So sánh phép chiếu gauss và utm trong hệ tọa độ trắc địa

Phép chiếu Gauss và UTM là hai hệ thống chiếu bản đồ phổ biến được sử dụng để chuyển đổi tọa độ địa lý (kinh độ, vĩ độ) trên một hình cầu (Trái Đất) sang tọa độ phẳng trên bản đồ. Mặc dù có nhiều điểm tương đồng, nhưng hai hệ thống này cũng có những khác biệt. Hãy cùng Việt Thanh Group so sánh phép chiếu gauss và utm qua bài viết dưới đây.

Xem thêm: Máy thuỷ bình

Tìm hiểu về phép chiếu gauss

Phép chiếu Gauss là một trong những phương pháp phổ biến để chuyển đổi bề mặt cong của Trái Đất lên một mặt phẳng, tạo ra các bản đồ. Hình chiếu của kinh tuyến và vĩ tuyến sẽ giao nhau và tạo thành một góc 90°.Phương pháp này được đặt tên theo nhà toán học Carl Friedrich Gauss và thường được sử dụng để tạo các bản đồ địa lý, đặc biệt là ở các khu vực có diện tích nhỏ. Với những đặc điểm chính như:

Đẳng góc tại kinh tuyến trung tâm: Các góc ở kinh tuyến trung tâm được bảo toàn, nghĩa là hình dạng của các vật thể gần kinh tuyến trung tâm sẽ được giữ nguyên tương đối tốt.
Biến dạng tăng dần khi rời xa kinh tuyến trung tâm: Các vùng càng xa kinh tuyến trung tâm thì biến dạng về hình dạng và diện tích càng lớn.
Thường dùng cho các bản đồ quy mô nhỏ: Phép chiếu Gauss phù hợp để tạo các bản đồ của các quốc gia hoặc các khu vực có diện tích không quá lớn.

Nguyên lý hoạt động

Hình trụ tiếp xúc: Trong phép chiếu Gauss, người ta tưởng tượng một hình trụ tiếp xúc với Trái Đất dọc theo một kinh tuyến trung tâm của vùng cần chiếu.
Chiếu lên mặt phẳng: Các điểm trên bề mặt Trái Đất được chiếu vuông góc lên hình trụ này, sau đó hình trụ được trải phẳng ra thành một mặt phẳng.

Ứng dụng

Tạo bản đồ địa lý: Phép chiếu Gauss được sử dụng rộng rãi để tạo các bản đồ địa lý của các quốc gia, các tỉnh thành.
Bản đồ địa chính: Dùng để vẽ các bản đồ địa chính, bản đồ quy hoạch. Một vài thiết bị đo đã được sử dụng để hỗ trợ công tác này như máy toàn đạc điện tử Hi-target, máy kinh vĩ satlab, máy đo khoảng cách,…
Bản đồ quân sự: Được sử dụng trong một số loại bản đồ quân sự.

>>> Xem thêm: Mô tả chi tiết về phép chiếu bản đồ Gauss

Tìm hiểu về phép chiếu utm

Phép chiếu UTM (Universal Transverse Mercator) là một trong những hệ thống chiếu bản đồ phổ biến nhất hiện nay, đặc biệt được ưa chuộng trong các ứng dụng bản đồ quy mô lớn và các hệ thống định vị toàn cầu (GPS) với những đặc điểm chính như:

Đẳng góc: Các góc trên bản đồ được bảo toàn tương đối tốt, đặc biệt ở khu vực gần kinh tuyến giữa của mỗi múi.
Biến dạng nhỏ và phân bố đều: Biến dạng về diện tích và chiều dài được phân bố tương đối đều trong mỗi múi chiếu, giúp giảm thiểu sai số khi đo đạc.
Hệ tọa độ đơn giản: Hệ tọa độ UTM sử dụng hệ tọa độ Descartes, với trục X là hướng Bắc và trục Y là hướng Đông, giúp cho việc tính toán và xử lý dữ liệu trở nên dễ dàng.

Nguyên lý hoạt động

Chia thành các múi: Trái Đất được chia thành 60 múi chiếu, mỗi múi rộng 6 độ kinh tuyến.
Hình trụ cắt: Một hình trụ cắt qua Trái Đất theo hai đường cong đối xứng với kinh tuyến giữa của mỗi múi.
Chiếu lên mặt phẳng: Các điểm trên bề mặt Trái Đất được chiếu vuông góc lên hình trụ, sau đó hình trụ được trải phẳng ra thành một mặt phẳng.

Ứng dụng

Bản đồ quy mô lớn: Được sử dụng rộng rãi trong các bản đồ địa hình, bản đồ quân sự, bản đồ quy hoạch đô thị ( đo bằng máy GPS, máy toàn đạc điện tử,…)
Hệ thống GPS: Hệ tọa độ UTM được sử dụng phổ biến trong các thiết bị GPS để hiển thị vị trí.
Các phần mềm GIS: Hầu hết các phần mềm GIS đều hỗ trợ hệ tọa độ UTM.

>>> Xem thêm: Bản đồ utm là gì

So sánh phép chiếu Gauss và Utm

Điểm chung: Cả hai hệ thống đều nhằm mục đích biểu diễn bề mặt cong của Trái Đất lên một mặt phẳng để tạo bản đồ, phục vụ cho các mục đích đo đạc, lập bản đồ, và định vị.

Nguyên lý: Đều dựa trên nguyên lý chiếu hình trụ, tức là chiếu bề mặt Trái Đất lên một hình trụ tưởng tượng tiếp xúc hoặc cắt với Trái Đất theo một đường nào đó.

Điểm khác biệt giữa 2 phép chiếu

Đặc điểm	Phép chiếu Gauss	Phép chiếu UTM
Tiếp xúc/cắt	Tiếp xúc với mặt ellipsoid tại kinh tuyến trục	Cắt mặt ellipsoid theo hai đường cong đối xứng
Múi chiếu	Chia thành các múi chiếu theo kinh tuyến	Chia thành các múi chiếu 6 độ, bắt đầu từ kinh tuyến 180°W
Hệ số biến dạng	Biến dạng lớn nhất ở các vĩ độ xa kinh tuyến trục	Biến dạng nhỏ hơn, phân bố đều hơn
Ellipsoid	Thường sử dụng ellipsoid Krasovsky	Sử dụng các ellipsoid khác nhau tùy theo khu vực
Ứng dụng	Thường dùng cho các bản đồ địa phương, quy mô nhỏ	Thường dùng cho các bản đồ quy mô lớn, bản đồ quân sự

Bài viết trên đây Việt Thanh Group đã tìm hiểu, so sánh phép chiếu gauss và utm.Việc lựa chọn phép chiếu Gauss hay UTM phụ thuộc vào mục đích sử dụng bản đồ và độ chính xác yêu cầu.

Xem thêm: Dịch vụ đo đạc bản đồ