Khảo sát mức độ phù họp các mô hình Geoid toàn cầu cho khu vực Thành phố Hồ Chí Minh
trong đo cao bằng công nghệ GNSS
o Đỗ CÔNG HỮU; LÊ VĂN TÌNH
Trường Đạihọc Tài nguyên vàMôi trường TP.Hồ Chí Minh HỒ VIỆT DŨNG
Trường ĐạihọcGiao thông Vận tải TP. Hồ Chí Minh
Tóm tắt
Trong xây dựng lưới độ cao bằng công nghệ định vị vệ tinh, việc lựa chọn một mô hình Geoid phù hợp cho mỗi khu vực cụ thể thường là vấn đề còn nhiều tranh cãi. Nghiên cứu này thực hiện đo đạc lưới độ cao bằng công nghệ GNSS tĩnh và bình sai độ cao được khảo sát ở một sô' mô hình đang được sử dụng phổ biến cho khu vực TP. Hồ Chí Minh như DMA10, OSU19A, EGM96, EGM2008. Đây là các mô hình trọng trường phổ biến được sử dụng rộng rãi trên các phẩn mềm bình sai GNSS. Phương pháp khảo sát được thực hiện dựa trên việc so sánh giá trị bình sai độ cao từ phẩn mềm Trimble Bussiness Center (TBC) và giá trị độ cao thủy chuẩn của các điểm khảo sát. Việc đánh giá mức độ phù hợp được thực hiện trên 2 trường hợp: Cục bộ riêng cho các vùng địa hình cao, trung bình, thấp và tổng thể cho toàn bộ khu vực nghiên cứu. Kết quả khảo sát nghiên cứu đề xuất lựa chọn mô hình trọng trường phù hợp nhất khi bình sai lưới độ cao bằng công nghệ GNSS áp dụng ở TP. Hồ Chí Minh.
Giới thiệu
Để phân vùng khảosát, trong nghiên cứu này, chúng tôi chia TP.HồChí Minh thành 3 khu vực với đặcđiểm địa hình chủ yếunhư sau:
Khu vực 1: Làvùngcao nằm ỏ phía Bắc - Đông Bắc và một phần Tây Bắc (thuộcbắc huyệnCủChi, Đông Bắcquận Thủ Đức và Quận 9), với dạng địa hình lượn sóng, độ cao trung bình 10-25 m và xen kẽ có những đồi gò độ cao cao nhất tới 32 m, như đồi Long Bình (Quận 9).
Khu vực 2: Làvùng thấp trũng ở phía Nam -Tây Nam và Đông Nam Thành phố (thuộc các Quận 9, 8,7 và các huyện Bình Chánh, Nhà Bè, Cần Giờ).
Vùng này có độ cao trung bình trên dưới 1m và cao nhất 2 m, thấp nhất 0,5 m.
Khu vực 3-. Là vùng cao độ trung bình, phân bô' ở khu vực trung tâm Thành phô', gồm phần lớn nội thành cũ, một phần các Quận2, Thủ Đức,toàn bộ Quận 12. Vùng này có độ cao trung bình 5-10 m.
Dữ liệu và phương pháp Dữ liệu
Cácmô hình Geoid khảo sát:Các mô hình geoid được sử dụng trong khảo sát này gồm DMA10, OSU19A, EGM96, EGM2008 cụ thểnhư sau:
Mô hình geoid toàn cầu DMA10 được công bô' bởi Bộ Quốc phòng Mỹ.
Mô hình OSU91A được công bô' năm 1991 bởi Rapp và cácnhà khoa học của Trường Đại học tổng hợpOHIO(Mỹ).
Mô hình geoid EGM96 là kết quả của sự hợp tác giữa 3cơquan củaMỹ: Cơquan Ảnh và Bản đồ Quốc gia (NIMA), ủy ban Nghiên cứu Vũ trụ và Trường Đại học Tổng hợp OHIO.
Mô hình geoid EGM2008 được công bô' vào ngày 8/1/2008 bởi tiến sĩ Nikolaos Pavlis,thuộc Cơ quan địa không gian Quốc gia Hoa Kỳ [3].
Dữ liệukhảo sát
Bảng 1. Thông số các mô hìnhGeoid
Mô hình Geoid Mắt lưới (Grid) Kích thước (Size)
DMA10 l°x 1° 3 kb
OSU91A 15’xl5’ 2028 kb
EGM96 15’X 15’ 4059 kb
EGM2008 2.5’X 2.5’ 145834 kb
Tập hợp điểm khảo sát bao gồm 148 điểm được phân bố đều ở các quận, huyện. Các điểm này đã được đo nối độcao theophương pháp thủychuẩn hình học với độ chính xác tương đương thủy chuẩn Hạng IV.
Quytrình đo GPS của tập điểm được thực hiện vào tháng 10/2018 với độ chính xác tương đương cấp Lưới Địa chính.
Tài nguyên và Môi trương Kỳ 1-Tháng 3/2021
17
Bảng 2. Danh sáchphân bố các điểm khảo sát
Khu vực Số lượng
Khu vực 1 (Cao) 45
Khu vực 2 (Thấp) 38
Khu vực 3 (Trung
Bình) 65
Giá trị tọa độ, độ cao sử dụng khảo sát được tính toán trên hệ tọa quốc gia VN2000, múi chiếu 3°, kinh tuyến trục 105° 45’.
Phương pháp
Trong bài báo này, độ cao thủy chuẩnđã có của tập điểm được sử dụng để làm cơ sở khảo sát (không tính đến nguồn sai số ảnh hưởng).
Từ kết quả bình sai GPS có được theo từng mô hình Geoid, chúng tôi so sánh với độ caothủy chuẩn đã có đểtính giá trị chênh lệch. Mức độ phù hợp củatừng mô hình Geoid sẽ được xác định thông qua giá trị Q. Việc xác định Q được thực hiện qua công thức sau [2]:
V ới: V- Htc - HGEQ|D (1) Trong đó:
- n là số lượng điểm khảo sát;
- Htcđộ cao thủy chuẩn;
■ hgeoidđộcao bìnhsai theo từng môhình Geoid.
Mô hình nào có giá trị tổng chênh lệch độ cao thấp nhất (Qmin) so vớiđộ caothủy chuẩn được kết luận là mô hình phù hợp nhất đối với khu vực. Bài báo này chỉthựchiện khảosátdựa trên kết quả bình sai GPS từ phần mềm Trimble Bussiness Center.
Các mô hình Geoid được cung cấp từ website của hãng Trimble [4]vớicác thông số như trong Bảng 1.
Kết quả
Kết quả bình sai trên phần mềm TBC thực hiện trên dữ liệu của 36 ca đo với 148 điểm khảo sát đượcphân bõ' trên địa bàn TP. Hồ Chí Minh. Trong phần trình bày này, chúng tôi chỉ trình bày kết quả khảo sát cuối cùng và minh họa số liệu xử lý cho một khu vực cụ thể.
Từ kết quả Bảng 4 và Bảng 5, chothấy:
Về so sánh riêng biệt, khu vực vùng địa hình cao và trung bình mô hình EGM96cho kết quả tót hơn OSU91A. Khu vực địa hình thấp thì OSU91Atốt hơn EGM96.
Xét trên toàn địa bàn TP. HồChí Minh, mô hình EGM2008cho kếttốt nhất.
Bảng 4. Kếtquả khảo sát trên 3 khu vực
Khu vực Qmw.
Giá trị Q từ các mô hình (m) 0SU19A DMA10 EGM96 EGM2008
Khu vực 1 (cao) 0.755 1.508 0.727 0.640 Khu vực 2 (thấp) 0.098 0.825 0.100 0.082
Khu vực 3
(trung bình) 0.234 1.803 0.221 0.137
Bảng 5. Kếtquả khảo sát trên toàn khu vực TP. HỗChí Minh
Khu vực Qnũn
Giá trị Q từ các mô hình (m) 0SU19A DMA10 EGM96 EGM2008 Khu vực 1 (cao) 0.755 1.508 0.727 0.640 Khu vực 2 (thấp) 0.098 0.825 0.100 0.082
Khu vực 3
(trung bình) 0.234 1.803 0.221 0.137
Kết luận
Kết quả khảo sát trên các mô hình khác nhau cho thấy, theo từng khu vực địa hình đặc trưng thì mứcđộ ảnh hưởng củacácGeoidđến kết quảtính toán là khác nhau. Sự lựa chọn mô hình Geoid phù hợp trong quá trình xử lý bình sai sẽ giúp cảithiện độ chính xác trong đo cao bằng công nghệ GNSS.
Trong phạm vi vùng khảo sát của nghiên cứu này, EGM2008 là mô hình tin cậynhất trong bình saiđộ cao mạng lưới GNSS tĩnh.
Thành phốHồChí Minh là mộtđô thị lớn có rất nhiều hoạtđộng khoa học kỹ thuật đòi hỏi việc đo đạc xác định tọađộ và độ cao từcông nghệđịnh vị vị tinh với độ chính xáccao. Việc thiết lập một mô hìnhriêng cho thành phốdùng cho các công tác đo tĩnh (Static GNSS), đo động (PPK, RTK, CORS) đangđược ápdụngkhá phổ biếnhiệnnay là hết sức cần thiết.Từ kết quả nghiên cứu này, nhóm tác giả muốn hướng tới việcnghiên cứu xây dựng một mô hình trọng trường trên cơ sở các mô hình đã có nhằm đưa ra một mô hình tốt hơn được áp dụng riêng cho TP. HồChí Minh.
Tài liệu tham khảo
1. Nguyễn Duy Đô, 2012, Nghiên cứu chính xác hóa dịthườngđộ caoGM2008 dựa trên sốliệu GPS- thủy chuẩn trên phạm vi cục bộ ở Việt Nam. Luận án tiến sĩ Đại họcMỏ Địa chất, Hà Nội;
2. ĐỗMinh Tuấn và Huỳnh Nguyễn Định Quốc, 2020,Xácđịnh mô hình Geoid thíchhợpcho khu vực nghiên cứu thuộc vùng Bắc Trung Bộ ViệtNam. Xây dựng 3/2020;
3. www.trimble.com.B 40 Tàl nguy ân vàMôi trưởng
° Kỳ 1-Tháng 3/2021
