Hệ tọa độ trong trắc địa, phân loại và ứng dụng

Hệ tọa độ trong trắc địa đã là một khái niệm không còn xa lạ gì đối với người làm trong ngành này. Thế nhưng, khái niệm này vẫn còn tương đối xa lạ đối với những người ít tiếp xúc với ngành trắc địa. Vậy hệ tọa độ trong trắc địa là gì? Hệ tọa độ được phân loại và ứng dụng như thế nào? Hãy cùng Đất Hợp tìm lời giải đáp trong bài viết dưới đây nhé!

Hệ tọa độ trong trắc địa là gì?

Hệ tọa độ được hiểu là một công cụ, hay phương tiện có thể được dùng để biểu diễn chính xác vị trí của các điểm nhất định trên bề mặt Trái Đất và cả ngoài không gian. Hệ tọa độ được tạo nên dựa trên những quy ước, nguyên tắc nhất định.

Hình 1. Hệ tọa độ được tạo từ những quy ước cụ thể, là một phương tiện biểu diễn vị trí chính xác của một điểm.

Tương tự như thế, các hệ tọa độ được sử dụng trong trắc địa cũng được xây dựng nên từ những quy ước cụ thể như thế, đồng thời cũng cần dựa trên một hệ quy chiếu nhất định.

Đối với hệ tọa độ trong trắc địa, giá trị tọa độ của một điểm sẽ khác nhau khi ở trên những hệ quy chiếu khác nhau. Xác định hệ quy chiếu là việc xác định kích thước, hay hình dạng, cũng như những thông số vật lý của Trái Đất, định vị mô hình của Trái Đất sao cho phù hợp với một khu vực nào đó.

Phân loại các hệ tọa độ trong trắc địa

Trong ngành trắc địa và bản đồ, có các hệ tọa độ: Hệ tọa độ địa lý, hệ tọa độ trắc địa, hệ tọa độ vuông góc phẳng và hệ tọa độ cực.

– Hệ tọa độ địa lý

Trong hệ tọa độ địa lý, một điểm trên mặt đất được có tọa độ địa lý được xác định bởi hai thành phần là kinh độ địa lý và vĩ độ địa lý. Với kinh tuyến là giao tuyến của mặt phẳng chứa trục quay trái đất và mặt Ellipsoid và vĩ tuyến là giao tuyến của mặt phẳng vuông góc với trục quay trái đất và mặt Ellipsoid.

Gốc tọa độ trong hệ tọa độ địa lý được xác định tại tâm của Trái Đất, với mặt phẳng kinh tuyến gốc đi qua đài thiên văn Greenwich, Anh và mặt phẳng vĩ tuyến gốc là mặt phẳng xích đạo.

Hình 2. Hình ảnh minh họa về hệ tọa độ địa lý.

Được dùng để phục vụ việc xác định vị trí các điểm trên mặt đất, hệ tọa độ địa lý có ưu điểm là thống nhất được cho toàn bộ bề mặt Trái Đất, thế nhưng quá trình tính toán tương đối phức tạp, đòi hỏi thời gian và kỹ thuật. Hệ tọa độ này được ứng dụng vào các ngành như: thiên văn, hàng không, hàng hải, khí tượng thủy văn,…

– Hệ tọa độ trắc địa

Đối với hệ tọa độ trắc địa, mặt Ellipsoid được xác định là mặt chuẩn, với phương chiếu là phương của pháp tuyến. Trong hệ tọa độ này, hai thành phần đại diện là: Vĩ độ trắc địa B và Kinh độ trắc địa L.

Hình 3. Hình ảnh minh họa về hệ tọa độ trắc địa.

Theo hình minh họa về hệ tọa độ trắc địa, gọi điểm M là điểm cần xem xét. Ta có vĩ độ trắc địa B của điểm M là góc nhọn được hợp bởi pháp tuyến (đường vuông góc) n của mặt Ellipsoid tại điểm đó với mặt phẳng xích đạo. Kinh độ trắc địa L là góc nhị diện được tạo bởi mặt phẳng kinh tuyến gốc và đường kinh tuyến đi qua điểm M. Như vậy tọa độ của điểm M trong hệ tọa độ trắc địa sẽ là M(B,L).

– Hệ tọa độ vuông góc phẳng

• Hệ tọa độ vuông góc giả định:

Hệ tọa độ vuông góc giả định còn được gọi là hệ tọa độ độc lập, hệ tọa độ quy ước. Hệ tọa độ này được xác lập từ hai đường thẳng vuông góc với nhau, với trục tung (trục đứng) được ký hiệu là OX. Bên cạnh đó, để tránh trị số x,y mang dấu âm, gốc tọa độ ở góc O nên chọn ở góc Tây Nam khu đo.

Hệ tọa độ này được sử dụng khi đo vẽ bản đồ ở những khu vực nhỏ và độc lập, không có hoặc nằm xa lưới khống chế tọa độ nhà nước

Hình 4. Mô tả hệ tọa độ vuông góc giả định.

• Hệ tọa độ vuông góc phẳng UTM VN2000

Hệ tọa độ UTM VN2000 còn được biết đến với tên gọi khác là hệ tọa độ quốc gia. VN2000 là hệ tọa độ trong trắc địa được Chính phủ thống nhất để sử dụng chung trên phạm vi toàn quốc để đo đạc, phục vụ xây dựng hệ thống tọa độ các cấp hạng, bản đồ địa hình cơ bản, bản đồ nền, bản đồ địa chính hay bản đồ hành chính quốc gia và các loại bản đồ chuyên đề khác…

Hệ tọa độ này sử dụng phép chiếu UTM và Ellipsoid WGS84 với mỗi múi chiếu là một múi tọa độ phẳng vuông góc giữa trục kinh tuyến và trục xích đạo.

Hình 5. Mô tả hệ tọa độ vuông góc phẳng UTM.

– Hệ tọa độ cực

Đây là hệ tọa độ trong trắc địa được ứng dụng nhiều cho các lĩnh vực đo vẽ bản đồ và bố trí công trình.

Ví dụ, gọi điểm M là điểm được xác định trên hệ tọa độ cực. Điểm M được xác định bằng hai thành phần: Góc cực là góc nằm giữa hướng gốc OA với hướng từ cực O đến điểm M (đi theo chiều kim đồng hồ) và bán kính của vectơ OM=S.

Hình 6. Mô tả hệ tọa độ cực.

Ứng dụng của hệ tọa độ trong trắc địa

Nhìn chung, việc ứng dụng hệ tọa độ trong trắc địa nhằm mục đích giúp xác định được vị trí cụ thể của một điểm thông qua những thành phần tương ứng với mỗi hệ quy chiếu nhất định.

Hiện nay, hệ tọa độ trong trắc địa được ứng dụng cao, chủ yếu phục vụ cho các công tác định vị và thành lập bản đồ trên một phạm vi hay một khu vực cụ thể trên bề mặt Trái Đất. Ngoài ra, hệ tọa độ còn được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như bố trí công trình xây dựng, cũng như nhiều ngành nghề khác, ví dụ: thiên văn, hàng không, hàng hải, khí tượng thủy văn,…

Mong rằng bài viết trên đây đã cung cấp thêm cho bạn đọc những thông tin hữu ích về hệ tọa độ trong trắc địa, cũng như phân loại và ứng dụng của các hệ tọa độ này. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào về hệ tọa độ, cũng như các thiết bị đo đạc, trắc địa, hãy liên hệ ngay đến Đất Hợp qua HOTLINE 0903 825 125 để được tư vấn sớm nhất!

>>> Xem thêm: 9 bước để Dẫn mốc tọa độ công trình bằng Máy định vị GNSS chính xác nhất!

Mọi thông tin xin vui lòng liên hệ:

CÔNG TY TNHH ĐẤT HỢP
Địa chỉ: Số 2, Đường số 4, Khu nhà ở Vạn Phúc 1, P. Hiệp Bình Phước, TP. Thủ Đức, TP. HCM
Tel: (028).3.6208.606
Mobile: 0903 825 125
Email: cskh@dathop.com.vn
Website: https://dathop.com/  –  https://dathop.com.vn/
Fanpage: https://www.facebook.com/congtydathop