Tài liệu đồ án môn học thiết kế lưới khống chế tọa độ và độ cao phục vụ đo vẽ thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1 2000 huyện long thành tỉnh đồng nai.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HOÀNG VĂN ĐĂNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ LƯỚI KHỐNG CHẾ TỌA ĐỘ VÀ ĐỘ CAO PHỤC VỤ ĐO VẼ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH TỶ LỆ 1/2000 HUYỆN LONG THÀNH TỈNH ĐỒNG NAI. ĐỒ ÁN MÔN HỌC i TP. HỒ CHÍ MINH NĂM 2016 ii ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HOÀNG VĂN ĐĂNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ LƯỚI KHỐNG CHẾ TỌA ĐỘ VÀ ĐỘ CAO PHỤC VỤ ĐO VẼ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH TỶ LỆ 1/2000 HUYỆN LONG THÀNH TỈNH ĐỒNG NAI. LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong đồ án này là trung thực, và không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định. Tác giả đồ án Chữ ký HOÀNG VĂN ĐĂNG iii TÓM TẮT ĐỒ ÁN iv ABSTRACT v LỜI CÁM ƠN Em xin trân trọng cám ơn PGS. TS Lê Trung Chơn, ThS. Đặng Văn Công Bằng và ThS. Nguyễn Tấn Lực, trong thời gian qua đã dành nhiều thời gian hướng dẫn cũng như cung cấp những tài liệu và kiến thức cần thiết cho Em. Nhờ đó, Em đã hiểu và biết cách khảo sát, thiết kế, đánh giá và triển khai thi công một dự án đo đạc bản đồ địa hình. vi MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH...................................................................................ix DANH MỤC BẢNG BIỂU...........................................................................................x DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT..............................................................................xi MỞ ĐẦU....................................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH KHU VỰC NGHIÊN CỨU...................2 1.1 Giới thiệu tổng quan khu đo.............................................................................2 1.2 Kinh tế xã hội...................................................................................................3 1.3 Điều kiện tự nhiên............................................................................................3 1.4 Tư liệu..............................................................................................................4 CHƯƠNG 2 CÁC CƠ SỞ LÝ THUYẾT.................................................................5 2.1 Tính mật độ điểm khống chế............................................................................5 2.2 Xây dựng lưới cơ sở 1 đo bằng công nghệ GNSS............................................5 2.3 Xây dựng lưới cơ sở cấp 2................................................................................8 2.3.1 Xây dựng lưới cơ sở cấp 2 theo phương pháp DGC..................................9 2.3.2 Xây dựng lưới cơ sở cấp 2 bằng công nghệ GNSS..................................11 2.4 Xây dựng và đánh giá độ chính xác lưới thủy chuẩn hạng IV........................12 2.5 Dự toán giá thành lưới thiết kế lưới tọa độ.....................................................13 2.5.1 Nội dung công việc..................................................................................13 2.5.2 Định biên.................................................................................................14 2.5.3 Định mức.................................................................................................14 2.6 Dự toán giá thành lưới thủy chuẩn hạng IV....................................................15 2.6.1 Nội dung công việc..................................................................................15 2.6.2 Phân loại khó khăn...................................................................................15 2.6.3 Định biên.................................................................................................15 2.6.4 Định mức.................................................................................................15 2.7 Lập lịch đo, biểu đồ thi công..........................................................................16 2.7.1 Lập lịch đo...............................................................................................16 2.7.2 Lập biểu đồ thi công................................................................................17 2.8 Sơ lược về chương trình SFE.........................................................................18 CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ LƯỚI KHỐNG CHẾ TỌA ĐỘ......................................23 vii 3.1 Cơ sở toán học................................................................................................23 3.2 Phương án 1....................................................................................................24 Diện tích khu đo: S = 47 km2...............................................................................24 3.2.1 Lưới cơ sở 1.............................................................................................25 ................................................................................................................................. 27 3.2.2 3.3 Lưới cơ sở 2.............................................................................................29 Phương án 2....................................................................................................35 3.3.1 Lưới cơ sở 1.............................................................................................35 ................................................................................................................................. 37 3.3.2 Lưới cơ sở cấp 2......................................................................................39 SSTP vị trí điểm yếu nhất........................................................................................42 ................................................................................................................................. 43 SSTP vị trí điểm yếu nhất........................................................................................46 ................................................................................................................................. 47 CHƯƠNG 4 4.1 THIẾT KẾ LƯỚI KHỐNG CHẾ ĐỘ CAO......................................48 Lưới độ cao hạng IV phương án 1..................................................................48 SSTP chênh cao từng tuyến.................................................................................50 Nhận xét về lưới thiết kế......................................................................................50 4.2 Lưới độ cao hạng IV phương án 2.................................................................51 => nhận xét về lưới thiết kế.................................................................................53 CHƯƠNG 5 5.1 LẬP DỰ TOÁN................................................................................54 Tính toán xây dựng lưới.................................................................................55 5.1.1 Chi phí nhân công cho lưới cơ sở 1 đo bằng GPS của 2 phương án........55 5.1.2 Chi phí nhân công cho lưới cơ sở 2 của 2 phương án..............................56 5.1.3 Chi phí nhân công cho lưới đô ̣ cao hạng IV.............................................57 5.2 Giá dự thầu các phương án.............................................................................57 5.2.1 Tổng giá thành phương án 1....................................................................58 Vâ ̣y tổng chi phí thi công phương án 1 là: 287,357,709 VNĐ.............................58 5.2.2 Tổng giá thành phương án 2....................................................................59 Lịch đo..................................................................................................................... 60 Kế hoạch đo.............................................................................................................60 viii Tổ chức thi công......................................................................................................60 7.1 Biểu đồ nhân lực.............................................................................................61 KẾT LUẬN VỀ NHIỆM VỤ......................................................................................63 TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................64 PHỤ LỤC.................................................................................................................... 65 ix DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Biểu tượng (logo) của trường Đại học Bách khoa...........................................7 x DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Cách định dạng lề giấy...................................................................................4 Bảng 2.2 Tóm tắt các kiểu định dạng (style) cho các đề mục........................................7 xi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT PA1 GPS PA2 TDDT DGC SSTP APA Phương án 1. Global Positioning System. Phương án 2. Toàn đạc điện tử. Đo góc cạnh. Sai số trung phương. American Psychological Association MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài: nhằm thiết kế lưới khống chế tọa độ cơ sở 1, cơ sở 2 và lưới độ cao hạng IV nhằm phục vụ mục đích: + Đo vẽ thành lập bản đồ địa hình tỉ lệ 1/2000. + Cung cấp tài liệu nền địa hình cho công tác quy hoạch xây dựng. + Cung cấp dữ liệu nền cho công tác xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý. Nhiệm vụ: + Thu thập các tư liệu trắc địa cơ sở khu đo. + Nghiên cứu các tiêu chuẩn quy định về xây dựng lưới. + Thu thập thông tin về điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội của khu vực thiết kế lưới. + Xây dựng cơ sở toán học và sơ đồ phát triển lưới. + Tính toán lập dự toán cho phương án thiết kế. + Đề xuất phương án thi công và lập kế hoạch đo. Giới hạn: + Không thiết kế lưới đo vẽ 1 và đo vẽ 2. + Phạm vi khu vực là mảnh bản đồ tỉ lệ: 1/10000. Yêu cầu: xii + Hệ thống lưới khống chế đảm bảo các yêu cầu hiện hành về độ chính xác, mật độ điểm và sự phân bố điểm. + Hệ thống lưới gồm nhiều cấp lưới phối hợp, lưới cấp thấp tăng dày cho lưới cấp trên. + Xây dựng hệ thống lưới với phương án lựa chọn đảm bảo chi phí thấp nhất. + Áp dụng các công nghệ đo đạc hiện đại. Các văn bản pháp qui liên quan: + Thông tư 68/2015/TT-BTNMT ngày 22 tháng 12 về “Quy định kỹ thuật đo đạc trực tiếp địa hình phục vụ thành lập bản đồ địa hình và cơ sở dữ liệu nền địa lý tỷ lệ 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000”. + Quy chuẩn Việt Nam 11:2008/BTNMT về “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về xây dựng lưới độ cao”. + Tính giá thành theo quyết định 05/2006/QĐ-BTNMT ngày 26 tháng 5 về “Định mức kinh tế - kỹ thuật đo đạc bản đồ” + Thông tư liên tịch 04/2007/TTLT-BTNMT-BTC ngày 27 tháng 02 về “ Hướng dẫn lập dự toán kinh phí đo đạc và bản đồ và quản lý đất đai” + Nghị định 205/2004/NĐ-CP ngày 14 tháng 12 về “Hệ thống thang lương, bảng lương và chế độ phụ cấp trong các công ty nhà nước”. + Thông tư 05/2009/TT-BTNMT ngày 01 tháng 06 về “Hướng dẫn kiểm tra, thẩm định và nghiệm thu công trình, sản phẩm địa chính”. xiii CHƯƠNG 1 1.1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH KHU VỰC NGHIÊN CỨU Giới thiệu tổng quan khu đo Vị trí địa lý: Hình 1: Vị trí địa lý khu đo.(Nguồn GoogleEarth) xiv Long Thành là một huyện nằm ở phía Nam tỉnh Đồng Nai, có diện tích 431,01 km². Huyện nằm cách Thành phố Hồ Chí Minh khoảng 60 km, cách Biên Hòa 33 km, Vũng Tàu 60 km và cách Bình Dương khoảng 40 km. Phía đông giáp huyện Trảng Bom, huyện Thống Nhất và huyện Cẩm Mỹ. Phía tây giáp huyện Nhơn Trạch và Thành phố Hồ Chí Minh. Phía nam giáp tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu. Phía bắc giáp thành phố Biên Hoà. 1.2 Kinh tế xã hội Về dịch vụ: Các công trình lớn của Vùng kinh tế trọng điểm phía Nam hầu hết đều đi ngang Long Thành hoặc đặt trên địa bàn huyện Long Thành, do vậy thị trường bất động sản đã và đang hoạt động sôi động. Huyện là một trong những huyện có nền kinh tế quan trọng của tỉnh Đồng Nai. Huyện có tiềm năng phát triển du lịch với các loại hình du lịch: Di tích lịch sử: Lăng mộ Nguyễn Đức Ứng (Long Phước), Căn cứ tỉnh ủy Đồng Nai (cũ, Bình Sơn). Khu du lịch sinh thái Vườn Xoài (Phước Tân). Khu du lịch bò sữa Long Thành (Tam Phước). Về nông nghiệp: trồng mía, lạc, điều, hồ tiêu, sầu riêng, chôm chôm, nhãn. Chăn nuôi bò sữa và chế biến các sản phẩm từ bò sữa.[ CITATION Wik \l 1033 ] Về xã hội: Huyện có 2 trường Cao đẳng dạy nghề, 4 trường phổ thông và các trường cơ sở và tiểu học. Huyện cũng có 1 trung tâm văn hóa – thông tin – thể thao riêng nhằm phục vụ đời sống tinh thần của người dân. Về tôn giáo chủ yếu người dân theo đạo Thiên Chúa và đạo Phật. 1.3 Điều kiện tự nhiên Điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng rất thuận lợi cho yêu cầu phát triển công nghiệp thương mại - dịch vụ, hầu hết diện tích đất tự nhiên thuộc loại đất xám trên nền phù sa cổ và đất ba-zan có kết cấu khá bền vững thuận lợi trong xây dựng cơ bản, phát triển công nghiệp. Về khí hậu, Long Thành thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, hầu như không có bão và lũ lụt, có hệ thống hạ tầng kỹ thuật phát triển, là điểm giao lưu của các tuyến giao thông huyết mạch, Long Thành có đủ diều kiện thuận lợi để mời gọi, thu hút đầu tư thực hiện công nghiệp hóa, hiện đại hóa, đô thị hóa trước một bước so với địa phương khác trong khu vực.[ CITATION Thà \l 1033 ] xv 1.4 Tư liệu Bản đồ địa hình tỉ lệ 1/100000 do BTNMT thành lập năm 2008. Tọa độ các điểm thủy chuẩn hạng III được cung cấp dưới dạng tập tin .kmz trên googleEarth. Tọa độ các điểm khống chế hạng IV nhà nước được cung cấp dưới dạng tập tin .kmz trên googleEarth. xvi CHƯƠNG 2 2.1 CÁC CƠ SỞ LÝ THUYẾT Tính mật độ điểm khống chế Mật độ điểm khống chế được tính theo công thức sau: +Đối với khu vực nông thôn: S k = −h n (2.1) + Đối với khu vực đô thị: k= 4∗S −h n (2.2) S là tổng diện tích khu đo [km2] Với n là số điểm khống chế trong phạm vi 1 km2 h là tổng điểm cấp cao trong khu đo. Số lượng điểm khống chế cơ sở 1: k1 = k * 25% (2.3) Số lượng điểm khống chế cơ sở 2: k2 = k * 75% (2.4) 2.2 Xây dựng lưới cơ sở 1 đo bằng công nghệ GNSS. Chọn điểm: + Lưới cơ sở cấp 1 được phát triển từ các điểm gốc thuộc lưới tọa độ quốc gia. + Khoảng cách giữa các điểm lưới cơ sở cấp 1 từ 1 đến 5 km tùy thuộc vào hình dạng khu đo và điều kiện địa hình. + Lưới cơ sở cấp 1 được thiết kế dưới dạng lưới tam giác dày đặc, chuỗi tam giác, chuỗi tứ giác phủ kín khu đo. Lưới cơ sở cấp 1 được nối với ít nhất 3 điểm gốc là điểm tọa độ quốc gia tại các vị trí khống chế và phân bố đều toàn lưới. Lưới được thiết kế trên bản đồ địa hình đã có trên khu đo, có tỷ lệ nhỏ hơn, gần nhất với tỷ lệ đo vẽ. [ CITATION BTN \l 1033 ] xvii + Vị trí điểm lưới cơ sở cấp 1 được chọn ở vị trí có nền đất vững chắc, ổn định, thuận lợi cho việc thu tín hiệu từ vệ tinh, có góc quan sát bầu trời không bị che chắn không nhỏ hơn 150°. Trường hợp đặc biệt thì cũng phải có góc quan sát bầu trời không nhỏ hơn 120° và chỉ được phép che khuất về một phía. Vị trí điểm chọn phải cách xa trạm phát sóng ít nhất 500m, cách các vật có khả năng làm nhiễu tín hiệu vệ tinh như đường dây điện cao thế, mái nhà kim loại... 50m trở lên.[ CITATION BTN \l 1033 ] + Khu đo được thiết kế tăng dầy lưới khống chế cấp thấp hơn dạng đường chuyền đo góc, cạnh thì chọn vị trí điểm lưới cơ sở cấp 1 sao cho tạo thành từng cặp điểm thông hướng ngang hoặc thông hướng ngang với điểm cấp cao hơn để phát triển các lưới cơ sở cấp 2 dạng đường chuyền.[CITATION BTN \l 1033 ] Đánh giá độ chính xác của lưới: + Dựa vào cơ sở lý thuyết trong công tác ước tính độ chính xác của lưới thiết kế đo GPS, tác giả xây dựng nên chương trình ước tính độ chính xác của lưới với thuật toán như sau: 1. Dựa vào tọa độ của các điểm thiết kế tính ra các trị đo là các vector đường đáy : ∆ Xij, ∆ Yij, ∆ Zij. 2. Lập ma trận hệ số A với các hệ số +1, -1, 0 tương ứng với vector đường đáy và tọa độ không gian của những điểm tạo ra đường đáy đó. 3. Dựa vào các vector đường đáy và sai số thiết bị đo ta tính sai số của các gia số đường đáy như sau: Với m∆ X ij= a + b*|∆ Xij |; √3 m∆ Y ij= a + b*|∆ Yij |; √3 m∆ Zij = a + b*|∆ Zij |; √3 (2.5) (2.6) (2.7) a, b là hằng số do nhà sản xuất thiết bị cung cấp để tính sai số cho máy thu. xviii 4. Tính trọng số P như sau: Chọn μ = a + b*Stb (2.8) Với Stb là khoảng cách trung bình của từng cấp hạng. [Km] 2 μ Pi = 2 mi (2.9) 5. Lập ma trận chuẩn tắc N N = ATPA (2.10) 6. Tính ma trận trọng số đảo Q Q = N-1 =(ATPA)-1 (2.11) 7. Tính SSTP vị trí điểm trong không gian mXi = μ∗√Q Xi (2.12) mYi = μ∗√Q Yi (2.13) mZi = μ∗√Q Zi (2.14) 2 2 mPi = μ∗√ mXi +mYi +m2Zi (2.15) 8. Tính SSTP vị trí mặt bằng điểm thiết kế. Dựa vào tọa độ trắc địa của điểm thiết kế ta thành lập ma trận xoay để chuyển đổi ma trận trọng số đảo QXYZ -> QNEU QNEU = R*QXYZ *RT (2.16) Với R là ma trận xoay được tính như sau: -sinBicosLi -sinBisinLi cosBi -sinLi cosLi 0 cosBicosLi cosBisinLi sinBi xix (2.17) Sai số vị trí mặt bằng: mp = √ m 2N + m2E mN = �√ QEii Với: (2.18) và mN = �√ QNii 9. Tính SSTP cạnh Sij và phương vị �ij. Để tính SSTP tương hỗ cạnh ij ta tính SSTP cạnh Sij và phương vị �ij như sau: mα =� 1 = �√ f Tα Q NEU f α Pf α (2.19) ms =� 1 = �√ f Ts Q NEU f s Pf s (2.20) √ √ SSTP vị trí tương hỗ: Mij √ = msij2 +( 2 m αij sij) ρ (2.21) 10. 11. Các chỉ tiêu kỹ thuật về độ chính xác của lưới được quy định như sau:[ CITATION BTN \l 1033 ] + Sai số trung phương vị trí điểm yếu nhất không vượt quá: ±0,02m; + Sai số trung phương độ cao trắc địa điểm yếu nhất không vượt quá: ±0,03m; + Sai số trung phương tương đối cạnh yếu nhất: ≤ 1:100.000; + Sai số trung phương góc phương vị không vượt quá: ±5”. 2.3 Xây dựng lưới cơ sở cấp 2 Mục đích: Lưới cơ sở cấp 2 được xây dựng với mục đích tăng dầy điểm khống chế phục vụ cho xây dựng lưới đo vẽ cấp 1, lưới đo vẽ cấp 2 và sử dụng trực tiếp đo vẽ chi tiết trên toàn khu đo.[ CITATION BTN \l 1033 ] xx