1. Trang Chủ
  2. Địa Lý
  3. Bài giảng GIS đại cương: Chương 2 - Nguyễn Duy Liêm

Bài giảng GIS đại cương: Chương 2 - Nguyễn Duy Liêm

Bài giảng GIS đại cương: Chương 2 Hệ tọa độ, cung cấp cho người học những kiến thức như: Nhu cầu nghiên cứu bề mặt địa hình; mô hình địa hình; hệ tọa độ Địa lý; hệ tọa độ chiếu; hệ tọa độ VN2000 của Việt Nam. Mời các bạn cùng tham khảo! TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN BỘ MÔN GIS & TÀI NGUYÊN Hệ tọa độ 1 Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ tọa độ Nội dung  Nhu cầu nghiên cứu bề mặt địa hình  Mô hình địa hình  Khái niệm  Phân loại  Hệ tọa độ

Thể loại Tài liệu miễn phí Địa Lý

Số trang 58

Ngày tạo 4/6/2023 12:17:17 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 7.38 M

Tên tệp

Tải Bài giảng GIS đại cương: Chương 2 - Nguyễn Duy Liê... (.pdf)

Xem mẫu

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN BỘ MÔN GIS & TÀI NGUYÊN Hệ tọa độ 1
  2. Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ tọa độ Nội dung  Nhu cầu nghiên cứu bề mặt địa hình  Mô hình địa hình  Khái niệm  Phân loại  Hệ tọa độ địa lý  Khái niệm  Đặc điểm  Hệ tọa độ chiếu  Phép chiếu bản đồ (khái niệm, biến dạng, phân loại, lựa chọn)  Bề mặt tham chiếu  Hệ tọa độ VN2000 của Việt Nam  Bề mặt tham chiếu Ellipsoid WGS84 định vị cho Việt Nam  Lưới chiếu hình trụ ngang bảo toàn góc UTM  Cách ghi tọa độ VN-2000 2
  3. Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ tọa độ Nhu cầu nghiên cứu bề mặt địa hình Hoạt động Nghiên cứu của con người Ngập lụt Trượt lở đất Địa hình = Phần mặt đất + Các yếu tố trên bề mặt của nó (dáng đất, thủy hệ, thực vật, giao thông, các địa vật,…) Hệ tọa độ chiếu Hệ tọa độ địa lý Trái Đất nhìn từ không gian Trái Đất khi “vắt hết nước” Mô hình địa hình (Trái Đất) 3
  4. Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ tọa độ Mô hình địa hình  Khái niệm mô hình địa hình (Terrain Model): Mô hình (Model) Mô hình địa hình • Một đối tượng/ khái niệm được sử dụng để (Terrain Model) thể hiện cho một sự vật, hiện tượng. • Sự thu nhỏ của hiện thực ở một hình thức mà con người có thể hiểu được. Địa hình (Terrain) • Phần mặt đất và các yếu tố trên bề mặt của nó (dáng đất, thủy hệ, thực vật, giao thông, các địa vật,…). 4
  5. Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ tọa độ Mô hình địa hình  Phân loại mô hình địa hình (Terrain Model): • Mô hình được tạo ra • Một bản sao vật lý nhỏ • Mô hình được xây dựng trong tâm trí con hơn/lớn hơn của sự dựa trên toán học người vật, hiện tượng. • Các khái niệm toán học • Dựa trên kiến thức • Thường là mô hình như hằng số, biến số, hoặc kinh nghiệm. tương tự (Analog model) hàm số, … Mô hình khái niệm Mô hình vật lý Mô hình toán học (Conceptual model) (Physical model) (Mathematical model) • Mô hình mô tả sự vật, • Mô hình máy tính mô tả hiện tượng khác nhau sự vật, hiện tượng một về bản chất vật lý dưới cách chính xác. dạng phương trình toán, điều kiện như nhau. Mô hình tương tự Mô hình số (Analog model) (Digital model) 5
  6. Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ tọa độ Quan niệm của người Ai Cập cổ đại về Trái Đất Trái đất có hình vuông (có 4 góc) với những dãy núi chắn tại chân trời chống đỡ vòm trời. 6
  7. Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ tọa độ Mô hình địa hình vật lý lớn nhất thế giới  22/6/2006, công bố mô hình địa hình 3D của bang British Columbia, Canada  Tạo bởi Solid Terrain Modeling, (ww.stm- usa.com)- nhà sản xuất mô hình địa hình dạng rắn 3D chính xác nhất thế giới  Kích thước 12,19m x 22,56m  Sử dụng >260 triệu điểm độ cao  Tiêu hao >100 tỷ giọt mực  Tỷ lệ 1: 99.000 7
  8. Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ tọa độ Mô hình toán học biểu diễn Trái Đất Trái Đất Bề mặt tham chiếu (Datum) Geoid (Earth) --- Mặt dị thường độ cao (Geoid  Mean Sea Level) Dựa trên các bề mặt --- Mặt ellipsoid WGS84 (Global Datum WGS84) hấp dẫn đẳng thế giả thuyết (hypothetical X Trọng tâm Trái Đất equipotential gravitational Mặt đất surface) (Earth’s surface) Đất liền Tất cả các điểm trên (Land) Mặt biển geoid có cùng thế H h năng hấp dẫn (Sea surface) Geoid (gravitational potential) (H) N Ellipsoid Ellipsoid (x, y, h) Cực (Pole) x2 + 𝑦 2 z2 + 2=1 a2 b b tâm I 0, 0, 0 Bán kính trục nhỏ a (Polar Radius) = 6.356.752,314245m Xích đạo Bán kính trục lớn (Equator) (Equatorial Radius) = 6.378.137m Cực (Pole) Độ dẹt (Flattening) = f = (a-b)/a = 1/298,257223563 Chọn mô hình R phù hợp Spheroid x 2 + y 2 + z 2 = R2 (Fitting a model) Xích đạo tâm I 0, 0, 0 , bán kính R (Equator) Bán kính (Radius) = 6.378.137m 8
  9. Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ tọa độ Bài tập 1  Phương trình nào sau đây biểu diễn bề mặt Trái đất sử dụng ellipsoid WGS84? x2 + 𝑦2 z2 End 10 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 123456789  1) 2 + 2 =1 6.356.752,314245 6.378.137 tâm I 0, 0, 0 z2 x2 + 𝑦2 2 + 2 =1  2) 6.356.752,314245 6.378.137 tâm I 0, 0, 0 x2 + z2 y2 2 + 2 =1  3) 6.378.137 6.356.752,314245 tâm I 0, 0, 0 9
  10. Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ tọa độ Hệ tọa độ địa lý  Khái niệm  Hệ thống tham chiếu vị trí cho các đối tượng không gian trên bề mặt đất, được định nghĩa bởi kinh độ và vĩ độ. Mũi Đôi 109°27’50,03" kinh độ Đông 12°38‘39,78" vĩ độ Bắc Thuộc bán đảo Hòn Gốm, vịnh Vân Phong, xã Vạn Thạnh, Vạn Ninh, Khánh Hòa 11
  11. Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ tọa độ Hệ tọa độ địa lý Kinh tuyến gốc Z  Đặc điểm  Bềmặt tham chiếu: Mô hình địa hình được sử dụng, bao gồm kích thước, N hình dạng của mô hình; vị trí, hướng của mô hình so với bề mặt Trái Đất. O ᵠ R Y  Hai bề mặt tham chiếu: Spheroid (tỉ λ lệ ≤ 1/5.000.000), Ellipsoid (tỉ lệ ≥ S 1/1.000.000). Vĩ tuyến X gốc  Kinh độ (λ): Góc đo về phía Đông hoặc Tây tính từ kinh tuyến gốc (đài W E thiên văn Greenwich, Anh). Khoảng giá trị: 180oW (Tây)  180oE (Đông). λ: kinh độ R: bán kính Trái đất φ: vĩ độ O: tâm Trái đất  Vĩđộ (ᵠ): Góc đo về phía Bắc hoặc Nam tính từ vĩ tuyến gốc (mặt phẳng xích đạo). Khoảng giá trị: 90oS (Nam)  90oN (Bắc). 12
  12. Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ tọa độ Điểm A (60°E; 55°N)  60°E N Điểm A nằm về phía Đông so với kinh tuyến A Vĩ tuyến gốc một góc 60°  55°N W E Điểm A nằm về Kinh tuyến phía Bắc so với vĩ tuyến gốc một góc 55° S 13
  13. Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ tọa độ Cực Bắc 179°Đông Hệ tọa độ địa lý  Đặc điểm Xích đạo 90°Đông  Kinh tuyến: Các nửa đường tròn hội tụ tại hai cực Bắc và Nam, 180° (Đường tạo bởi các điểm có cùng kinh đổi ngày) độ. 90°Tây 1°Tây 0° (Kinh tuyến gốc)  Vĩ tuyến: Các đường tròn đồng tâm, tạo bởi các điểm có cùng vĩ độ. .  Nếucứ 1o vẽmột kinh tuyến/ vĩ 90°Bắc/ Nam tuyến thì có bao nhiêu kinh (Cực Bắc/Nam) tuyến, vĩ tuyến? 360 kinh tuyến 181 vĩ tuyến 0° (Xích đạo) 1°Bắc/ Nam 14
  14. Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ tọa độ Hệ tọa độ địa lý  Sử dụng bề mặt tham chiếu Spheroid (WGS84, R = 6.378.137 m):  Kinh tuyến dài bao nhiêu? x Cực Bắc Tất cả kinh tuyến dài bằng nhau πR ~ 20.037.508,34 m  Vĩ tuyến nào dài nhất? 0° (Xích đạo) 10° 2πR ~ 40.075.016,69 m Xích đạo  Vĩtuyến nào ngắn nhất? 90°Bắc/Nam (cực Bắc/Nam) 0m  Vĩtuyến 10°Bắc dài bao nhiêu? x Cực Nam 2π(Rcos10°) ~ 39.466.187,13 m 15
  15. Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ tọa độ Bài tập 2  Sử dụng bề mặt tham chiếu là Spheroid (WGS84, R = 6.378.137 m), cho 3 điểm: A (TP. Hồ Chí Minh): 106,63°E; 10,81°N B (TP. Hải Phòng): 106,63°E; 20,80°N C (tỉnh Bình Thuận): 107,79°E; 10,81°N  Tính khoảng cách (m):  AB? (theo kinh tuyến)  AC? (theo vĩ tuyến) Hết giờ (5 phút) 16
  16. Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ tọa độ Bài tập 2- Gợi ý đáp án x Cực Bắc  AB (cùng kinh tuyến) B Vĩ tuyến 20,80°N cách nhau một góc 20,80°N - 10,81°N = 9,99°, 9,99° tương ứng với chiều dài A π*6.378.137*9,99°/180° ≈ 1,16° 1.112.081 m C Vĩ tuyến 10,81°N x Cực Nam 17
  17. Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ tọa độ Hệ tọa độ địa lý  Công thức haversine tính khoảng cách giữa 2 điểm (d) trên mặt cầu (bán kính R) như sau: d=R*c Trong đó, 𝐜 = 𝟐 ∗ 𝐚𝐭𝐚𝐧𝟐 𝐚, 𝟏 − 𝐚 𝐚 = 𝐬𝐢𝐧𝟐 [(φ𝟐 −φ𝟏 )/𝟐] + 𝐜𝐨𝐬φ𝟏 ∗ 𝐜𝐨𝐬φ𝟐 ∗ 𝐬𝐢𝐧𝟐 [(λ𝟐 −λ𝟏 )/𝟐] φ1, φ2 lần lượt là vĩ độ của 2 điểm (đơn vị: radian) λ1, λ2 lần lượt là kinh độ của 2 điểm (đơn vị: radian) Lưu ý: y 2arctan nếu x > 0 x2 + y2 +x x2 + y2 − x atan2 y, x = 2arctan nếu x ≤ 0, y ≠ 0 y π nếu x < 0, y = 0 không xác định nếu x = 0, y = 0 19
  18. Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ tọa độ Bài tập về nhà  Sử dụng bề mặt tham chiếu là Spheroid (WGS84, R = 6.378.137 m), cho 3 điểm: A (TP. Hồ Chí Minh): 106,63°E; 10,81°N B (TP. Hải Phòng): 106,63°E; 20,80°N C (tỉnh Bình Thuận): 107,79°E; 10,81°N  Tính khoảng cách (m):  BC? 20
  19. Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ tọa độ Tại sao cần hệ tọa độ chiếu?  Hệ tọa độ địa lý:  Định vị 3D  Lập bản đồ khó khăn  Tính toán phức tạp  Hệ tọa độ chiếu:  Định vị 2D  Lập bản đồ dễ dàng  Tính toán đơn giản 22
  20. Copyright © 2021 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Hệ tọa độ Làm cách nào xây dựng hệ tọa độ chiếu?  Trả lời các câu hỏi sau khi xem video: https://www.youtube.com/watch?v=kIID5FDi2JQ  Nhà khoa học nào đã chứng minh bằng toán học rằng “Không thể biểu diễn mặt cầu dưới dạng mặt phẳng mà không có sự biến dạng nào”?  Từthế kỉ thứ mấy, các thuật toán biểu biễn mặt cầu dưới dạng mặt phẳng được ra đời?  Phép chiếu có thể tạo ra những biến dạng nào?  Google Maps hiện đang sử dụng phép chiếu nào?  Phép chiếu Mercator trở nên phổ biến vì bảo toàn được 2 yếu tố nào?  Phép chiếu Winkel Tripel cân bằng hài hòa độ chính xác giữa 2 yếu tố nào? 23
nguon tai.lieu . vn
Toán học Môi trường Vật lý Sinh học Địa Lý Hoá học Nông - Lâm - Ngư Cơ khí - Chế tạo máy Tiếng Anh phổ thông Khoa học ứng dụng Nông - Lâm Kiến thức tổng hợp Giáo dục học Xã hội học