I. Khảo sát địa hình là gì?
Khảo sát địa hình là một phạm trù khá rộng, khảo sát địa hình mà Chúng tôi bàn luận ở đây được hiểu là hoạt động nghiên cứu đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội trên mặt đất tại địa điểm dự kiến xây dựng công trình, bao gồm việc khảo sát đo đạc, thu thập thông tin, tính toán tọa độ, độ cao mới nhất của các điểm địa hình, địa vật trong một hệ tọa độ, độ cao quy ước nhất định, ví dụ như hệ tọa độ giả định, hệ tọa độ HN-72 hoặc hệ tọa độ VN-2000 – Hệ độ cao Quốc gia Hòn Dấu.
Bản đồ địa hình hiện trạng tỷ lệ 1:200 của một khu vực Dự án tại Bắc Giang
II. Mục đích của công tác khảo sát địa hình
Công tác khảo sát địa hình nhằm phục vụ cho các công tác quy hoạch, thiết kế, tính khối lượng đào, đắp công trình, đồng thời cũng được sử dụng trong công tác quản lý quy hoạch xây dựng và các điều tra cơ bản khác trong phạm vi khu vực xây dựng của các dự án.
III. Nhiệm vụ khảo sát địa hình
Thu thập dữ liệu địa hình, giao thông, thủy hệ, hạ tầng dân cư-kinh tế xã hội làm cơ sở cho công tác lập quy hoạch, lập dự án đầu tư, thiết kế xây dựng các công trình dân dụng, công nghiệp, giao thông và Thủy lợi vv…, cụ thể:
– Xác định chính xác vị trí địa hình, địa vật;
– Đánh giá được cụ thể điều kiện địa hình cần khảo sát trên cơ sở đó đề xuất biện pháp tối ưu cho công tác quy hoạch, thiết kế thi công công trình;
– Xác định được tương đối chính xác khối lượng đào đắp công trình, phục vụ cho công tác thiết kế và thi công.
IV. Cơ sở khống chế mặt bằng và độ cao trong khảo sát địa hình
Hệ tọa độ sử dụng là hệ tọa độ VN2000 theo thông tư số 973/2001/TT-TCĐC của Tổng cục địa chính ban hành năm 2001, với các thông số sau đây:
- Elipsoid quy chiếu quốc gia là elipsoid WGS-84 toàn cầu với kích thước:
| Bán trục lớn: | a = | 6378137,0m |
| Độ dẹt: | f = | 1: 298,257223563 |
| Tốc độ góc quay quanh trục: | w = | 7292115,0×10-11rad/s |
| Hằng số trọng trường Trái đất: | GM= | 3986005.108m3s-2 |
- Vị trí elipsoid quy chiếu quốc gia: elipsoid WGS-84 toàn cầu được xác định vị trí (định vị) phù hợp với lãnh thổ Việt Nam trên cơ sở sử dụng điểm GPS cạnh dài có độ cao thuỷ chuẩn phân bố đều trên toàn lãnh thổ.
- Điểm gốc toạ độ quốc gia: Điểm N00 đặt tại Viện Nghiên cứu Địa chính thuộc Tổng cục Địa chính, đường Hoàng Quốc Việt, Hà Nội.
- Hệ thống toạ độ phẳng: Hệ toạ độ phẳng UTM quốc tế, được thiết lập trên cơ sở lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc với các tham số được tính theo các công thức:
Trong đó:
k0 = 0,9996 cho múi 6o; k0 = 0,9999 cho múi 3o;
(xUTM, yUTM) là toạ độ phẳng của lưới chiếu UTM;
(xG, yG) là toạ độ phẳng của lưới chiếu Gau-xơ;
gUTM và gG là góc lệch kinh tuyến tương ứng của lưới chiếu UTM và lưới chiếu Gau-xơ;
mUTM và mG là tỷ lệ biến dạng chiều dài tương ứng của lưới chiếu UTM và lưới chiếu Gau-xơ.
Đối với từng công trình, dự án lưới khống chế mặt bằng được bình sai tính toán theo kinh tuyến trục của từng tỉnh thành, múi chiếu 30.
Hệ độ cao sử dụng là hệ độ cao quốc gia có gốc tại đảo Hòn Dấu, Đồ Sơn, Hải Phòng. Sử dụng các mốc độ cao hạng I, hạng II hoặc hạng III ở các khu vực lân cận để chuyền về khu vực khảo sát, phục vụ cho công tác đo đạc.
Tất cả các điểm gốc tọa độ và độ cao đều được cung cấp bởi Trung tâm thông tin dữ liệu đo đạc và bản đồ – Cục đo đạc bản đồ và thông tin địa lý Việt Nam.
V. Phương pháp khảo sát địa hình
V.1. Tóm tắt các bước tiến hành khảo sát địa hình
– Nhận mặt bằng và ranh giới khảo sát từ Chủ đầu tư;
– Các công tác chuẩn bị: máy móc, vật tư, trang thiết bị phục vụ khảo sát;
– Tìm điểm và khai thác điểm tọa độ, độ cao đã có ở các khu vực lân cận công trình;
– Khảo sát đo đạc tại hiện trường;
– Xử lý số liệu đo đạc trong phòng, in ấn sơ bộ;
– Đối soát thực địa, đo đạc bổ sung;
– Cung cấp số liệu tọa độ độ cao các mốc khống chế, bản đồ địa hình để phục vụ thiết kế quy hoạch;
– Hoàn thiện hồ sơ, bàn giao hồ sơ.
V.2. Các bước tiến hành khảo sát địa hình cụ thể
V.2.1. Công tác khống chế mặt bằng
Lưới khống chế mặt bằng được phát triển từ ít nhất 2 điểm khống chế tam giác hạng I, II hoặc địa chính cơ sở (hạng III) và ít nhất một điểm độ cao hạng I, II và III Nhà nước còn chắc chắn, ổn định và có giá trị sử dụng trong khu vực khảo sát hoặc gần khu vực khảo sát.
Tùy thuộc vào diện tích và địa hình thực tế của khu vực cần khảo sát để xây dựng cấp hạng lưới khống chế và số lượng điểm đạt đủ theo quy định của quy phạm. Thông thường với công nghệ GNSS số cấp lưới được chọn bao gồm 2 cấp, lưới đường chuyền hạng IV và lưới đường chuyền cấp II hoặc mỗi lưới đường chuyền cấp II (tùy thuộc và quy mô diện tích theo quy định tại Tiêu chuẩn TCXDVN 9398:2012), hạn chế phát triển nhiều cấp lưới như các phương pháp truyền thống để tránh sự lan truyền sai số, từ đó có được các trị đo đáng tin cậy.
V.2.1.a. Lưới đường chuyền hạng IV
Lưới đường chuyền hạng IV được thành lập bằng công nghệ GNSS – phương pháp tương đối tĩnh, thiết bị đo là các máy thu tín hiệu GNSS 2 tầng số, quy cách mốc khống chế tại thực địa, sơ đồ bố trí ca đo, thời gian đo, ghi sổ đo…, phần mềm xử lý số liệu và bình sai tuân thủ theo Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCVN 9401:2012 – “Kỹ thuật đo và xử lý số liệu GPS trong trắc địa công trình”.
V.2.1.b. Lưới đường cấp II
Lưới đường chuyền cấp II được thành lập bằng công nghệ GNSS – phương pháp tương đối tĩnh, thiết bị đo là các máy thu tín hiệu GNSS 2 tầng số, quy cách mốc khống chế tại thực địa, sơ đồ bố trí ca đo, thời gian đo, ghi sổ đo…, phần mềm xử lý số liệu và bình sai tuân thủ theo Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCVN 9401:2012 – “Kỹ thuật đo và xử lý số liệu GPS trong trắc địa công trình”.
Trong trường hợp sử dụng máy toàn đạc điện tử, cần sử máy có độ chính xác đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuật của lưới đường chuyền cấp II theo quy định.
Ví dụ thiết bị đo là Máy Tòan đạc điện tử Leica TC800, độ chính xác đo góc 2”, độ chính xác đo cạnh ± (1.5mm+2ppmxD)m.s.e. Máy được kiểm nghiệm hiệu chỉnh chính xác, gương được đặt trên bộ đế có chiếu điểm quang học gắn trên chân máy.
Phương pháp đo: Góc đo 2 vòng (thuận và đảo kính), cạnh được đo 2 lần, có đo đi và đo về, sai số đo góc ≤ 10”, sai số khép cạnh tương đối đạt 1/10.000.
Tính tóan bình sai theo phương pháp gián tiếp bằng phần mềm chuyên dụng.
V.2.2. Công tác khống chế cao độ
Từ các điểm cao độ Quốc gia hạng I, II,III đo dẫn độ cao về khu vực khảo sát bằng phương pháp thủy chuẩn hình học. Tùy theo quy mô của từng dự án, công trình mà chọn cấp hạng độ cao đáp ứng được yêu cầu độ chính xác. Ứng với mỗi cấp hạng bố trí máy móc thiết bị phù hợp, để đảm bảo đạt độ chính xác mà các cấp hạng trong quy phạm đã đề ra.
Tính tóan bình sai theo phương pháp gián tiếp bằng phần mềm chuyên dụng.
V.2.3. Công tác đo vẽ chi tiết thực địa (công tác ngoại nghiệp)
Công tác đo vẽ chi tiết có thể được thực hiện bằng nhiều thiết bị khác nhau, phù hợp với từng loại địa hình như:
+ Đối với địa hình trên cạn: sử dụng các loại máy toàn đạc điện tử, máy GPS-RTK 2 tầng số để đo đạc trực tiếp bề mặt thực địa. Ngoài ra có thể sử dụng thiết bị bay không người lái UAV, công nghệ Lidar để đo vẽ chi tiết địa hình, địa vật một cách nhanh chóng với độ chính xác khá cao, đủ đáp ứng yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật.
+ Đối với địa hình dưới nước: sử dụng các loại máy đo sâu hồi âm đơn tia, đa tia để quét địa hình dưới nước.
Mật độ của các điểm địa hình tuân thủ theo quy định của quy phạm cho từng loại tỷ lệ, tuy nhiên khi địa hình thay đổi bất thường thì mật độ điểm địa hình cần dày hơn để thể hiện đúng dáng địa hình.
Ngoài ra, khảo sát địa hình còn có một số công tác khác như đo mặt cắt dọc, mặt cắt ngang…của các công trình dạng tuyến, công việc được thực hiện theo đúng quy định của quy phạm.
V.2.4. Xử lý số liệu (công tác nội nghiệp)
Các số liệu đo vẽ hiện trường từ rất nhiều thiết bị khác nhau như: máy toàn đạc, máy GPS RTK, GPS tĩnh, máy đo sâu hồi âm, thiết bị bay không người lái UAV, Lidar… được truyền sang máy tính để phục vụ cho công tác xử lý số liệu, tính toán bình sai, xử lý ảnh…..bằng nhiều phần mềm chuyên dụng khác nhau. Kết quả cuối cùng bao gồm khá nhiều loại sản phẩm như: tọa độ, độ cao của các mốc khống chế, bình đồ, bản đồ địa hình các tỷ lệ 1:5000, 1:2000, 1:500 và 1:200, ảnh trực giao, bình đồ ảnh, mô hình số độ cao, mô hình 3D, ảnh toàn cảnh thực tế ảo – VR 360 (Virtual Reality)…
Mô hình 3D hiện trạng địa hình một Dự án sân Golf tại Quảng Ninh
Bản đồ địa hình hiện trạng tỷ lệ 1:500 hoàn chỉnh của một khu vực Dự án tại Khánh Hòa
VR 360 (Virtual Reality)
Ảnh toàn cảnh thực tế ảo – VR 360 (Virtual Reality) tại một vị trí Khảo sát địa hình hiện trạng một Dự án sân Golf tại Quảng Ninh
VI. Cơ sở pháp lý đo đạc khảo sát địa hình
VI.1. Các văn bản quy phạm pháp luật
– Luật xây dựng số 50/2014/QH13; Luật Quy hoạch Đô thị số 30/2009/QH12 ngày 17/6/2009;
– Nghị định số 37/2010/NĐ-CP ngày 07/4/2010 của Chính phủ về việc lập, thẩm định, phê duyệt và quản lý quy hoạch đô thị;
– Quyết định số 21/2005/QĐ-BXD ngày 22/7/2005 của bộ xây dựng về việc ban hành hệ thống ký hiệu bản vẽ trong đồ án quy hoạch xây dựng.
– Thông tư số 01/2013/TT-BXD ngày 08/2/2013 của Bộ xây dựng hướng dẫn xác định, quản lý chi phí quy hoạch xây dựng và quy hoạch đô thị;
– Thông tư hướng dẫn áp dụng hệ quy chiếu và hệ toạ độ Quốc gia VN-2000 số 973/2001.TT-TCĐC của Tổng cục Địa chính (nay là Bộ Tài nguyên Môi trường) ngày 20/6/2001;
– Thông tư số 12/2016/TT-BXD ngày 29/6/2016 của Bộ xây dựng về việc quy định hồ sơ của nhiệm vụ và đồ án quy hoạch xây dựng vùng, quy hoạch đô thị và quy hoạch xây dựng khu chức năng đặc thù;
– Thông tư số 68/2015/TT-BTNMT ngày 22 tháng 12 năm 2015; Qui định kỹ thuật đo đạc trực tiếp địa hình phục vụ thành lập bản đồ địa hình và cơ sở dữ liệu nền địa lý tỷ lệ 1:500; 1:1000; 1:2000; 1:5000.
IV.2. Các tiêu chuẩn khảo sát địa hình được áp dụng
– Quy phạm đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ từ 1:500 đến 1:25000 ban hành kèm theo Quyết định số 24/KT của Cục trưởng Cục đo đạc và Bản đồ nhà nước ngày 09/8/1990- 96 TCN 42 – 90 (phần trong phòng);
– Ký hiệu đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ 1:500 đến 1:5000 của Tổng cục Địa chính (nay là Bộ tài Nguyên và Môi trường) ban hành năm 1995;
– Quy chuẩn Quốc gia về xây dựng lưới độ cao – QCVN 11:2008/BTNMT;
– Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về xây dựng lưới toạ độ – QCVN 04:2009/BTNMT;
– TCXDVN 9398:2012 “Công tác trắc địa trong xây dựng công trình – Yêu cầu chung” do Viện khoa học Công nghệ Xây dựng – Bộ Xây dựng ban hành năm 2012;
– TCXDVN 9401:2012 “Kỹ thuật đo và xử lý số liệu GPS trong trắc địa công trình” do Viện khoa học Công nghệ Xây dựng – Bộ Xây dựng ban hành năm 2012;
– Thông tư 12/2020/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành ngày 30/09/2020 “Quy định kỹ thuật về nội dung và ký hiệu bản đồ địa hình quốc gia tỷ lệ 1:10.000, 1:25.000”.
