Sử dụng bản đồ địa hình: Kiến thức cơ bản và ứng dụng

Sử dụng bản đồ địa hình là một kỹ năng quan trọng dành cho các kỹ sư trong trắc địa, xây dựng, quản lý đất đai. Bản đồ địa hình giúp con người xác định phương hướng, đo chiều dài, tính diện tích hay đánh giá độ dốc một cách chính xác. Ngày nay, cùng với sự hỗ trợ của các thiết bị hiện đại như máy toàn đạc điện tử, việc đọc, phân tích và khai thác bản đồ địa hình trở nên nhanh chóng và hiệu quả hơn bao giờ hết.

Định hướng bản đồ ngoài thực địa

Để sử dụng bản đồ địa hình đúng cách, trước hết cần xác định hướng của bản đồ so với thực địa. Có hai phương pháp phổ biến:

Định hướng bằng địa vật dạng tuyến: Có thể sử dụng các tuyến đường bộ, đường sắt, kênh mương hay các công trình tuyến khác để làm mốc định hướng. Cách thực hiện là mang bản đồ ra thực địa tại vị trí có địa vật tuyến rõ ràng, sau đó xoay bản đồ sao cho hướng của tuyến đường hoặc kênh mương trên bản đồ trùng khớp với hướng tương ứng ngoài thực tế. Khi đó, bản đồ sẽ được định hướng chính xác.
Định hướng bằng địa bàn: Phương pháp này dựa vào việc sử dụng la bàn. Ta đặt địa bàn lên bản đồ sao cho đường nối Bắc – Nam của địa bàn song song với trục Bắc – Nam của lưới ô vuông tọa độ trên bản đồ. Sau đó, xoay bản đồ cho đến khi kim từ của địa bàn trùng với đường Bắc – Nam, lúc này bản đồ đã quay đúng theo hướng thực địa.

Chiều dài trên bản đồ được quy đổi ra thực địa dựa vào tỷ lệ.

Đo đoạn thẳng: Đo trực tiếp trên bản đồ và nhân với mẫu số tỷ lệ.
Đo đoạn cong: Chia đường cong thành nhiều đoạn thẳng nhỏ, cộng tổng chiều dài rồi nhân với tỷ lệ. Ngoài ra, có thể sử dụng máy đo chiều dài với công thức:

Khi sử dụng bản đồ địa hình, việc đo góc bằng và góc định hướng rất cần thiết trong xây dựng hay quy hoạch.

Đo góc bằng: Sử dụng thước đo độ trực tiếp trên bản đồ.
Đo góc định hướng: Là góc tính từ hướng Bắc đến hướng của đường thẳng cần xác định. Có thể đo trực tiếp như đo góc bằng hoặc sử dụng đồ giải tọa độ.

>> Xem thêm: Các giai đoạn bố trí công trình: Chi tiết từ chuẩn bị đến hoàn thiện

Xác định tọa độ một điểm trên bản đồ

Một trong những ứng dụng quan trọng khi sử dụng bản đồ địa hình là xác định tọa độ các điểm. Việc này có thể tiến hành theo hai cách phổ biến:

Xác định tọa độ địa lý: Trên bản đồ địa hình thường có lưới kinh vĩ độ được in rõ ràng trên bốn cạnh khung. Mỗi đường kinh tuyến và vĩ tuyến đều gắn giá trị cụ thể, giúp người đọc dễ dàng tra cứu. Khi muốn xác định tọa độ địa lý của điểm M, ta kẻ một đường song song với cạnh ô kinh tuyến đi qua M và một đường song song với cạnh ô vĩ tuyến. Dựa vào tỷ lệ của đoạn thẳng đo được, có thể tính toán được kinh độ và vĩ độ chính xác của điểm M. Phương pháp này đặc biệt hữu ích trong công tác khảo sát, quy hoạch đất đai hoặc quản lý tài nguyên.
Xác định tọa độ vuông góc: Tọa độ vuông góc được xác định dựa vào lưới ô vuông tọa độ có trên bản đồ. Ví dụ, khi cần xác định tọa độ của điểm N, ta kẻ hai đường thẳng song song cắt các cạnh của ô vuông chứa N. Dùng thước đo chiều dài các đoạn a, b, c, d, sau đó áp dụng công thức để tính toán giá trị X, Y của tọa độ điểm N. Đây là cách làm thường xuyên được áp dụng trong trắc địa, nhất là khi triển khai công trình xây dựng.

Ngày nay, ngoài việc đo thủ công, người ta còn ứng dụng Máy Toàn Đạc Sokkia IM-50 Series (IM-52, IM-55), Máy toàn đạc Sokkia FX-200 series (Sokkia FX201, Sokkia FX202),… để đối chiếu và kiểm tra tọa độ ngoài thực địa. Các dòng máy hiện đại như Trimble R12i hoặc South Galaxy G7 cho phép xác định vị trí điểm với sai số chỉ vài cm, hỗ trợ kỹ sư trắc địa làm việc nhanh chóng và chính xác hơn.

Xác định độ cao một điểm trên bản đồ

Khi sử dụng bản đồ địa hình, việc xác định độ cao của các điểm là cực kỳ quan trọng, đặc biệt trong thiết kế giao thông, thủy lợi và xây dựng công trình dân dụng. Độ cao trên bản đồ thường được thể hiện bằng đường đồng mức – các đường cong khép kín nối liền các điểm có cùng độ cao.

Ví dụ: nếu điểm A nằm trên đường đồng mức 10m, ta có thể khẳng định độ cao của điểm A là 10 m. Trường hợp điểm B nằm giữa hai đường đồng mức, chẳng hạn giữa 5m và 10m, thì phải áp dụng phương pháp nội suy để xác định giá trị chính xác. Nội suy được thực hiện bằng cách đo khoảng cách từ điểm B đến hai đường đồng mức lân cận, sau đó tính toán tỷ lệ để suy ra độ cao của B.

Xác định độ dốc mặt đất

Độ dốc là yếu tố then chốt trong thiết kế đường sá, công trình thoát nước hay các dự án quy hoạch đô thị. Khi sử dụng bản đồ địa hình, có thể xác định độ dốc bằng cách dùng compa đo đoạn thẳng nối giữa hai điểm nằm trên hai đường đồng mức liền nhau. Sau đó, đặt khẩu độ compa lên thước đo độ dốc, dóng ra đường cong tương ứng và chiếu xuống trục ngang để tìm ra giá trị phần trăm độ dốc.

Ví dụ: nếu khoảng cách ngang giữa hai đường đồng mức 10 m và 20 m là 50 m, thì độ dốc sẽ được tính bằng công thức:

Phương pháp này mang lại kết quả trực quan, giúp người sử dụng bản đồ nắm bắt nhanh độ dốc địa hình. Tuy nhiên, để tăng độ chính xác, nhiều dự án hiện nay sử dụng các công cụ hiện đại như máy toàn đạc điện tử hoặc công nghệ Lidar quét 3D, từ đó xây dựng bản đồ số với thông tin độ dốc được tính toán tự động.

Việc xác định đúng độ dốc không chỉ phục vụ cho việc thiết kế mà còn đảm bảo an toàn trong thi công. Ví dụ, trong xây dựng đường núi, nếu không tính toán chính xác độ dốc sẽ dẫn đến nguy cơ sạt lở và ảnh hưởng đến chất lượng công trình.

>>Xem thêm: Hướng dẫn cách đọc bản vẽ kỹ thuật xây dựng: Nền tảng vững chắc cho mọi công trình

Xác định diện tích trên bản đồ

Có ba phương pháp chính:

Phương pháp hình học: Chia khu vực thành các hình học cơ bản (tam giác, hình thang, chữ nhật), đo và cộng diện tích. Cách này nhanh nhưng sai số cao (khoảng 5%).
Phương pháp giải tích: Dựa trên tọa độ các đỉnh đa giác để áp dụng công thức tính diện tích, sai số chỉ khoảng 0,1%.
Dùng máy đo diện tích: Với các bản đồ in giấy, có thể dùng máy chuyên dụng để đo trực tiếp diện tích với sai số nhỏ (0,5%).

Lập mặt cắt địa hình theo hướng cho trước

Để lập mặt cắt địa hình, vẽ đường thẳng AB trên bản đồ, đánh dấu các điểm giao với đường đồng mức. Sau đó, dựng trục tọa độ đứng, biểu diễn độ cao các điểm rồi nối lại. Kết quả là một mặt cắt địa hình chi tiết phục vụ cho thiết kế và thi công.

>> Xem thêm: Dịch vụ đo đạc bản đồ của Việt Thanh Group

Qua bài viết, chúng ta đã hiểu rõ cách sử dụng bản đồ địa hình trong đo đạc và quản lý thực tế: từ định hướng, đo chiều dài, góc, tọa độ, độ cao cho đến tính diện tích và lập mặt cắt. Đây là kỹ năng nền tảng trong trắc địa, xây dựng và quản lý đất đai.

Trong bối cảnh hiện đại, việc kết hợp bản đồ địa hình với các thiết bị đo tiên tiến như máy toàn đạc điện tử giúp nâng cao độ chính xác, giảm thiểu sai số và hỗ trợ quy hoạch hiệu quả. Chính vì vậy, nắm vững phương pháp sử dụng bản đồ địa hình không chỉ cần thiết cho sinh viên kỹ thuật mà còn vô cùng hữu ích cho kỹ sư, nhà quản lý và các đơn vị thi công.