Đường đồng mức và khoảng cao đều: cách đọc và lập bản đồ địa hình
Những điểm chính
- Đường đồng mức nối các điểm có cùng độ cao, biến một tấm bản đồ phẳng thành hình ảnh địa hình dễ đọc.
- Khoảng cao đều là bước chênh cao giữa các đường và được chọn phù hợp với tỷ lệ bản đồ, địa hình và yêu cầu dự án.
- Đường đồng mức cái, đường đồng mức trung gian và đường đồng mức vùng trũng là ba loại được dùng trên hầu hết bản đồ, cùng với đường đồng mức phụ được bổ sung ở vùng đất bằng.
- Đường đồng mức từ kết quả đo được nội suy từ mô hình bề mặt, vì vậy chất lượng của chúng phụ thuộc vào mật độ điểm, đường đứt gãy địa hình và độ chính xác độ cao.
- Mô hình số độ cao lưu độ cao dưới dạng lưới; đường đồng mức là một cách thể hiện dữ liệu độ cao đó.
Đường đồng mức trên bản đồ địa hình là gì?
Đường đồng mức là các đường tưởng tượng được vẽ trên bản đồ, nối các điểm có cùng độ cao so với mặt tham chiếu, thường là mực nước biển trung bình hoặc hệ độ cao quốc gia. Chúng cho phép bản đồ hai chiều thể hiện hình dạng ba chiều của mặt đất.
Bản đồ địa hình là gì? Đó là bản đồ chi tiết thể hiện cả các đối tượng tự nhiên và nhân tạo cùng với dáng đất, và đường đồng mức là yếu tố đặc trưng của nó. Hãy hình dung cắt một ngọn đồi bằng các mặt phẳng nằm ngang cách đều nhau theo độ cao: đường viền của mỗi lát cắt, khi chiếu lên bản đồ, chính là một đường đồng mức.
Mục đích của bản đồ địa hình là giúp kỹ sư, nhà quy hoạch và đội hiện trường đánh giá độ dốc, thoát nước, tầm nhìn và khối lượng đất trước khi đến hiện trường. Trong trắc địa, ý tưởng này cũng xuất hiện trên các bản vẽ mặt bằng được lập từ đo vẽ địa hình, thường với khoảng cao đều từ 0.25 đến 1 m.
Khoảng cao đều là gì và tính như thế nào?
Khoảng cao đều là khoảng cách không đổi theo phương đứng giữa hai đường đồng mức liền kề trên bản đồ. Giá trị này thường được ghi trong chú giải bản đồ, nhưng bạn cũng có thể tính từ các đường có ghi nhãn.
- Tìm hai đường đồng mức cái có ghi nhãn nằm cạnh nhau, ví dụ 100 m và 150 m.
- Lấy giá trị lớn trừ giá trị nhỏ: 150 − 100 = 50 m.
- Đếm số khoảng giữa hai đường đồng mức cái đó, không phải số đường. Với bốn đường trung gian sẽ có năm khoảng.
- Chia chênh cao cho số khoảng: 50 ÷ 5 = khoảng cao đều 10 m.
Khoảng cao đều phù hợp phụ thuộc vào tỷ lệ bản đồ và địa hình. Các giá trị dưới đây là điển hình, không phải quy tắc cố định:
| Loại bản đồ hoặc bản vẽ | Tỷ lệ điển hình | Khoảng cao đều điển hình |
|---|---|---|
| Mặt bằng kỹ thuật công trường | 1:200 – 1:500 | 0.1 – 0.5 m |
| Đo vẽ địa hình chi tiết | 1:500 – 1:1,000 | 0.25 – 1 m |
| Bản đồ quy hoạch vùng | 1:10,000 | 2 – 5 m |
| Bộ bản đồ địa hình quốc gia | 1:25,000 – 1:50,000 | 5 – 20 m (thường là 10 m) |
| Bản đồ vùng núi hoặc tỷ lệ nhỏ | 1:100000 và nhỏ hơn | 20 – 100 m |
Khoảng cao đều nhỏ thể hiện được cao độ san nền và thoát nước tinh tế trên khu đất bằng phẳng; khoảng cao đều lớn giúp địa hình dốc vẫn dễ đọc mà các đường không bị dồn thành một khối đặc.
Ba loại đường đồng mức là gì?
Ba loại đường đồng mức trên hầu hết bản đồ là đường đồng mức cái, đường đồng mức trung gian và đường đồng mức vùng trũng. Đường đồng mức phụ là loại thứ tư được dùng ở nơi địa hình rất bằng phẳng.
Đường đồng mức cái
Đường đồng mức cái được vẽ đậm hơn và có ghi nhãn độ cao. Thường cứ năm đường có một đường đồng mức cái, giúp đọc độ cao nhanh chóng.
Đường đồng mức trung gian
Đường đồng mức trung gian là các đường mảnh hơn, không ghi nhãn, nằm giữa các đường đồng mức cái. Bạn xác định độ cao của chúng bằng cách đếm số khoảng lên hoặc xuống từ đường đồng mức cái gần nhất.
Đường đồng mức vùng trũng
Trên bản đồ đồng mức, vùng trũng như hố hoặc hố sụt được thể hiện bằng các đường đồng mức khép kín có vạch ngắn (nét chải) hướng xuống dốc vào phía lòng trũng. Nếu không có các vạch này, một vòng khép kín sẽ được hiểu là đỉnh đồi.
Đường đồng mức phụ
Đường đồng mức phụ là các đường nét đứt với khoảng cao bằng một nửa khoảng cao đều thông thường. Chúng thể hiện chi tiết ở vùng đất bằng, như bãi bồi ven sông, nơi các đường tiêu chuẩn sẽ cách nhau rất xa.
Cách đọc bản đồ đồng mức: quy tắc và ví dụ về dạng địa hình
Đọc bản đồ đồng mức chỉ cần nắm một vài quy tắc về đường đồng mức và nhận biết các dạng hình mà chúng tạo ra. Khi đã biết, bạn sẽ nhanh chóng nhận ra thung lũng, sống núi và sườn dốc.
- Các đường đồng mức không bao giờ cắt nhau. Một điểm không thể có hai độ cao; ngoại lệ duy nhất là vách đá nhô ra.
- Mọi đường đồng mức đều khép kín, trong phạm vi bản đồ hoặc vượt ra ngoài mép bản đồ.
- Các đường đồng mức dày sát nhau cho thấy sườn dốc; các đường thưa cho thấy địa hình thoải; các đường cách đều nghĩa là độ dốc đồng đều.
- Ở thung lũng, đường đồng mức tạo hình chữ V hoặc U hướng về phía thượng nguồn, tức về phía địa hình cao hơn. Dòng suối cắt các đường đồng mức theo góc vuông.
- Ở sống núi hoặc mỏm núi, chữ V hướng xuống dốc, ra xa khỏi vùng cao.
- Các vòng khép kín đồng tâm đánh dấu đỉnh đồi, trừ khi có vạch ký hiệu vùng trũng.
- Yên ngựa xuất hiện dưới dạng hình đồng hồ cát giữa hai đỉnh đồi.
Độ dốc trên bản đồ địa hình
Để tìm độ dốc giữa hai điểm, hãy chia chênh cao cho khoảng cách ngang. Nếu hai điểm chênh nhau 20 m về độ cao và cách nhau 400 m trên mặt đất, độ dốc là 20 ÷ 400 = 0.05, tức 5 % hay 1:20.
Để tìm độ cao của một điểm nằm giữa các đường trên bản đồ địa hình, hãy nội suy theo tỷ lệ vị trí của nó: một điểm nằm giữa hai đường đồng mức 40 m và 50 m có độ cao khoảng 45 m.
Giải thích về mô hình số độ cao (DEM), DTM và DSM
Mô hình số độ cao (DEM) là lưới raster trong đó mỗi ô lưu một giá trị độ cao. Đây là dữ liệu độ cao số dùng để tạo ra đường đồng mức, bản đồ độ dốc và bản đồ phân tầng độ cao màu hiện đại.
| Thuật ngữ | Ý nghĩa | Ứng dụng điển hình |
|---|---|---|
| DEM | Thuật ngữ chung cho dữ liệu độ cao dạng lưới | Lập bản đồ, thủy văn, hiển thị trực quan |
| DTM (mô hình số địa hình) | Mặt đất trống, đã loại bỏ thực vật và công trình | Đường đồng mức, công tác đất, thoát nước |
| DSM (mô hình số bề mặt) | Bề mặt trên cùng, bao gồm cây cối và mái nhà | Phân tích tầm nhìn, năng lượng mặt trời, mô hình đô thị |
| TIN (lưới tam giác không đều) | Bề mặt được lập từ các điểm đo và đường đứt gãy địa hình | Đường đồng mức đo đạc, khối lượng |
Các bộ dữ liệu độ cao toàn cầu miễn phí từ các sứ mệnh vệ tinh thường có kích thước ô khoảng 30 m và sai số độ cao vài mét, phù hợp cho nghiên cứu cấp vùng và bản đồ độ cao toàn cầu, nhưng không phù hợp cho thiết kế công trường. Các cơ quan bản đồ quốc gia thường công bố DEM lidar hàng không với độ phân giải 1 m hoặc mịn hơn. Với lô đất xây dựng hoặc thiết kế thoát nước, kết quả đo đạc thực tế vẫn là nguồn dữ liệu độ cao tin cậy cho khu đất.
Lập bản đồ đồng mức từ dữ liệu đo đạc như thế nào?
Người làm trắc địa lập bản đồ đồng mức bằng cách đo đủ số điểm độ cao để mô tả mặt đất, lập bề mặt từ các điểm đó và nội suy đường đồng mức theo khoảng cao đều đã chọn. Chất lượng đường đồng mức phụ thuộc vào kỹ thuật đo ngoài thực địa nhiều hơn là thiết lập phần mềm.
- Lập lưới khống chế. Lập các mốc độ cao đã biết, gắn với hệ độ cao quốc gia, bằng GNSS hoặc đo thủy chuẩn.
- Đo điểm độ cao. Đo các điểm theo lưới hoặc theo đặc trưng địa hình. Khoảng cách điển hình là 5–20 m trên địa hình đồng đều và dày hơn ở nơi độ dốc thay đổi.
- Ghi lại đường đứt gãy địa hình. Đo đỉnh và chân taluy, bó vỉa, rãnh và sống núi dưới dạng chuỗi liên tục để bề mặt không cắt ngang qua chúng.
- Lập bề mặt. Phần mềm tam giác hóa các điểm và đường đứt gãy thành TIN hoặc DEM dạng lưới.
- Nội suy đường đồng mức. Các đường được tạo qua bề mặt theo khoảng cao đều đã chọn, với đường đồng mức cái ở mỗi đường thứ năm.
- Kiểm tra và chỉnh sửa. So sánh đường đồng mức với ảnh hiện trường và các điểm kiểm tra, sau đó làm trơn hoặc sửa các điểm bất thường.
- Ghi nhãn và xuất bản. Thêm nhãn đường đồng mức cái, vạch ký hiệu vùng trũng và ghi chú hệ độ cao.
Với đo vẽ đồng mức trên địa hình thông thoáng, trạm động GNSS RTK như máy thu GNSS E1 Lite nhỏ gọn (khoảng 870 g, bù nghiêng IMU) thu thập điểm nhanh chóng. Dưới tán cây hoặc gần công trình, máy toàn đạc điện tử như TS1000 với độ chính xác đo gương 2 mm + 2 ppm sẽ lấp các khoảng trống. Khi cần hàng triệu điểm, máy quét laser mặt đất thu nhận bề mặt dày đặc; xem xử lý đám mây điểm để biết các đám mây điểm đó trở thành mô hình địa hình như thế nào.
Độ cao GPS và cách xác định độ cao của một thửa đất
Máy thu GNSS đo độ cao so với một ellipsoid toán học, không phải so với mực nước biển. Mô hình geoid sẽ chuyển độ cao ellipsoid đó thành độ cao chính được dùng trên bản đồ.
Đây là lý do độ cao GPS trên điện thoại có thể chênh vài mét so với giá trị trên bản đồ, trong khi máy thu trắc địa áp dụng đúng mô hình geoid và hệ quy chiếu. Độ chính xác độ cao GNSS thường kém hơn độ chính xác mặt bằng từ một rưỡi đến hai lần, vì vậy độ cao RTK thường nằm trong khoảng 1.5–3 cm trong điều kiện tốt. Khi cần độ cao cấp centimet, người làm trắc địa đối chiếu với một mốc độ cao hoặc đo tuyến thủy chuẩn khép kín.
Để biết độ cao của thửa đất, chủ sở hữu có thể đọc giá trị gần đúng từ bản đồ địa hình hoặc dữ liệu độ cao công khai. Với giấy chứng nhận cao độ ngập lũ, thiết kế thoát nước hoặc các câu hỏi về cao độ vùng ngập, người làm trắc địa sẽ đo từ một mốc độ cao đã biết để đưa ra kết quả có chứng nhận.
Lựa chọn thiết bị đo vẽ đồng mức
Thiết bị đo độ cao phù hợp nhất phụ thuộc vào quy mô khu đất, lớp phủ bề mặt và mức độ chi tiết yêu cầu. Hầu hết các đơn vị kết hợp hai phương pháp trở lên.
| Phương pháp | Độ chính xác độ cao điển hình | Mật độ điểm | Phù hợp nhất cho |
|---|---|---|---|
| Trạm động GNSS RTK | 1.5–3 cm | Hàng trăm đến hàng nghìn điểm mỗi ngày | Khu đất thông thoáng, đường giao thông, đất nông nghiệp |
| Máy toàn đạc điện tử | Vài milimet đến 1 cm | Hàng trăm điểm mỗi ngày | Khu vực xây dựng dày đặc, dưới tán cây |
| Máy quét laser mặt đất | Vài milimet đến 1 cm ở cự ly ngắn | Hàng triệu điểm mỗi trạm máy | Bề mặt phức tạp, kết cấu công trình |
| Đo ảnh hoặc lidar bằng drone | Cấp centimet, khi có điểm khống chế mặt đất | Rất cao trên diện tích lớn | Khu đất rộng thông thoáng; xem đo đạc bằng drone với RTK |
Mars Geosystems cung cấp máy thu GNSS, máy toàn đạc điện tử và máy quét laser với MOQ chỉ một chiếc và các tùy chọn OEM. Để chọn thiết bị phù hợp với công việc đo vẽ đồng mức của bạn, hãy gửi thông tin dự án qua trang báo giá.
Câu hỏi thường gặp
Đường đồng mức thể hiện điều gì trên bản đồ địa hình?
Đường đồng mức thể hiện các đường có cùng độ cao. Mọi điểm trên một đường đều nằm ở cùng độ cao so với mặt chuẩn độ cao, thường là mực nước biển trung bình. Khoảng cách giữa các đường cho thấy độ dốc, hình dạng của chúng thể hiện các dạng địa hình như thung lũng, sống núi và đồi, còn nhãn ghi chú cho phép bạn đọc độ cao của bất kỳ điểm nào bằng cách đếm số khoảng cao đều từ đường đồng mức cái gần nhất.
Các đường đồng mức dày sát nhau cho biết điều gì?
Các đường đồng mức dày sát nhau cho thấy địa hình dốc, vì độ cao thay đổi một khoảng cao đều trọn vẹn chỉ trên một khoảng cách ngang ngắn. Các đường gần như nhập thành một dải cho thấy vách đá. Các đường đồng mức thưa cho thấy địa hình thoải hoặc bằng phẳng, còn các đường cách đều nhau cho thấy sườn dốc có độ dốc không đổi.
Làm thế nào để xác định khoảng cao đều trên bản đồ?
Chọn hai đường đồng mức cái liền kề có ghi nhãn, lấy độ cao lớn trừ độ cao nhỏ, sau đó chia kết quả cho số khoảng giữa chúng. Ví dụ, hai đường đồng mức cái 200 m và 100 m với bốn đường mảnh hơn ở giữa tạo thành năm khoảng, vậy khoảng cao đều là 100 ÷ 5 = 20 m.
Đường đồng mức cái là gì?
Đường đồng mức cái là đường đồng mức đậm hơn, có ghi nhãn, xuất hiện theo các bước đều đặn, thường cứ năm đường có một đường. Nó cung cấp độ cao tham chiếu để người đọc đếm lên hoặc xuống nhằm tìm độ cao của các đường đồng mức trung gian. Trên bản đồ có khoảng cao đều 10 m, đường đồng mức cái thường nằm ở mỗi 50 m.
Đường đồng mức trên bản đồ địa hình được vẽ từ dữ liệu đo đạc như thế nào?
Người làm trắc địa đo các điểm độ cao và đường đứt gãy địa hình bằng GNSS, máy toàn đạc điện tử hoặc máy quét, sau đó phần mềm lập mô hình bề mặt tam giác. Đường đồng mức được nội suy qua bề mặt đó tại nơi bề mặt cắt mỗi độ cao đã chọn. Sau đó người làm trắc địa đối chiếu các đường với thực địa, chỉnh sửa các điểm bất thường, thêm nhãn đường đồng mức cái và ghi chú hệ độ cao.
Mô hình số độ cao và bản đồ đồng mức khác nhau thế nào?
Mô hình số độ cao lưu dữ liệu độ cao dưới dạng lưới các giá trị độ cao, cho phép máy tính phân tích độ dốc, thoát nước và khối lượng. Bản đồ đồng mức là cách thể hiện đồ họa của chính bề mặt đó dưới dạng các đường cùng độ cao. Đường đồng mức dễ đọc đối với con người, còn DEM phù hợp hơn cho tính toán và hiển thị 3D.
Khoảng cao đều trên bản đồ địa hình là gì và làm sao nhận biết sống núi?
Khoảng cao đều là khoảng cách theo phương đứng giữa các đường liền kề trên bản đồ địa hình, được ghi trong chú giải, ví dụ 1 m trên mặt bằng công trường hoặc 20 ft trên bản đồ địa hình của Hoa Kỳ. Sống núi trên bản đồ địa hình thể hiện bằng các đường đồng mức hình chữ V hoặc U hướng xuống dốc, còn thung lũng hướng lên dốc. Đọc được các đặc điểm này giúp biến bản đồ địa hình thành một hình ảnh 3D về mặt đất trong tâm trí.
Bạn cần thiết bị cho công việc này?
Cho chúng tôi biết công việc, quốc gia và số lượng. Kỹ sư sẽ phản hồi cấu hình và giá trong một ngày làm việc. Số lượng đặt hàng tối thiểu là một thiết bị; có dịch vụ OEM.
