Đo cao lượng giác so với cao hình học: sự khác biệt và ứng dụng thực tế

Trong lĩnh vực trắc địa và đo đạc, việc xác định độ cao của các điểm trên bề mặt trái đất là một nhiệm vụ quan trọng và cần thiết. Hai phương pháp chính thường được sử dụng để đo cao là đo cao lượng giác và đo cao hình học. Mỗi phương pháp có những đặc điểm, ưu điểm và nhược điểm riêng, phù hợp với các điều kiện và mục đích sử dụng khác nhau. Bài viết này sẽ trình bày chi tiết về đo cao lượng giác so với cao hình học và nêu bật vai trò của máy thủy bình trong quá trình đo đạc.

Khái niệm về đo cao lượng giác so với cao hình học

• Đo cao hình học: Dựa vào nguyên lý hình học, để xác định hiệu độ cao giữa các điểm người ta sử dụng máy thuỷ bình có tia ngắm nằm ngang
• Đo cao lượng giác: là xác định hiệu độ cao giữa các điểm dựa vào sự liên hệ hàm lượng giác trong tam giác vuông.

Việc xác định độ cao của các điểm trên bề mặt trái đất là một phần không thể thiếu trong các dự án trắc địa và xây dựng. Có hai phương pháp chính thường được sử dụng: đo cao lượng giác và đo cao hình học. Mỗi phương pháp đều có những đặc điểm riêng, phù hợp với các điều kiện địa hình và yêu cầu kỹ thuật khác nhau. Dưới đây là sự so sánh chi tiết giữa hai phương pháp này.

Sự khác nhau của đo cao hình học so với đo cao lượng giác 

Địa hình áp dụng

Đo cao lượng giác: Phương pháp này rất phù hợp với các khu vực có địa hình phức tạp như núi non, rừng rậm, hoặc các khu vực có nhiều chướng ngại vật. Điều này là do đo cao lượng giác dựa trên việc đo các góc và khoảng cách, do đó không cần phải có một mặt đất bằng phẳng giữa các điểm đo. Các kỹ sư có thể sử dụng thiết bị để đo từ xa mà không cần tiếp cận trực tiếp từng điểm đo, điều này giúp giảm bớt khó khăn trong việc di chuyển và thiết lập thiết bị đo đạc ở những khu vực khó khăn.

Đo cao hình học: Trái ngược với đo cao lượng giác, phương pháp đo cao hình học phù hợp hơn với các khu vực có địa hình bằng phẳng và không quá phức tạp. Điều này là do đo cao hình học dựa trên việc đo chênh lệch độ cao giữa các điểm bằng máy thủy bình và thước đo cao. Các điểm đo cần phải có tầm nhìn trực tiếp và không bị che khuất bởi chướng ngại vật để đảm bảo độ chính xác của phép đo. Vì vậy, phương pháp này thường được áp dụng trong các khu vực đô thị, đồng bằng, và các khu vực có địa hình ít thay đổi.

Độ chính xác

Đo cao lượng giác: Khi thực hiện đúng cách và sử dụng các thiết bị đo đạc chính xác như máy đo khoảng cách và máy đo góc, phương pháp đo cao lượng giác có thể đạt độ chính xác cao. Tuy nhiên, độ chính xác này cũng phụ thuộc vào kỹ năng và kinh nghiệm của người thực hiện đo đạc, cũng như điều kiện thời tiết và môi trường xung quanh. Các sai số nhỏ trong việc đo góc hoặc khoảng cách có thể dẫn đến sai số lớn trong kết quả đo cao.

Đo cao hình học: Đo cao hình học thường đạt độ chính xác rất cao khi sử dụng máy thủy bình và thước đo cao. Máy thủy bình được thiết kế để đo chính xác chênh lệch độ cao giữa các điểm và không bị ảnh hưởng nhiều bởi các yếu tố bên ngoài như thời tiết. Khi được sử dụng đúng cách, máy thủy bình có thể cung cấp các kết quả đo cao với sai số rất nhỏ, đáp ứng được các yêu cầu khắt khe của các dự án xây dựng và quy hoạch đô thị.

Độ phức tạp kỹ thuật

Đo cao lượng giác: Phương pháp này yêu cầu kỹ thuật và thiết bị cao hơn so với đo cao hình học. Người thực hiện đo đạc cần phải có kỹ năng và kiến thức về lượng giác học, cũng như khả năng sử dụng các thiết bị đo đạc hiện đại như máy đo khoảng cách và máy đo góc. Ngoài ra, việc tính toán độ cao từ các góc và khoảng cách đo được cũng phức tạp hơn, đòi hỏi sự chính xác và cẩn thận trong từng bước thực hiện.

Đo cao hình học: Phương pháp đo cao hình học đơn giản và dễ thực hiện hơn. Việc sử dụng máy thủy bình và thước đo cao không đòi hỏi nhiều kỹ năng phức tạp. Các thiết bị này cũng dễ dàng cân chỉnh và sử dụng, giúp người thực hiện đo đạc nhanh chóng thu được các kết quả chính xác mà không cần phải thực hiện các phép tính phức tạp. Điều này làm cho phương pháp đo cao hình học trở nên phổ biến và được sử dụng rộng rãi trong nhiều dự án đo đạc và xây dựng.

Phụ thuộc vào điều kiện thời tiết và tầm nhìn

Đo cao lượng giác: Phương pháp này bị ảnh hưởng nhiều bởi điều kiện thời tiết và tầm nhìn. Để đo góc và khoảng cách chính xác, cần có tầm nhìn tốt giữa các điểm đo. Các điều kiện thời tiết xấu như sương mù, mưa lớn, hoặc bụi có thể làm giảm độ chính xác của các phép đo và gây khó khăn trong việc thực hiện. Do đó, việc chọn thời điểm và điều kiện thời tiết thích hợp là rất quan trọng khi sử dụng phương pháp đo cao lượng giác.

Đo cao hình học: Phương pháp đo cao hình học yêu cầu tầm nhìn trực tiếp giữa các điểm đo, do đó cũng bị hạn chế bởi các chướng ngại vật và điều kiện thời tiết. Tuy nhiên, so với đo cao lượng giác, phương pháp này ít bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường hơn. Máy thủy bình có thể hoạt động tốt trong hầu hết các điều kiện thời tiết, miễn là các điểm đo có tầm nhìn rõ ràng. Điều này làm cho phương pháp đo cao hình học trở nên đáng tin cậy và dễ sử dụng trong nhiều tình huống khác nhau.

Các bước thực hiện đo cao lượng giác khi tiến hành đo cao lượng giác so với cao hình học

• Xác định điểm gốc: Chọn một điểm có độ cao đã biết hoặc một điểm mốc để làm gốc đo.
• Đo góc và khoảng cách: Sử dụng các thiết bị đo đạc như máy đo góc, máy đo khoảng cách để đo các góc và khoảng cách giữa điểm gốc và các điểm mục tiêu.
• Tính toán độ cao: Sử dụng các công thức lượng giác học để tính toán độ cao của các điểm mục tiêu dựa trên các góc và khoảng cách đã đo.

>> Xem thêm: Máy đo cao độ hiệu quả nhất có phải máy thuỷ bình không?

Máy thủy bình trong đo cao lượng giác so với cao hình học

Trong khi máy thủy bình chủ yếu được sử dụng trong đo cao hình học, nó cũng có thể hỗ trợ trong đo cao lượng giác bằng cách cung cấp các điểm chuẩn chính xác cho việc đo góc và khoảng cách. Máy thủy bình ví dụ như máy thủy bình điện tử Sokkia SDL30, máy thủy bình Nikon AC-2S, máy thuỷ bình Sokkia B40A, máy thủy bình Satlab SAL32, máy thuỷ bình Hi-Target HT32,…được sử dụng để thiết lập các điểm đo cố định và đảm bảo rằng các điểm này nằm trên cùng một mặt phẳng ngang. Điều này rất quan trọng trong việc giảm thiểu sai số và tăng độ chính xác của các phép đo lượng giác.

>> Xem thêm: Tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của máy thủy bình

Đo cao lượng giác và đo cao hình học đều là những phương pháp quan trọng trong trắc địa và đo đạc, mỗi phương pháp có những ưu điểm và nhược điểm riêng, phù hợp với các điều kiện và mục đích sử dụng khác nhau. Sự kết hợp giữa các phương pháp này cùng với việc sử dụng các thiết bị đo đạc hiện đại như máy thủy bình giúp đảm bảo độ chính xác và hiệu quả của các phép đo, góp phần quan trọng vào sự thành công của các dự án trắc địa và đo đạc.

Việc hiểu rõ và áp dụng đúng các phương pháp đo cao sẽ giúp các kỹ sư và nhân viên đo đạc đạt được các kết quả chính xác và tin cậy, đáp ứng được yêu cầu của các dự án xây dựng, quy hoạch và nghiên cứu khoa học. Máy thủy bình, với vai trò quan trọng trong đo cao hình học và hỗ trợ trong đo cao lượng giác, sẽ tiếp tục là công cụ không thể thiếu trong lĩnh vực trắc địa và đo đạc. Việt Thanh Group chuyên cung cấp các thiết bị đo đạc chính hãng, giá rẻ như máy thuỷ bình, máy GNSS RTK, máy toàn đạc điện tử,...và dịch vụ cho thuê thiết bị đo đạc