Tìm hiểu công thức tính đo chênh cao trong trắc địa

Công thức tính đo chênh cao trong trắc địa không chỉ là phép tính đơn thuần mà còn mang ý nghĩa quan trọng trong việc xác định địa hình, lập bản đồ và ứng dụng trong xây dựng các công trình. Bài viết sau của Việt Thanh Group sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về công thức tính chênh lệch về độ cao giữa các điểm trên mặt đất, cũng như ý nghĩa, ứng dụng và yếu tố nào ảnh hưởng đến cách tính. Cùng theo dõi bài viết bạn nhé!

>>> Xem thêm: Đo cao độ bằng máy thủy bình cho kết quả chính xác cao

Công thức tính đo chênh cao và các phương pháp tính chênh cao phổ biến

Công thức tính đo chênh cao theo phương pháp tính chênh cao từ giữa

Phương pháp tính chênh cao từ giữa là phổ biến nhất, dựa vào tia ngắm của máy thủy bình để xác định độ chênh lệch giữa 2 hoặc nhiều điểm.

*** Công thức tính cơ bản tính đo chênh cao 2 điểm có khoảng cách ngắn và độ dốc nhỏ như sau:

• Giả sử ta có 2 điểm A và B, cần xác định độ chênh cao giữa 2 điểm này (Hình H1)
• Đặt máy đo thủy bình tại điểm K  là điểm ở giữa 2 điểm A,B và cân bằng máy chính xác, tạo ra tia ngắm nằm ngang. Ta có:

HAB = S – T

• Trong đó:

HAB : Chênh cao giữa 2 điểm A, B

S : Số đọc trên mia đặt tại A

T : Số đọc trên mia đặt tại B

• Trường hợp: S > T có nghĩa điểm A cao hơn B và ngược lại

*** Cách tính chênh cao giữa nhiều điểm, khoảng cách xa và độ dốc lớn:

Trong trường hợp, khoảng cách A,B xa và có độ dốc lớn thì trên đoạn đo cần đặt nhiều trạm máy K1,K2,…,Kn, với các điểm 1 đến n là điểm đặt mia. (Hình H2)

Khi đó, giữa A và B có công thức tính đo chênh cao là:

HAB = i = 1nHi = i = 1Nsi – i = 1nTi

>>> Xem thêm: Hướng dẫn cách đo cao độ bằng máy toàn đạc Leica

Công thức tính đo chênh cao theo phương pháp tính chênh cao từ phía trước

Với phương pháp này, đặt máy thủy bình tại mốc A đã biết độ cao, ngắm mia đặt tại B. Khi đó chênh cao giữa 2 điểm tính theo công thức sau:

HAB = i – b

• Trong đó:

i: Chiều cao của máy thủy bình

b: Số đọc trên mia đặt tại B

• Độ cao của điểm B là: HB = HA + HAB  = HA + (i – b)

Ngoài cách sử dụng máy thủy bình theo phương pháp đo chênh cao từ giữa và từ phía trước ở trên, còn có phương pháp khác để tính như:

• Đo chênh cao bằng máy toàn đạc điện tử: Tính chênh cao thông qua đo góc và đo khoảng cách.
• Đo chênh cao bằng máy GPS RTK: Thông qua các vệ tinh để xác định tọa độ, cao độ các điểm

>>> Xem thêm: Phương pháp đo cao độ bằng máy toàn đạc điện tử

Ý nghĩa của công thức tính đo chênh cao trong trắc địa

Công thức tính chênh lệch độ cao giữa các điểm có ý nghĩa quan trọng như sau:

• Xác định độ cao tương đối: Từ công thức tính ta xác định độ cao chính xác của một điểm so với một điểm khác và tạo ra hệ thống cao độ của khu vực.
• Lập bản đồ địa hình: từ các giá trị chênh cao để vẽ đường đồng mức, qua đó thể hiện hình dạng, độ dốc, vị trí các điểm cao thấp của địa hình rõ ràng.
• Thiết kế công trình xây dựng: Các thông số chênh cao rất quan trọng trong thiết kế công trình xây dựng như công trình thủy lợi thủy điện, công trình giao thông, nhà cao tầng,… và đảm bảo công trình được xây trên nền đất phù hợp với địa hình, ổn định.
• Đảm bảo chất lượng công trình xây dựng: Công thức tính đo chênh cao chính xác giảm thiểu rủi ro trong quá trình thi công, đảm bảo chất lượng, tuổi thọ của công trình.
• Làm cơ sở cho các phép tính khác: Chênh cao là một trong những yếu tố cơ bản, có liên quan đến việc tính toán diện tích các hình chiếu, khoảng cách không gian, thể tích đào đắp,…
• Quản lý tài nguyên thiên nhiên: Việc đo chênh cao phục vụ việc khai thác, quản lý tài nguyên thiên nhiên hiệu quả thông qua việc đánh giá trữ lượng nước ngầm, đất, đá,…
• Phục vụ cho kinh tế, xã hội: Cơ sở quan trọng để lên kế hoạch, quy hoạch, xây dựng và phát triển đô thị, hạ tầng cơ sở,… phù hợp dựa vào việc đo chênh cao thu thập được cao độ, các thông tin về địa hình.
• Phục vụ nghiên cứu khoa học: Đo chênh cao cũng đóng vai trò trong nghiên cứu địa chất, khí tượng, thủy văn,…

>>> Xem thêm: Cao độ trong xây dựng là gì? Phương pháp và cách đo cao độ chuẩn nhất

Ứng dụng của công thức tính đo chênh cao trong trắc địa

Việc đo chênh cao trong trắc địa là nền tảng cho nhiều lĩnh vực và có nhiều ứng dụng thực tế, như:

• Trong xây dựng: Xác định độ dốc, thiết kế công trình giao thông, công trình thủy lợi, nhà cao tầng, hệ thống thoát nước, tính toán khối lượng đất đào đắp san nền,…
• Trong địa hình: Nghiên cứu địa hình, địa chất; qua đo chênh cao tại nhiều điểm, vẽ đường đồng mức thể hiện bản đồ địa hình.
• Trong kỹ thuật: Lắp đặt đường ống, xây dựng công trình thủy lợi.
• Trong nông nghiệp: Xây dựng hệ thống tưới tiêu, cải tạo đất đai.

Ví dụ minh họa về ứng dụng các tính đo chênh cao trong trắc địa:

• Xây dựng đường: Ta cần xác định độ dốc mặt đường, vị trí các điểm cao thấp để lên thiết kế hệ thống cầu cống, thoát nước hợp lý.
• Lập bản đồ địa hình: Khi lập bản đồ khu vực đồi núi, ta đo chênh cao tại nhiều điểm tại khu vực đó, rồi tiến hành vẽ các đường đồng mức, thể hiện rõ hình dạng địa hình: độ dốc thoải khi các đường đồng mức càng thưa và độ dốc càng tăng khi các đường đồng mức cần gần nhau hơn.

>>> Xem thêm: Phương pháp đo cao hình học: Hướng dẫn chi tiết

Các yếu tố ảnh hưởng đến công thức tính đo chênh cao trong trắc địa và cách khắc phục như nào?

Kết quả đo chênh cao chịu nhiều ảnh hưởng của một số yếu tố sau:

• Sai số của thiết bị đo máy thủy bình, máy toàn đạc hoặc máy GPS,…
• Yếu tố thời tiết như nhiệt độ, tốc độ gió, áp suất khí quyển,…
• Kỹ thuật thực hiện của người đo như cách đặt máy, cách ngắm mia, cách đọc số,…
• Địa hình khu vực tiến hành đo như độ dốc, vật cản,…

Vậy, biện pháp giảm thiểu sai số trong công thức tính chênh lệch là:

• Sử dụng thiết bị đo hiện đại, có độ chính xác cao. Một số model máy thủy bình chất lượng, độ chính xác cao được đánh giá cao như máy thủy bình Hi-Target HT32 cao cấp, Satlab SAL32, Topcon AT-B4A,…
• Thường xuyên kiểm tra thiết bị hoạt động trước, trong quá trình đo đạc
• Lựa chọn vị trí đặt máy và mia đo hợp lý
• Có thể thực hiện đo lặp lại nhiều lần và tính trung bình, giảm sai số ngẫu nhiên
• Người thực hiện có kiến thức chuyên môn, giàu kinh nghiệm

>>> Xem thêm: Top 3 máy thủy bình Sokkia chất lượng, khả năng đo tốt

Như vậy, công thức tính đo chênh cao là phép tính quan trọng, không thể thiếu trong công tác trắc địa. Việc đo tính chênh cao giúp chúng ta hiểu rõ hơn về địa hình khu vực, phục vụ và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Nếu thấy thông tin bài viết cách tính chênh cao hữu ích, bạn nhớ like và share cho Việt Thanh Group nhé!