BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT

NGUYỄN SƠN CƯỜNG

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ELLIPSOLD CHUẨN LÀM MẶT KHỞI TÍNH ĐỘ
CAO TRONG ĐO VẼ ĐỊA HÌNH ĐÁY BIỂN

Chun ngành:Kỹ thuật trắc địa
Mã số: 60.52.85

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
GS.TSKH PHẠM HOÀNG LÂN

HÀ NỘI 2009


-1-

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong bất kỳ
cơng trình nào khác.
Hà nội, ngày . . . . .tháng 12 năm 2009
Tác giả luận văn

Nguyễn Sơn Cường


-2-

MỤC LỤC
Mở đầu ...................................................................................................................

6

Chương 1: Tổng quan
1.1 Nội dung và các yêu cầu chủ yếu trong đo vẽ địa hình đáy biển .....................

9

1.1.1 Nội dung đo vẽ địa hình đáy biển ............................................................

9

1.1.2 Yêu cầu đối với các dạng công tác đo vẽ chủ yếu ...................................

9

1.2 Quy trình cơng nghệ đo vẽ địa hình đáy biển ở nước ta .................................. 10
1.2.1 Sơ lược q trình hình thành và phát triển cơng tác đo vẽ địa hình đáy
biển ở nước ta .......................................................................................... 10
1.2.2 Quy trình cơng nghệ đã và đang sử dụng ................................................. 13
1.2.3 Đo sâu địa hình đáy biển .......................................................................... 13
1.2.4 Nghiệm triều và cải chính ảnh hưởng của thuỷ triều ............................... 17
1.2.5 Thành lập bản đồ địa hình đáy biển ......................................................... 21
1.3 Quy trình cơng nghệ đo vẽ địa hình đáy biển ở nước ngồi ............................ 21
1.3.1 Tình hình chung ....................................................................................... 21
1.3.2 Các phương pháp xác định đo sâu ........................................................... 22
1.4. Nghiệm triều truyền thống và nghiệm triều bằng triều ký tự động ................ 22

1.4.1 Nghiệm triều truyền thống ........................................................................ 22
1.4.2 Nghiệm triều bằng triều ký tự động .......................................................... 25
1.5. Sử dụng ellipsoid làm mặt khởi tính độ cao cho địa hình đáy biển ................ 36
1.6. Các vấn đề cần giải quyết ................................................................................ 37
Chương 2: Khảo sát độ chính xác của độ cao trắc địa xác định bằng
DGPS
2.1 Nguyên lý định vị DGPS .................................................................................. 38
2.1.1 Cơ sở lý thuyết ......................................................................................... 38
2.1.2 Các phương án triển khai ......................................................................... 39
2.2 Các hệ thống DGPS chính .............................................................................. 43
2.2.1 Các hệ thống diện hẹp ............................................................................... 44
2.2.2 Các hệ thống diện rộng ............................................................................ 45


-3-

2.3 Cấu tạo và tính năng của máy định vị SeaSTAR HP-8200 ............................ 51
2.3.1 Cấu hình và các thơng số kỹ thuật ........................................................... 51
2.3.2 Thực tế vận hành và khai thác ở Việt nam ............................................... 52
2.4 Khảo sát độ chính xác xác định độ cao trắc địa bằng máy HP-8200 ............... 53
2.4.1 Số liệu gốc dùng để thử nghiệm ............................................................... 53
2.4.2 Trong trạng thái tĩnh ................................................................................. 54
2.4.2 Trong trạng thái động ............................................................................... 54
Chương 3: Sử dụng mặt ellipsoid chuẩn làm mặt khởi tính độ cao cho địa
hình đáy biển
3.1 Cơ sở lý thuyết ................................................................................................. 60
3.2 Đo đạc tính tốn thực nghiệm .......................................................................... 62
3.2.1 Giới thiệu khu đo thực nghiệm ................................................................ 62
3.2.2 Số liệu đo đạc thực nghiệm ...................................................................... 62
3.2.3 Tính độ cao địa hình đáy biển theo mặt chuẩn là ellipsoid ...................... 63

3.2.4 Quy chuyển độ cao địa hình đáy biển theo mặt chuẩn là ellipsoid về
độ sâu theo mặt “0” độ cao quốc gia......................................................... 63
3.2.5 Đánh giá đại lượng chênh khác giữa độ sâu đáy biển xác định theo hai
phương pháp ............................................................................................. 64
3.3 Quy chuyển về các mặt khởi tính khác ............................................................. 67
3.4 Đề xuất quy trình đo vẽ địa hình đáy biển lấy ellipsiod làm mặt khởi tính
độ cao ............................................................................................................... 67
3.5 Nguyên tắc xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình đáy biển với mặt khởi tính độ
cao là ellipsoid ................................................................................................. 68
3.5.1 Thu nhận, lưu giữ ..................................................................................... 69
3.4.2 Cấp phát, trao đổi, khai thác .................................................................... 69
Kết luận và kiến nghị ........................................................................................... 71
Tài liệu tham khảo ................................................................................................ 73
Phụ lục.................................................................................................................... 74


-4-

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1:

Số liệu đo sâu

18

Bảng 1.2:

Số liệu quan trắc thuỷ triều

19


Bảng 2.1:

Số liệu gốc dùng trong thực nghiệm

53

Bảng 2.2:

Kết quả tính tốn bình sai GPS

54

Bảng 2.3:

Kết quả tổng hợp số liệu thử nghiệm trong trạng thái tĩnh

54

Bảng 2.4:

Kết quả tính tốn bình sai GPS

55

Bảng 2.5:

Kết quả tổng hợp số liệu thử nghiệm trong trạng thái động

57


Bảng 3.1:

Kết quả xác định độ cao của mặt “0” quốc gia so với ellipsoid

Bảng 3.2:

tại khu đo thử nghiệm

64

Kết quả đánh giá sai số trung phương tại khu đo thử nghiệm

65


-5-

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1:

Sơ đồ các mảnh bản đồ địa hình đáy biển tỷ lệ 1: 50.000 đã thi
công tại Trung tâm trắc địa bản đồ biển từ năm 1999 đến nay

12

Hình 1.2:

Màn hình phần mềm HYDROpro khi đo sâu


17

Hình 1.3:

Sơ đồ đo sâu và quan trắc thủy triều

19

Hình 1.4:

Mặt phẳng nội suy cải chính 2 trạm nghiệm triều

20

Hình 1.5:

Trạm mực nước với thước đo nước

23

Hình 1.6:

Sơ đồ tuyến thủy chí của trạm mực nước

24

Hình 1.7:

Sơ đồ máy tự ghi mực nước phao nổi nhãn hiệu “Rorđants”


26

Hình 1.8:

Hai loại trạm tự ghi mực nước biển ven bờ

26

Hình 1.9:

Đặt máy ghi mực nước trên giếng

27

Hình 1.10:

Đặt máy ghi mực nước trên biển

27

Hình 1.11:

Sơ đồ lắp đặt của hệ thống Van-Dorn

28

Hình 1.12:

Sơ đồ khối đặt dưới nước của thiết kế Snodgrass


32

Hình 2.1:

Ý tưởng trạm qui chiếu ảo

40

Hình 2.2:

Ý tưởng FKP

41

Hình 2.3:

Ý tưởng trạm chính – phụ

42

Hình 2.4:

Các trạm CORS của hệ thống định vị OmniSTAR

48

Hình 2.5:

Mạng lưới các trạm CORS ở khu vực các nước ASEAN


49

Hình 2.6:

Mạng lưới trạm tĩnh tồn cầu StarFire

50

Hình 2.7:

Mạng truyền số liệu cải chính diện rộng của StarFire bắc Mỹ

50

Hình 2.8:

Máy SeaStar HP-8200 và ăng-ten

51

Hình 2.9:

Mặt sau của máy

51

Hình 2.10:

Ăng-ten GPS dạng Z cộng


51

Hình 2.11:

Sơ đồ đo nối các điểm GPS

56

Hình 2.12:

Đồ thị mặt cắt tuyến khảo sát thực nghiệm

59

Hình 3.1:

Trạng thái tàu thăng bằng

60

Hình 3.2:

Trạng thái tàu bị nghiêng

62

Hình 3.3:

Bản vẽ so sánh đường đẳng sâu bằng hai phương pháp xác định


Hình 3.4:

mực nước biển tức thời khác nhau khi đo sâu

66

Vị trí các mặt khởi tính so với địa hình đáy biển

67


-6-

MỞ ĐẦU
1.

Tính cấp thiết của đề tài
Địa hình đáy biển là một trong các nguồn thông tin thiết yếu phục vụ cho

mục đích nghiên cứu hình dạng và cấu trúc bên trong của Trái đất trên phạm vi biển
và đại dương. Nó cịn là dữ liệu quan trọng hàng đầu trong cơng tác thăm dị, khai
thác tài ngun thiên nhiên cũng như lắp đặt, vận hành các cơng trình và giải quyết
các bài toán kinh tế - kỹ thuật khác nhau trên biển.
Từ trước tới nay, địa hình đáy biển thường được thể hiện thông qua giá trị độ
sâu đo từ mặt biển tức thời rồi được quy chuyển về một bề mặt quy chiếu nào đó.
Trong bảo đảm hàng hải đó là mặt chuẩn “0” độ sâu, cịn trong đo vẽ địa hình đáy
biển đó lại là mặt biển trung bình tại điểm gốc độ cao quốc gia hay số “0” lục địa.
Như vậy, đồng thời với việc đo sâu cần tiến hành xác định độ chênh giữa mặt biển
tức thời khi đo sâu và mặt quy chiếu, tức là phải triển khai cả công tác quan sát triều
ở khu đo trong suốt thời gian đo sâu. Không những thế, còn cần xác định số “0” độ

sâu cho từng khu đo cụ thể. Cơng việc có liên quan tới các u cầu nêu trên khơng
phải là ít và nhiều khi không đơn giản. Mặt khác, như đã biết, số “0” độ sâu ở các
vùng biển khác nhau không cùng nằm trên một bề mặt, mà có thể chênh nhau đến
hàng mét (ở nước ta tới 3- 4 m), và do vậy, khi ghép nối kết quả đo sâu giữa các
khu đo khác nhau phải giải quyết bài toán chuyển đổi số “0” độ sâu. Trong trường
hợp sử dụng mặt “0” lục địa thì mặt này cũng khơng trùng với các mặt biển trung
bình địa phương, mà có xu thế thấp dần so với chúng khi tiến dần về phía xích đạo
(ở Việt Nam mực nước biển trung bình tại Mũi Nai - Hà Tiên cao hơn so với mực
nước biển trung bình tại Hịn Dấu - Hải Phịng đạt tới cỡ 0,16 m). Điều đáng lưu ý
nữa là do ảnh hưởng của sự nóng lên tồn cầu, mực nước biển không ổn định, mà
dâng lên theo xu thế thế kỷ.
Để cải tiến công nghệ, áp dụng các thành quả khoa học kỹ thuật mới nhất của
thế giới nhằm đơn giản hố quy trình cơng nghệ, tiết kiệm, hạ giá thành và rút ngắn
thời gian thi công, đồng thời cho phép tiến tới lựa chọn một bề mặt quy chiếu khác
vừa có tính ổn định về thời gian, vừa có tính thống nhất về khơng gian chúng tơi lựa


-7-

chọn đề tài “Nghiên cứu sử dụng ellipsoid chuẩn làm mặt khởi tính độ cao trong đo
vẽ địa hình đáy biển” nhằm mục đích nghiên cứu khả năng sử dụng mặt chuẩn là
ellipsoid trong đo vẽ địa hình đáy biển và xây dựng một quy trình đo vẽ địa hình
đáy biển mới, từng bước loại bỏ phương pháp quan trắc thuỷ triều truyền thống vốn
phúc tạp, tốn kém và mất nhiều thời gian.
2.

Mục đích nghiên cứu của đề tài
Cung cấp luận cứ khoa học cho việc sử dụng ellipsoid chuẩn làm mặt khởi

tính độ cao trong đo vẽ địa hình đáy biển nhằm mục đích từng bước loại bỏ cơng tác

quan trắc thủy triều và các ảnh hưởng của thủy triều và sóng biển trong kết quả đo
sâu địa hình đáy biển.
3.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đề tài tập trung nghiên cứu khả năng sử dụng máy định vị SeaSTAR HP-

8200 và dịch vụ cải chính phân sai độ chính xác cao của hãng Fugro để xác định độ
cao trắc địa trong đo vẽ địa hình đáy biển tại vùng biển Ninh Thuận, đồng thời đề
xuất quy trình đo đạc địa hình đáy biển lấy ellipsoid làm mặt khởi tính độ cao cũng
như quy trình xử lý số liệu, quy chuyển độ cao địa hình đáy biển từ mặt ellipsoid về
các mặt chuẩn khác phục vụ thành lập bản đồ, hải đồ địa hình đáy biển theo từng
mục đích u cầu.
4.

Nội dung nghiên cứu
- Tìm hiểu, phân tích quy trình cơng nghệ hiện hành trong cơng tác đo vẽ địa

hình đáy biển ở trong và ngồi nước.
- Tập hợp, nghiên cứu và phân tích khả năng xác định độ cao trắc địa so với
ellipsoid chuẩn bằng các thiết bị định vị DGPS đạt độ chính xác thỏa mãn yêu cầu
của cơng tác đo vẽ địa hình đáy biển ở nước ta.
- Xây dựng quy trình chuyển đổi kết quả đo vẽ địa hình đáy biển đã có về mặt
khởi tính độ cao là măt ellipsoid chuẩn và đề xuất sửa đổi quy trình đo vẽ thực địa.
- Đề xuất quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình đáy biển lấy mặt ellipsoid
chuẩn làm mặt khởi tính độ cao và chuyển đổi dữ liệu ứng với các mặt khởi tính
khác nhau ở trong nước và trong khu vực.


-8-


5.

Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện các nhiệm vụ đặt ra của đề tài, tác giả đã sử dụng các phương

pháp sau:
- Đo đạc khảo sát thực nghiệm bằng các phương pháp khác nhau, tiến hành
đánh giá kết quả.
- Sử dụng kết quả đo đạc trong thực tế sản xuất, xử lý, tính tốn theo phương
pháp mới, tiến hành so sánh, đánh giá kết quả
6.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Kết quả của nghiên cứu này có thể là cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo

trong việc đưa ra lựa chọn mới về mặt chuẩn trong công tác đo vẽ địa hình đáy biển.
Về thực tiễn với việc nghiên cứu ứng dụng đo cao GPS trong đo vẽ địa hình
đáy biển, nếu được ứng dụng sẽ loại bỏ hồn tồn cơng tác nghiệm triều trong suốt
q trình đo sâu. Điều này có rất có ý nghĩa trong cơng tác đo đạc địa hình đáy biển
hiện nay.
7.

Cấu trúc của luận văn
Luận văn gồm có 3 chương với 97 trang, có 9 bảng biểu, 28 hình vẽ và 3 phụ

lục.
Luận văn được hoàn thành dưới sự hướng dẫn khoa học của GS.TSKH.
Phạm Hoàng Lân, Khoa Trắc Địa - Trường Đại học Mỏ-Địa chất, đồng thời được sự
trợ giúp tích cực của các đồng nghiệp trong việc triển khai công tác nghiên cứu.

Tơi xin chân thành cảm ơn GS.TSKH. Phạm Hồng Lân, Trường Đại học
Mỏ-Địa chất cùng các đồng nghiệp và mong nhận được những ý kiến đóng góp về
bản luận văn.


-9-

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.

Nội dung và các yêu cầu chủ yếu trong đo vẽ địa hình đáy biển

1.1.1.

Nội dung đo vẽ địa hình đáy biển
Đo vẽ địa hình đáy biển là thể hiện các thông tin về đối tượng dưới đáy

biển. Tất cả các loại bản đồ biển đều được xây dựng trên một nền chung, đó là địa
hình đáy biển - mà địa hình đó được bao phủ bởi một lớp nước, vì vậy mà nền đó
được gọi là bản đồ nền độ sâu đáy biển. Bản đồ nền độ sâu đáy biển càng được khảo
sát và thể hiện một cách chính xác, chi tiết thì ý nghĩa phục vụ cho các hoạt động
nghiên cứu, khảo sát, thể hiện các thơng tin nghiên cứu khoa học khác càng có tính
đắc dụng và hiệu quả.
Để thể hiện được bề mặt địa hình đáy biển cần phải xác định được các điểm
tọa độ, độ cao dưới đáy biển. Độ chính xác của việc mơ tả lại bề mặt địa hình đáy
biển phụ thuộc vào việc xác định tọa độ, độ cao đó và mật độ điểm được đo.
Ngày nay với sự phát triển của công nghệ GPS, việc xác định tọa độ trên
biển trở nên đơn giản với độ chính xác tới đề-xi-mét thậm chí tới cen-ti-mét, cịn lại
là vấn đề xác định độ cao địa hình đáy biển. Độ sâu của điểm đo được tính từ mặt
nước tức thời tại thời điểm (t). Để chuyển về hệ thống độ cao thống nhất (hiện nay ở

nước ta là hệ độ cao Hòn Dấu – Hải Phòng), cần phải biết độ cao mặt nước tại thời
điểm (t) so với độ cao Hòn Dấu. Trong đo đạc địa hình đáy biển cơng việc này được
gọi là cải chính thủy triều.
1.1.2.

Yêu cầu đối với các dạng công tác đo vẽ chủ yếu
Các công tác chủ yếu trong đo vẽ địa hình đáy biển bao gồm xác định tọa

độ và độ cao của các điểm địa hình đáy biển theo mật độ yêu cầu của tỷ lệ bản đồ.
Để xác định tọa độ của điểm đo vẽ địa hình đáy biển chủ yếu xử dụng
phương pháp định vị DGPS với số cải chính theo thời gian thực (Real time) và xử lý
hậu kỳ. Với các máy định vị DGPS hiện nay vấn đề xác định tọa độ tức thời hồn
tồn đảm bảo đủ độ chính xác để đo vẽ các loại tỷ lệ bản đồ địa hình đáy biển cần
thiết và đang cải tiến khả năng xác định độ cao với độ chính xác ngày càng cao.


- 10 -

Để xác định độ cao điểm đo vẽ địa hình đáy biển hiện nay ở nước ta phải
qua hai công đoạn là xác định khoảng cách từ mặt nước biển tức thời đến bề mặt
đáy biển tại thời điểm (t) bằng đo sâu hồi âm và xác định độ cao mặt nước biển tại
thời điểm (t) so với mặt chuẩn là mực nước biển trung bình tại Hịn Dấu – Hải
Phòng bằng các phương pháp quan trắc thủy triều. Với sự phát triển của cơng nghệ
thì vấn đề thứ nhất là xác định khoảng cách từ mặt nước biển đến bề mặt đáy biển
ngày càng trở nên đơn giản với độ chính xác ngày càng cao bằng các máy đo sâu
hồi âm đơn tia và đa tia. Vấn đề thứ hai là quan trắc thủy triều tuy hiện nay ngày
càng có nhiều loại thiết bị mới có khả năng tự động hóa, giải phóng sức lao động
song vẫn rất tốn kém, phức tạp và chưa giải quyết tốt vấn đề độ chính xác do
khoảng cách từ vị trí nghiệm triều đến vị trí đo sâu, tính chất phức tạp của thủy
triều, sóng biển...

1.2.

Quy trình cơng nghệ đo vẽ địa hình đáy biển ở nước ta

1.2.1.

Sơ lược quá trình hình thành và phát triển cơng tác đo vẽ địa hình đáy
biển ở nước ta
Ở nước ta cơng tác đo đạc, thành lập bản đồ đáy biển là một loại hình cơng

việc cịn non trẻ. Trước năm 1954, hải đồ vùng biển nước ta do hải quân các nước
Pháp, Anh, Mỹ đo đạc và biên vẽ. Từ 1954 đến 1975 Hải quân nước ta biên tập lại
các hải đồ do nước ngồi lập, Hải qn Liên Xơ đo đạc lập hải đồ vùng biển phía
Bắc, Hải quân Mỹ đo đạc lập hải đồ vùng biển phía Nam. Từ năm 1975 sau khi
hoàn toàn thống nhất đất nước, các đơn vị bắt đầu thực hiện cơng tác đo đạc địa
hình đáy biển. Q trình có thể chia làm hai giai đoạn:
-

Giai đoạn từ năm 1975 đến năm 1992: Giai đoạn chủ yếu do Quân chủng

Hải quân làm công tác biên tập lại từ các hải đồ do nước ngoài lập. Ngoài ra có một
số đơn vị thuộc các bộ ngành khác nhau như Bộ Giao thông Vận tải, Nông nghiệp,
Công nghiệp, Xây dựng, Thủy Lợi, Thủy sản cũng đã thực hiện việc đo đạc thành
lập bản đồ đáy biển chuyên ngành phục vụ cho nhu cầu sử dụng riêng, qui mô nhỏ
với công nghệ chủ yếu là đo tọa độ giao hội bằng máy kinh vĩ hoặc sóng radio, độ
sâu đo bằng quả dọi hoặc máy đo sâu hồi âm thế hệ đầu sử dụng băng giấy.


- 11 -


-

Giai đoạn từ năm 1993 đến nay: Thời gian này các công nghệ đo đạc của

khu vực được đưa vào ứng dụng tại nước ta. Từ năm 1993 đến năm 1998 công việc
này do nhiều đơn vị thực hiện là:
+

Trung tâm trắc địa bản đồ biển thuộc Viện khoa học và cơng nghệ địa chính

+

Xí nghiệp trắc địa 304 thuộc Công ty trắc địa bản đồ số 3

+

Trung tâm ứng dụng công nghệ mới thuộc Công ty trắc địa bản đồ số 1

+

Đoàn đo đạc biển và biên vẽ hải đồ thuộc quân chủng Hải quân - Quân đội
nhân dân Việt Nam
Ngồi ra cịn một số đơn vị thuộc các bộ ngành khác. Tuy nhiên các đơn vị

này chủ yếu chỉ thực hiện công tác đo sâu hải đồ, bình đồ luồng lạch, sơng, hồ, bến
cảng…với phạm vi hẹp
Năm 1999 Tổng cục địa chính sáp nhập các đơn vị trong ngành nòng cốt là
Trung tâm trắc địa bản đồ biển thuộc Viện khoa học địa chính và Xí nghiệp trắc địa
304 thuộc Công ty trắc địa bản đồ số 3 thành Trung tâm trắc địa bản đồ biển. Đây là
đơn vị có chức năng nhiệm vụ thực hiện cơng tác đo vẽ bản đồ địa hình đáy biển

trong phạm vi cả nước. Như vậy từ năm 1999 đến nay ở nước ta có 2 đơn vị chuyên
đo vẽ bản đồ địa hình đáy biển là Trung tâm trắc địa bản đồ biển thuộc Tổng cục
Biển và hải đảo Việt Nam, Bộ tài ngun và mơi trường và Đồn đo đạc biển và
biên vẽ hải đồ thuộc quân chủng Hải quân - Quân đội nhân dân Việt Nam. Về thiết
bị, công nghệ của hai cơ quan này tương đối giống nhau, Trung tâm trắc địa bản đồ
biển thực hiện đo đạc chủ yếu là các loại bản đồ tỷ lệ 1:10.000 và 1:50.000 khu vực
gần bờ, Đoàn đo đạc biển và biên vẽ hải đồ đo đạc chủ yếu là các loại hải đồ tỷ lệ
1:200.000 và 1:250.000 khu vực xa bờ.


- 12 -

48

102o

49

o

108

o

o

114

o


105

111

F - 48
h µ

g i a n g
c a o

l à o
l a i

b ắ c

c a i

b ằ n g

cạn

c h â u
t u y ê n

y ê n

q u a n g

b á i
l ạ n g

t h ¸ i

V Ü n h
p h ó thä
s ¬ n

60

s ¬ n

b ¾ c g ia n g

b¾c ninh
Hà Nội

H à

Q

71

hải

T â y

u ả n g

b ì n h
T h á i


N i n h

B ì n h9

T h a n h

b

đ o 2000

c

b

a

d

d

c

b

đ o năm 2004

a
73

84

d

đ o năm 2002

c

2 0o

b

a

Đ o năm 2002

09
d

a

95
d

c
đ o năm 2001

b

a

08


b

b

a

94
d

h ó a

đ o năm 2005

đ o năm 2003

b

a

3

c

2 0o

c

d


b ì n h

N am định

61
c

d

83

c
H à nam

a

a

72
c

d

p h ò n g

82

h n g yên
H ò a


b

dơng
H ả i

N i n h

f

c

b

a

p h úc

l a

F - 49

49
d

nguyên

10

c


b

Đo năm 2005

21

20
Nghệ An

c
a

d

c

b

a

32

e - 48

hà tĩnh

d

hải


Nam

b
33

d

c

b

a

d
b

a

d

c

b

a

d

c


45

44
c

quảng Bình

e - 49

46
d

57

b

a

d

c

b

a

e
59

58


a
70

d
b

a

c

d

c

a

b

a

Đo năm 2005

72

71

d

d

Đo năm 2004

83
Quảng Trị

b

a

d

c

73

84
d

c

d

Đo năm 2003

b

a

b


a

86

85

96

Thừa Thiên - Huế

d

c

1 6o

d

c

1 6o

t p. Đ à Nẵn g
Đ o năm 2002

a

b

a


b

3

2

1
d

Quảng Nam

d

c

d

c

Đ o năm 2000

a

b

b

Đ o năm 2001


15

14
d

d

c

Quảng Ngi

a

b

b

a

d

c

đ o năm 2007

26

KON TUM

28


27
c

B ì n h

đ ị n h

a

b

a

d

c

b

a

40

39
c

d - 48
GIA lai


d

đ o năm 2008

52

51
c
a

d

c

b

a

d

c

b

a

d

c


64

63
p h ú

y ê n

ĐắK LắK

76

75
c

109.00

a

k h á n h

h o à

b

a

d

c


b

a

88

87
c
o

d - 49

1 2o

109.00

12

a

ninh thuận
Lâm

đồng
109.00

b ìn h ph ớ c

b


tây ninh

bình dơng

13

đồng nai

c - 48

a
c

d

c

b

a

b

a

c

d

c


a

b

B à r iạ - v ũng tàu

b

a

d

c

d

c

d

b

b

a

d

c


b

a

Vĩnh long

d

c

a

t r à v in h

Kiên Giang

d

c

b

a

d

sóc trăng

b


d

c

b

a

b

bạc liêu

d

c

b

a

b

a

d

d
b


d

c

b

a

c - 49

c

59
d

c

37

48

47

46

c

b

a

70

69

68

67
d

c
a
58
d

c

66

a

57

55

54

65

64


b

a

53

b
b ến tre

c

cần thơ

52

c
b

tiền giang

43

42

41

40

15


26

25

36

long an
đồng thá p

an g iang

b

a

c

b

a

b ×n h t huË n

tp. hå chÝ minh

a

c

b


d

c

14
d

4

3

d

cµ mau

b

a

76
c

a

d

a

b


a

d

c

1 0 5o

102o

b
91

90
c

d

c

c

b

81

80

79


d

89

8o

b
78

77

d

c

a
92

8o

1 0 8o

o

111

Hình 1.1: Sơ đồ các mảnh bản đồ địa hình đáy biển tỷ lệ 1: 50.000 đã thi công
tại Trung tâm trắc địa bản đồ biển từ năm 1999 đến nay (các mảnh đánh dấu chéo)
.


o

114


- 13 -

1.2.2.

Quy trình cơng nghệ đã và đang sử dụng
Quy trình cơng nghệ đo vẽ địa hình đáy biển ở nước ta hiện nay vẫn là các

công nghệ đã sử dụng từ những năm 90 của thế kỷ trước, cơ bản gồm các bước:
Bước 1: Khảo sát khu vực đo vẽ, thu thập số liệu và thiết kế phương án thi
cơng bao gồm chọn vị trí các trạm nghiệm triều và tuyến đo nối điểm “0” trạm
nghiệm triều với điểm độ cao nhà nước, thiết kế tuyến đo sâu, tuyến đo kiểm tra,
mật độ điểm lấy mẫu chất đáy...
Bước 2: Xây dựng các trạm nghiệm triều, đo nối điểm số “0” trạm nghiệm
triều về điểm độ cao nhà nước.
Bước 3: Kiểm tra, kiểm nghiệm thiết bị định vị, máy đo sâu hồi âm và tiến
hành đo sâu. Công tác quan trắc thủy triều được tiến hành đồng thời trong suốt quá
trình đo sâu.
Bước 4: Kiểm tra số liệu, cải chính số liệu đo từ độ cao địa hình đáy biển so
với mực nước tức thời tại thời điểm đo về độ cao nhà nước thông qua số liệu quan
trắc mực nước.
Bước 5: Thành lập bản đồ, hải đồ gốc địa hình đáy biển.
1.2.3.

Đo sâu địa hình đáy biển

Đo sâu địa hình đáy biển là quá trình xác định các điểm độ sâu từ mặt nước

tới đáy biển tại thời điểm t và ứng với độ sâu là tọa độ của điểm đó. Kể từ những
năm 1993 q trình đo sâu đã được tự động ghi số liệu tọa độ (x,y), độ sâu (s) và
thời gian (t) trên máy vi tính bằng phần mềm chun dùng. Q trình đo sâu gồm
các bước:
-

Thiết kế tuyến đo sâu và tuyến đo kiểm tra

-

Cài đặt các tham số chuyển đổi tọa độ vào phần mềm đo sâu

-

Lắp đặt và kiểm nghiệm thiết bị

-

Đo sâu và đo kiểm tra

1.2.3.1. Thiết kế tuyến đo sâu và tuyến đo kiểm tra
Để đảm bảo mô tả được sát thực địa hình đáy biển và giảm sai số do tàu đo
sâu bị sóng lắc ngang làm cần phát biến khơng vng góc với mặt nước, thơng
thường tuyến đo sâu được thiết kế là các mặt cắt song song với hướng dốc địa hình.


- 14 -


Khoảng cách giữa các tuyến đo sâu phụ thuộc vào tỷ lệ bản đồ cần đo vẽ, yêu cầu
đảm bảo 1cm trên bản đồ có 1 tuyến đo sâu.
Để kiểm tra chất lượng các tuyến đo sâu và tránh các sai lầm trong quá trình
đo sâu cần thiết kế các tuyến đo kiểm tra các tuyến đo sâu. Vị trí các tuyến đo kiểm
tra thơng thường được lựa chọn vng góc với tuyến đo sâu hoặc ít nhất cũng tạo
với tuyến đo sâu một góc từ 30° đến 120°.
1.2.3.2. Cài đặt tham số
Đối với thiết bị định vị, tọa độ được xác định là hệ tọa độ toàn cầu WGS84.
Tọa độ này được truyền vào máy vi tính thông qua các cổng COM theo các dạng
format chuẩn đã được quy định trên toàn thế giới. Để chuyển về hệ tọa độ địa
phương của khu đo theo yêu cầu có hai phương pháp:
- Cài đặt các tham số tính chuyển trực tiếp vào phần mềm đo sâu trên máy vi
tính, khi đó tuyến đo được thiết kế theo hệ tọa độ địa phương của khu đo.
- Ghi nguyên số liệu thu được theo tọa độ WGS84 từ thiết bị định vị, tính
chuyển khi xử lý số liệu, khi đó tuyến đo được thiết kế theo hệ tọa độ WGS84.
Đối với máy đo sâu cần cài đặt hai tham số là khoảng cách từ mặt nước đến
đầu phát biến và tốc độ sóng âm tại khu đo
- Khoảng cách từ mặt nước đến đầu phát biến có thể cài đặt vào máy đo sâu
hoặc phần mềm đo sâu.
- Tốc độ sóng âm tại khu đo cài đặt vào máy đo sâu. Thông thường giá trị này
được xác định ngay tại khu đo bằng máy đo tốc độ âm.
Ngoài ra nếu có sử dụng địa bàn số thì cần phải cài đặt số cải chính cho địa
bàn, thơng số này thường được cài đặt trong phần mềm đo sâu.
1.2.3.3. Lắp đặt và kiểm nghiệm thiết bị
Thiết bị lắp đặt trên tàu đo sâu gồm:
- Máy đo sâu: Lắp đặt máy đo sâu quan trọng nhất là cần phát biến. Đối với
các tàu thiết kế chuyên dùng vị trí lắp đặt cần phát biến được thiết kế tại đáy tàu,
nếu không phải tự tìm vị trí thích hợp lắp đặt sao cho đó là vị trí ít chịu ảnh hưởng
về sự dao động của tàu nhất và cần phát biến luôn vuông góc với mặt nước. Sau khi



- 15 -

lắp đặt cần xác định chính xác khoảng cách từ mặt nước đến đầu phát biến (draft) để
cài đặt vào máy.
- Máy định vị: Quan trọng nhất là lắp đặt ăng-ten, tốt nhất là lắp đặt ăng-ten
đồng trục với cần phát biến của máy đo sâu. Trong trường hợp không thể lắp đặt
được ăng-ten máy định vị trùng với cần phát biến máy đo sâu thì có thể lắp tại vị trí
khác, trường hợp này nhất thiết cần phải có địa bàn số và cần phải xác định giá trị
offset từ ăng-ten đến cần phát biến theo 2 hướng song song và vng góc với thân
tàu. Giá trị này được cài vào phần mềm đo sâu, kết hợp với tọa độ ăng-ten, hướng
phương vị từ địa bàn số để tính ra vị trí của cần phát biến tại mỗi thời điểm t.
- Địa bàn số: Địa bàn số cần thiết phải có trong trường hợp ăng-ten máy định
vị không đồng trục với cần phát biến máy đo sâu để tính ra vị trí cần phát biến. Nếu
ăng-ten máy định vị đồng trục với cần phát biến thì địa bàn có tác dụng xác định
hướng mũi tàu giúp người lái tàu dễ dàng hơn trong việc điều khiển tàu đo sâu đi
đúng tuyến đã thiết kế.
- Máy vi tính: Máy vi tính cần lắp đặt tại vị trí thuận lợi cho người lái tàu và
người điều khiển phần mềm đo sâu đều có thể dễ dàng nhìn thấy màn hình. Trong
trường hợp cần thiết có thể sử dụng thêm 1 màn hình riêng cho lái tàu. Lắp đặt máy
vi tính cũng cần chú ý việc lắp đặt dây truyền dữ liệu từ máy định vị, máy đo sâu và
địa bàn số vào cổng COM máy vi tính. Dạng format, tốc độ truyền cần phải thống
nhất việc cài đặt giữa thiết bị và phần mềm.
Kiểm nghiệm thiết bị trên tàu đo sâu gồm:
- Máy đo sâu: Sau khi cài đặt hằng số draft, tốc độ âm vào máy đo sâu cần
phải kiểm nghiệm máy đo sâu, máy đo sâu phải được kiểm nghiệm tại môi trường
nước ở khu vực đo sâu. Để kiểm nghiệm máy đo sâu người ta dùng 1 đĩa sắt đường
kính khoảng 1 mét xung quanh có khoét các lỗ nhỏ đường kính khoảng 3 cm để dễ
dàng khi thả và kéo dưới nước, đĩa được thả xuống nước tại vị trí đầu cần phát biến
bằng dây cáp khơng dãn trên có đánh dấu khoảng cách từng mét. Tại các vị trí đánh

dấu tiến hành cố định dây cáp, giữ cho tàu thăng bằng và đọc số trên máy đo sâu, số
đọc trên dây cáp. Lần lượt xác định các vị trí tùy theo độ sâu tại khu đo trong khả


- 16 -

năng cho phép, xác định sự sai khác giữa số đọc trên máy đo sâu và trên dây cáp
của đĩa kiểm nghiệm, sai số này phải nhỏ hơn hạn sai cho phép.
- Máy định vị: Để kiểm tra máy định vị và việc cài đặt các tham số tính chuyển
hệ tọa độ người ta có thể thực hiện theo hai cách:
Cách 1: Đặt ăng-ten máy định vị tại ít nhất 2 mốc đã có tọa độ và tiến hành
xác định số chênh giữa tọa độ mốc và tọa độ xác định bằng máy định vị thu được
trên máy vi tính.
Cách 2: Để nguyên máy định vị dưới tàu, cố định tàu và tiến hành xác định
tọa độ ăng-ten bằng máy toàn đạc điện tử từ các mốc tọa độ có sẵn ở trên bờ so sánh
với tọa độ máy định vị thu được trên máy vi tính.
Sai số tọa độ kiểm nghiệm máy định vị phải nhỏ hơn hạn sai cho phép.
- Địa bàn số: Để kiểm tra địa bàn số người ta tiến hành cố định tàu và so sánh
số đọc trên địa bàn với phương vị tính được của trục tàu bằng cách dùng máy tồn
đạc điện tử xác định điểm mũi tàu và điểm đuôi tàu từ các mốc tọa độ trên bờ. Số
hiệu chỉnh cho địa bàn số được cài trực tiếp vào địa bàn hoặc phần mềm đo sâu.
1.2.3.4. Đo sâu và đo kiểm tra
Sau khi hồn tất cơng tác lắp đặt và kiểm nghiệm thiết bị quá trình đo sâu
tương đối đơn giản. Người sử dụng phần mềm thông báo cho trạm nghiệm triều thời
gian bắt đầu đo sâu, đặt tên cho file đo sâu, cài đặt mật độ điểm ghi trên tuyến đo
(có thể ghi theo khoảng cách, thời gian, sự thay đổi của địa hình...), mở tuyến đo
sâu đã thiết kế và bắt đầu quá trình đo sâu. Người lái tàu nhìn vào màn hình máy vi
tính điều khiển tàu chạy theo đúng tuyến đã thiết kế, người vận hành máy đo sâu
theo dõi điều chỉnh máy đo sâu và đánh dấu trên băng giấy các vị trí có địa hình bất
thường, người sử dụng máy vi tính theo dõi quá trình tự động ghi số liệu và chuyển

sang tuyến đo sâu mới khi kết thúc tuyến đo.
Quá trình đo kiểm tra tương tự như quá trình đo sâu. Để số liệu so sánh tốt
hơn thông thường chọn mật độ ghi trên tuyến kiểm tra dầy hơn tuyến đo sâu.


- 17 -

Hình 1.2: Màn hình phần mềm HYDROpro khi đo sâu
1.2.4.

Nghiệm triều và cải chính ảnh hưởng của thủy triều

1.2.4.1. Nghiệm triều:
Hiện nay nghiệm triều trong đo vẽ địa hình đáy biển chủ yếu vẫn sử dụng
theo phương pháp cổ điển là xây dựng trạm nghiệm triều, truyền độ cao nhà nước
đến đến điểm số “0” trạm nghiệm triều và tiến hành đọc số theo thời gian trong suốt
quá trình đo sâu. Yêu cầu xây dựng trạm nghiệm triều như sau:
Trạm nghiệm triều phải được chọn ở nơi thuận tiện cho việc quan trắc mực
nước biển lên xuống hàng ngày. Vị trí của điểm nghiệm triều cần chọn ở nơi lặng
gió, sóng biển ít tác động đến kết quả đọc số trên thước quan trắc.
Tùy theo yêu cầu độ chính xác thời gian giữa các lần đọc số có thể dài,
ngắn khác nhau song thông thường là dãn cách 10 phút tại các thời điểm đỉnh triều
và chân triều và 30 phút tại các thời điểm khác. Quy trình đọc số như sau:


- 18 -

Lần 1 đọc đỉnh sóng, lần 2 đọc chân sóng, lấy trung bình số đọc và tính
chuyển độ cao mực nước tại thời điểm đọc số về mặt chuẩn. Đọc trước và sau quá
trình đo sâu 30 phút để có số liệu kiểm tra.

Kết quả quan trắc thủy triều được vẽ lên đồ thị với trục tung là độ cao mực
nước tại thời điểm đọc ứng với hoành độ là thời gian. Kết quả thể hiện trên đồ thị
cho phép kiểm tra kết quả đọc số, bình thường đồ thị sẽ có hình sin với hình dáng
trơn đều tùy theo khu đo là nhật triều hay bán nhật triều.
1.2.4.2. Cải chính thủy triều:
Giả sử tại thời điểm đo, chúng ta có số liệu đo sâu của một điểm bao gồm:
+ Các giá trị tọa độ North, East:

N o , Eo

+ Giá trị độ sâu đo được:

Deo

+ Thời gian (giờ, phút, giây và ngày, tháng, năm):

to, và Do.

Giá trị Deo là khoảng cách từ mặt nước đến bề mặt đáy biển tại vị trí No, Eo
tại thời điểm to (độ sâu đo). Để đưa được giá trị này so với mặt “0” chuẩn (H
nghiệm triều), hay là độ cao chuẩn của bề mặt đáy biển (H điểm đo), chúng ta phải
tính được độ cao của mặt nước tại vị trí của điểm đo ở thời điểm đó (H mặt nước hay mực nước).
Hiện nay trong đo sâu có thể sử dụng số liệu 1 trạm nghiệm triều hoặc 2
trạm nghiệm triều đồng thời tùy theo phạm vi khu đo và yêu cầu thiết kế. Ở đây sẽ
giới thiệu nguyên tắc sử dụng 1 trạm thủy triều và 2 trạm thủy triều.
a) Sử dụng số liệu 1 trạm:
Khi sử dụng số liệu 1 trạm quan trắc thì độ cao của mặt nước tại điểm đo ở
thời điểm đo (to) chính là giá trị độ cao tính được bằng cách nội suy độ cao của mực
nước giữa hai thời điểm quan trắc (t1, t2).
Xét ví dụ:

Chúng ta có số liệu đo sâu của 1 điểm trong bảng 1.1:
Bảng 1.1
TĐ
1

X(m)

X(m)

1234611.593 233408.374

Độ sâu (m) Tuyến đo
-15.174

10

Giờ

Ngày

14:28:15 11/05/09


- 19 -

Số liệu quan trắc thủy triều trong bảng 1.2:
Bảng 1.2
STT

H mực nước


Giờ

1

11/05/09

14:00:00

1.26

-1.00

0.26

2

11/05/09

14:30:00

1.36

-1.00

0.36

Như vậy:

Số đọc TB


Ho mia nước

Ngày

t1 < To < t2

Ta cần tính độ cao mực nước tại thời điểm 14:28:15
Δhnt = h2 – h1 = 0.36m – 0.26m = 0.10m
ΔT = t2 – t1 = 14:30 – 14:00 = 30p = 1800s
ΔTo = to – t1 = 14:28:15 – 14:00 = 28p15s = 1695s
Mức thay đổi độ cao của mực nước (từ t1 đến t2) trong 1 giây (s) là:
Mh = Δhnt / ΔT = 0.10m / 1800s
Độ cao mực nước tại thời điểm cần tính:
hnt = h1 + Δto * Mh
Độ cao của điểm đo sâu:
Hđs = hnt – Deo
T Ýn h iÖ u tõ v Ö tin h
T Ýn h iÖ u tõ tr¹ m c ¶ i c h Ýn h

H cäc

H n triỊ u

M Ỉ t n − í c b iĨ n
M Æ t "0 "

H m a ë t n ö ụ ực

Đ ộ sâ u đ o


H đ iể m đ o
M ặ t đ á y b iể n

Hỡnh 1.3: Sơ đồ đo sâu và quan trắc thủy triều


- 20 -

b) Sử dụng số liệu 2 trạm:
Khi sử dụng số liệu 2 trạm, việc tính giá trị độ cao của mực nước tại thời
điểm cần tính tại vị trí của trạm cho từng trạm vẫn tương tự. Tuy nhiên, lúc này ta
phải sử dụng cả tọa độ của 2 trạm quan trắc và của điểm đo để tính.
Tại thời điểm đo, chúng ta dựng được một mặt phẳng thỏa mãn 2 điều kiện:
+ Chứa 2 vị trí độ cao mực nước của 2 trạm.
+ Đường giao của mặt phẳng này với mặt “0” vng góc với đường qua 2
trạm.
Như vậy, có bao nhiêu điểm đo thì có bấy nhiờu mt phng ni suy.

TD2
Vị trí
điểm đo sâu

M ặt nội suy

TD
A

ht2


TD1
ht1

B

Trạm 2
H2

Trạm 1
H1

M ặt "0"

Hỡnh 1.4: Mt phng ni suy cải chính 2 trạm nghiệm triều
Trong đó:
+ H1: độ cao thước nước trạm 1
+ ht1: độ cao mực nước tính được ở vị trí trạm 1 tại thời điểm tính: TD1 = H1+ht1.
+ H2: độ cao thước nước trạm 2
+ ht2: độ cao mực nước tính được ở vị trí trạm 2 tại thời điểm tính: TD2 = H1+ht1.
Nhìn vào hình 1.4 ta thấy tất cả các điểm nằm trên cùng một đường thẳng
vng góc với đường nối TD1-TD2 trên mặt nội suy thì có cùng giá trị độ cao.


- 21 -

Để tính được độ cao của điểm đo, ta cần làm theo các bước sau:
-

Tính độ cao mực nước tại 2 trạm quan trắc (để dựng mặt phẳng nội suy).


-

Chiếu điểm đo xuống đường nối qua 2 trạm quan trắc trên mặt phẳng nội
suy (điểm A).

1.2.5.

Tính độ cao của điểm chiếu.
Thành lập bản đồ địa hình đáy biển
Kết thúc quá trình đo sâu ngoại nghiệp, sau khi kiểm tra số liệu đo sâu, cải

chính thủy triều tiến hành thành lập bản đồ địa hình đáy biển. Hiện nay tất cả các
phần mền đo biển đều có chương trình xử lý kiểm tra số liệu, lọc nhiễu, tính chuyển
hệ tọa độ và thành lập bản đồ địa hình đáy biển. Tuy nhiên tùy theo kinh nghiệm,
thói quen mà các đơn vị có thường sử dụng các phần mềm khác nhau như
Microstation, AutoCAD, SDRmap, Hydro Pro ...Quá trình gồm các bước:
a) Đọc số liệu vào phần mềm
b) Tạo bề mặt địa hình với khoảng cao đều theo tỷ lệ bản đồ và địa hình khu đo
c) Làm trơn đường bình độ
d) Cắt mảnh, vẽ khung, đưa các yếu tố hải văn, chất đáy và tiếp biên với phần bản
đồ trên đất liền, đảo
e) Biên tập, điền viết thông tin và in ấn
1.3.

Quy trình cơng nghệ đo vẽ địa hình đáy biển ở nước ngồi

1.3.1.

Tình hình chung
Qua tham khảo tài liệu và thông tin thuộc lĩnh vực đo đạc biển từ các nước


tiên tiến trên thế giới và từ việc các cán bộ tại cơ quan đã đi tham quan công nghệ
đo đạc, thành lập và khai thác sử dụng bản đồ biển ở các nước Singapore, Nauy
chúng tôi nhận thấy hiện nay cơng nghệ đo đạc địa hình đáy biển ở các nước tiến
tiến trên thế giới đã đi trước chúng ta rất nhiều về thiết bị và quy trình công nghệ:
Máy đo sâu hồi âm: Hiện nay đang sử dụng chủ yếu là các loại máy đo sâu
đa chùm tia (với các thiết bị phụ trợ cần thiết). Các loại máy đo sâu thường sử dụng
là:


- 22 -

Máy đo sâu đa tia Multibeam của hãng Kongsberg-Simrad; SIMRAD EM

-

3000, 127 BEAM.
Máy đo sâu công nghệ Laser nhãn hiệu Lads MKII dùng cho các vùng nước

-

nông nhằm đẩy nhanh tốc độ đo biển.
Thiết bị định vị: Thiết bị định vị sử dụng cơng nghệ ABSPOS; TERRAPOS;
BEACON. Ngồi ra cịn sử dụng các loại cơng nghệ độ chính xác cao RTK của
hãng Trimble; DGPS của hãng Furgo.
Quan trắc thuỷ triều: Quan trắc và xử lý thuỷ triều thống nhất theo tiêu
chuẩn quốc tế của tổ chức hải văn quốc tế (IHO).
Phần mềm dẫn đường và ghi số liệu đo sâu: Phần mềm Hydro Pro, Hypack
Max, QinC…
Phần mềm xử lý số liệu: Xử lý số liệu thô bằng phần mềm Kongsberg

software : SIS, NEPTUNE, CFLOOR, TRITON, POSEIDON; hoặc phần mềm của
hãng CARIS: phần mềm HIPS và SIPS. ...; biên tập bản đồ bằng phần mềm
INTERGRAPH, D-KART hoặc phần mềm của hãng CARIS: phần mềm HIPS và
SIPS. ...
Xây dựng hệ cơ sở dữ liệu: Sử dụng ORACLE
1.3.2.

Các phương pháp xác định đo sâu
Hiện nay để xác định độ sâu từ mặt nước đến địa hình đáy biển chủ yếu sử

dụng máy đo sâu hồi âm trong đó có hai loại là máy đo sâu hồi âm đơn tia (Single)
và máy đo sâu hồi âm đa tia (Multi)
Kèm theo là các loại thiết bị phụ trợ như máy đo tốc độ sóng âm, máy đo
độ lắc của tàu, máy cải chính sóng biển, máy quan trắc thuỷ triều tự động ngồi
khơi ...
1.4.

Nghiệm triều truyền thống và nghiệm triều bằng triều ký tự động

1.4.1

Nghiệm triều truyền thống:
Thơng thường có hai loại trạm nghiệm triều theo phương pháp truyền

thống, đó là trạm thước mốc đo mực nước và trạm thủy chí.
Vị trí quan trắc cần phải thông tự do với biển khơi, đủ sâu, tránh được ảnh


- 23 -


hưởng của tàu thuyền và sóng và đảm bảo quan trắc được trong mọi thời tiết. Thông
thường trạm mực nước đặt trong cảng được chắn bởi các đập chắn sóng hoặc giếng
có lối thơng ra biển. Cũng có thể trạm mực nước được đặt trong những vịnh nhỏ lưu
thông với biển khơi.
1. Trạm mực nước với thước đo nước:
Trạm mực nước loại thước mốc đo nước thường được bố trí trong các cảng
sâu, bờ dốc đứng, được trang bị thước đo nước bằng kim loại tráng men gắn thẳng
đứng vào cầu cảng hoặc các vật kiến trúc khác (Hình 1.5). Độ dài thước lớn hơn độ
lớn của dao động mực nước khoảng 1-1,5 m, đầu dưới của thước không được lộ ra
khi mực nước thấp nhất và đầu trên không bị ngập khi mực nước cao nhất. Việc
quan trắc được thực hiện theo thời gian bằng mắt thường hoặc ống nhịm.

Hình 1.5: Trạm mực nước với thước đo nước

2. Trạm mực nước loại thủy chí
Với vùng biển có đáy thoải và thiếu các cơng trình ven bờ người ta thiết kế
trạm mực nước loại thủy chí. Trạm này gồm một số bệ mốc (Hình 1.6) tạo thành
một hàng tuân thủ các yêu cầu sau:
-

Trắc diện đáy trên tuyến bệ mốc phải được đo nối độ cao.

-

Đỉnh mốc thấp nhất phải thấp nằm thấp hơn mực nước thấp nhất khoảng
25-50cm, còn đỉnh mốc cao nhất phải nằm cao hơn mực nước cao nhất


- 24 -


khoảng 25-50cm.
-

Khoảng cách giữa hai bệ mốc không được xa quá 50m.

-

Hiệu các độ cao các đỉnh mốc kế cận phải bằng khoảng 20-80cm.

-

Các bệ mốc đánh số thứ tự bắt đầu từ mốc cao nhất.
Các bệ mốc thường được làm bằng gỗ, kim loại hay bê-tông, chúng được

cắm vững, thẳng đứng vào đáy biển.
Để quan trắc mực nước biển tại các thủy trí người ta sử dụng các thước
nước di chuyển. Loại thước nước này có cơ cấu giảm nhiễu do sóng khi đọc số đo
mực nước.

Mèc c¬ së
Mùc n−íc cao nhÊt
Mùc n−íc
thÊp nhÊt

o

N thđy trÝ

1


2

3

4

5

6

Hình 1.6: Sơ đồ tuyến thủy chí của trạm mực nước

3. Số “0” trạm và số “0” thước đo nước
Tất cả các số đo mực nước biển tương ứng với một mặt phẳng quy ước, đó
là số “0” trạm. Do số khơng của thước đo nước không thể làm trùng hợp với số
không trạm, nên sau khi thiết lập thước đo nước phải thực hiện đo nối độ cao để xác
định độ cao của số không thước đo nước so với số không trạm, đại lượng này gọi là
số “0” thước đo nước.
Các trạm mực nước dùng thước đo nước hoặc thủy chí được dùng nhiều
trong quá khứ và cả ngày nay vì tính chất rẻ tiền, mức độ tin cậy. Hơn nữa ngay đối
với các trạm mực nước có máy tự ghi người ta vẫn dùng kèm với thước đo nước