỹ thuật ngành GTVT. Đây là phương pháp rất phù hợp. - Phương pháp kết hợp: Phương pháp này dựa trên bản đồ địa hình tỷ lệ nhỏ đã có (phổ biến là bản đồ tỷ lệ 1/25000 có trên phạm vi toàn quốc). Kết hợp với các phương pháp đo điểm để tăng tỷ lệ bản đồ địa hình lên tỷ lệ mong muốn. Tuy nhiên để thực hiện được chúng ta phải có bản đồ địa hình tỷ lệ nhỏ ở dạng số (thường phải số hóa lại bản đồ 1/25000). Phương pháp này tương đối phức tạp vì liên quan tới công tác khớp nối hệ 24 tọa độ, chồng ghép các mảnh bản đồ…Là phương pháp khó khăn đối với cán bộ kỹ thuật ngành GTVT. 2. Giai đoạn lập TKKT và TKBVTC. Ở giai đoạn này hướng tuyến đường sát đã được xác định. Mục tiêu của công tác đo vẽ là đo vẽ bản đồ địa hình dọc tuyến với độ chính xác cao và tỷ lệ đo vẽ lớn. Phương pháp thành lập bản đồ địa hình thích hợp là phương pháp đo điểm. Các phương pháp có thể lựa chọn. - Phương pháp toàn đạc: - Phương pháp mặt cắt. - Phương pháp GPS. a. Phương pháp toàn đạc Ưu điểm: Thực hiện dễ dàng, đặc biệt với dụng cụ là máy toàn đạc điện tử. Năng suất đo rất cao, dễ dàng đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn. Không đòi hỏi kỹ thuật đo đạc phức tạp. Rất thích hợp khi đo vẽ khu vực có phạm vi rộng như: nút giao, cầu, vị trí cần xử lý đặc biệt… Nhược điểm: Phải thành lập lưới đo vẽ. Do yêu cầu của công tác thiết kế phải có mặt cắt dọc và mặt cắt ngang tuyến. Do vậy mặt cắt dọc và mặt cắt ngang được lấy trên bản đồ địa hình số, đòi hỏi tính chính xác của mô hình số địa hình (Nội dung này sẽ đề cấp trong phần sau). b. Phương pháp mặt cắt Ưu điểm: Thực hiện dễ dàng, không đòi hỏi yêu cầu cao về thiết bị. Số liệu khảo sát có tính chính xác cao, thuận l