- Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ PH NG PHÁP CHUY N Đ I TỌA Đ B N ĐỒ T H QUY CHI U INDIAN 1960 SANG VN 2000 Trương Chí Quang1, Lê Trung Chơn2, Võ Quang Minh1 ABSTRACT Before 1975 the map data sources of South of Vietnam was made on INDIAN 1960 coordinate system. - However, the VN 2000 coordinate system has become the official system since 2001, that lead to the need for transformation of reference system between these systems. - This result presents and evaluates among two methods for converting the coordinates system from INDIAN 1960 to VN 2000 system. - The first method bases on Molodensky formula to convert data from INDIAN 1960 to VN 2000 through WGS84. - The second method uses MapInfo with a new declaring for VN 2000. - Compare the results of two methods with the result of GEOTOOL (recommended by Ministry of Natural Resources and Environment) in converting from VN 2000 to WGS 84 to verify the reliability that showed the longitude deviation was 0,1m and 0,5m for two methods. - The results coordinate converted from INDIAN 1960 to VN 2000 of both methods showed the x-coordinate deviation was 0.1 m and the y-coordinate deviation was 1m. - Keyword: Converting coordinate system, Indian 1960, VN 2000, Indian 1960 to VN 2000. - Title: Methods for converting coordinate system from INDIAN 1960 to VN 2000. - TÓM LƯỢC Nguồn bản đồ ở Miền Nam trước năm 1975 được xây dựng trên hệ INDIAN 1960. - Từ năm 2001, việc quy định sử dụng hệ VN 2000 đặt ra nhu cầu chuyển đổi hệ quy chiếu qua lại giữa hai hệ này. - Bài viết đề xuất và đánh giá hai phương pháp chuyển đổi toạ độ từ hệ INDIAN 1960 sang VN 2000. - Thứ nhất, sử dụng công thức tính chuyển toạ độ Molodensky từ hệ INDIAN 1960 sang VN 2000 qua trung gian hệ WGS 84. - Phương pháp thứ 2 khai báo bổ sung lưới chiếu VN 2000 trên MapInfo để chuyển đổi bằng phần mềm. - Kiểm tra độ tin cậy của cả hai phương pháp bằng cách so sánh hai kết quả chuyển từ hệ VN 2000 sang WGS 84 với kết quả của phần mềm GEOTOOL do Bộ Tài Nguyên và Môi Trường cung cấp. - Kết quả cho thấy dùng công thức Molodensky sai lệch về toạ độ phương x và y lần lượt là 0.1 và 1m so với phần mềm GEOTOOL, trong khi dùng MapInfo sai lệch là 0.5 và 1m. - Kết quả chuyển đổi các điểm toạ độ từ INDIAN 1960 sang VN 2000 bằng hai phương pháp cho thấy độ lệch lẫn nhau về kinh độ khoảng 0.1m, độ lệch vĩ độ vào khoảng 1m. - Qua đó cho thấy sử dụng công thức Molodensky cho kết quả chính xác cao hơn so với MapInfo, tuy nhiên MapInfo lại cho phép chuyển đổi được bản đồ vector và nhiều định dạng bản đồ khác nhau nên thuận tiện hơn cho người sử dụng. - Từ khoá: Chuyển đổi hệ quy chiếu, Indian 1960, VN 2000, chuyển Indian 1960 sang VN 2000. - 288 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ 1 ĐẶT V N Đ Từ năm 2001 Thủ Tướng chính phủ đã ký thông tư áp dụng hệ quy chiếu quốc gia VN 2000 trong xây dựng bản đồ ở Việt Nam (Tổng cục địa chính, 2003). - Tuy nhiên nguồn dữ liệu bản đồ ở miền Nam Việt Nam trước đơy đa phần được xây dựng trên hệ quy chiếu INDIAN 1960. - Để sử dụng được nguồn dữ liệu cũ đặt ra nhu cầu chuyển đổi nguồn dữ liệu số giữa 2 hệ nƠy. - Hiện nay Bộ Tài Nguyên và Môi Trường chưa có công cụ chính thức để chuyển đổi định dạng dữ liệu số giữa hai hệ trên. - Bên cạnh đó các phần mềm GIS lại chưa hỗ trợ hệ quy chiếu VN 2000. - Từ thực tế trên bài viết trình bày và so sánh các phư ng pháp nhằm đề xuất phư ng án tốt cho vấn đề chuyển đổi nguồn dữ liệu số giữa hai hệ quy chiếu này. - 2 PH NG TI N, PH NG PHÁP 2.1 Ph ng ti n - Mảnh bản đồ địa hình 1:10000 thuộc hệ INDIAN 1960 khu vực Cần Th. - Phần mềm GEOTOOL, phần mềm EXCEL, phần mềm MAPINFO 2.2 Ph ng pháp Bước 1: Kiếm chứng độ tin cậy của công thức Molodensky vƠ công cụ MapInfo: Sử dụng 3 phư ng pháp để chuyển toạ độ các điểm khảo sát từ VN2000 sang WGS84 để so sánh kết quả nhằm đảm bảo sự tin cậy của từng phư ng pháp. - Phư ng pháp thứ nhất là dùng phần mềm Geotool: Đơy lƠ phần mềm do Bộ Tài Nguyên Môi Trường cung cấp để chuyển đổi điểm toạ độ giữa WGS 84 vƠ VN 2000. - Theo Tổng Cục Địa Chính (2001) Công thức tính chuyển toạ độ X, Y, Z trong hệ WGS-84 quốc tế sang X', Y', Z' trong hệ VN-2000 theo công thức: X. - 0 0 0 trong đó: k lƠ tỷ lệ biến dạng chiều dƠi của Hệ WGS-84 quốc tế so với Hệ VN lƠ góc quay -le của trục toạ độ Hệ WGS-84 quốc tế so với Hệ VN-2000, (X0, Y0, Z0) lƠ toạ độ tơm của Hệ WGS-84 quốc tế trong Hệ VN-2000. - Tính chuyển bằng công thức Molodensky rút gọn trên Excel. - Công thức quan hệ được xác định như sau: B2 = B1 + B L2 = L1 + L H2 = H1 + H 289 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Công thức Molodensky tính các số gia : B, L, H Trong đó: B1, B2: Kinh độ trắc địa hệ A vƠ hệ B M H. - A B L1,L2: Vĩ độ địa lý hệ A vƠ hệ B H1, H2: Cao độ địa lý hệ A vƠ hệ B M: Bán kính cong kinh tuyến N: Bán kính cong vĩ tuyến - Phư ng pháp thứ ba lƠ dùng phần mềm MapInfo khai báo thêm lưới chiếu VN 2000 sử dụng tham số chuyển đổi do Bộ tƠi nguyên môi trường công bố. - Bước 2: Sử dụng công thức Molodensky để chuyển từ hệ INDIAN 1960 sang VN 2000. - Do ta không có dữ liệu về toạ độ các điểm trùng độ chính xác cao giữa 2 hệ này cho nên ta không xơy dựng được bộ tham số chuyển thẳng giữa 2 hệ, quá trình chuyển đổi sẽ thực hiện qua 2 bước: Chuyển từ INDIAN 60 về WGS84. - Tham số chuyển đổi được công bố trong báo cáo thƠnh lập hệ toạ độ WGS 84. - Sử dụng bộ 7 tham số chuyển tọa độ từ WGS84 sang VN-2000 (Bộ TƠi Nguyên vƠ Môi Trường, 2007) để chuyển tọa độ từ WGS84 sang VN-2000. - Bước 3: Sử dụng phần mềm MapInfo để chuyển tọa độ từ INDIAN 1960 sang VN- 2000. - Theo MapInfo (2003), khi chuyển toạ độ từ hệ quy chiếu nƠy sang hệ khác phần mềm MapInfo sử dụng công thức Molodensky để chuyển đổi trong trường hợp biết được 3 tham số chuyển đổi vƠ sử dụng công thức Bursa-Wolf khi biết được 7 tham số chuyển đổi. - Nguyên tắc chuyển sẽ qua trung gian của hệ WGS 84. - 3 K T QU TH O LUẬN 3.1 Khai báo l ới chi u VN 2000 vƠ INDIAN 60 trên MapInfo Cú pháp khai báo: 9999, EllipsoidNumber, dX, dY, dZ, EX, EY, EZ, m, PrimeMeridian Một số datum chỉ có 3 tham số chuyển đổi ta sử dụng khai báo sau: 999, EllipsoidNumber, dX, dY, dZ 290 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Trong đó. - Everest dX, dY, dZ: 3 Tham số tịnh tiến 3 trục toạ độ X, Y, Z - EX, EY, EZ : 3 tham số quay hệ trục toạ độ X, Y, Z - m: Hệ số hiệu chỉnh tỷ lệ ứng với mỗi elipsoid, đơn vị tính ppm - PrimeMeridian: Kinh tuyến gốc. - VN 2000 DATUM. - "VN 2000 / zone 48N (6 Do 7 Thamso . - VN 2000 / zone 48N (6 Do 3 thamso . - VN 2000 / zone 49N (6 Do . - "INDIAN 1960 Zone 48 N. - Do nhóm thu thập được dữ liệu một số điểm có toạ độ nằm trong hệ VN 2000 nên thực hiện khảo sát sự lệch nhau giữa 2 phư ng pháp dự định tiến hƠnh vƠ kết quả chuyển đổi cả phần mềm GEOTOOL. - Kết quả tính toán như sau: Bảng 1: Kết quả khảo sát bằng 3 phư ng pháp: Dữ li u VN2000 WGS84 - MapInfo WGS 84- Molodensky thủ WGS 84 - GEOTOOL công X Y X Y X Y X Y Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Độ lệch của 2 phư ng pháp so với GEOTOOL thể hiện trong Bảng 2 Bảng 2: Độ lệch của 2 phư ng pháp so với GEOTOOL. - MapInfo MOLODENSKY dX(m) dY(m) dx (m) dY (m Bảng 2 cho thấy kết quả chuyển đổi bằng công thức Molodensky thủ công kết quả sai lệch x vƠ y lần lượt lƠ 0.1 vƠ 1m so với phần mềm GEOTOOL. - Tuy nhiên kết quả chuyển đổi bằng MapInfo sử dụng bộ 3 tham số không có các tham số góc xoay cho kết quả lệch so với GEOTOOL từ lƠ 0.5 vƠ 1m. - Các công thức nghiên cứu là những công thức đang được dùng phổ biến, tuy nhiên do mỗi công thức dùng cho dạng toạ độ khác nhau: Công thức Molodensky dùng cho toạ độ trắc địa dạng B, L, H trong khi công thức Bursa-Wolf và công thức do Bộ sử dụng lại dùng toạ độ không gian 3 chiều X, Y, Z. - Toạ độ điểm trên bản đồ thì ở dạng toạ độ phẳng x,y quá trình tính toán chuyển đổi phải tiến hành chuyển đổi dạng toạ độ qua nhiều bước khiến cho sai số chuyển đổi không phải là hằng số như đã thấy trong Bảng 1 và Bảng 2. - Tuy nhiên ta sẽ căn cứ vào sai số của công cụ có tính pháp lý là phần mềm GeoTool để xác định mức tin cậy của hai phư ng pháp còn lại nhằm chuyển đổi giữa hai hệ mà GeoTool không hỗ trợ. - 3.3 K t qu chuy n t INDIAN 60 V VN 2000 bằng công th c. - Xơy dựng công thức Molodensky chuẩn chuyển tọa độ trên Excel. - Chuyển từ INDIAN60 sang WGS 84. - Chuyển kết quả thu được từ WGS 84 sang VN2000 theo cách tính toán từ công thức molodensky Kết quả tính toán được trình bày trong Bảng 3 3.4 K t qu chuy n t INDIAN 60 V VN 2000 bằng MapInfo - Tạo lớp bản đồ trên MapInfo, sử dụng lưới chiếu INDIAN 60 - Nhập các điểm chuyển đổi vƠo lớp bản đồ vừa tạo. - Sử dụng chức năng SAVE AS của MapInfo vƠ lưu lại với lưới chiếu lƠ VN2000. - Như vậy ta sẽ có được toạ độ điểm theo VN 2000 Kết quả chuyển đổi được liệt kê trong Bảng 3 292 Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ B ng 3: K t qu chuy n đ i to đ t INDIAN 60 sang VN2000 bằng 2 ph ng pháp Indian60 Indian60->WGS84- INDIAN60-> VN2000 dùng Sai l ch nhau >VN2000 Molodensky MapInfo B L B L B L dB(giây) dL(giây Trung bình Từ Bảng 3 ta thấy độ lệch kinh độ vƠ vĩ độ giữa 2 kết quả là 0.065” vƠo khoảng 1m, đặc biệt độ lệch kết quả kinh độ gần như không đáng kể 0.003” tư ng ứng khoảng 0.1m. - 4 K T LUẬN Qua khảo sát so sánh 2 phư ng pháp chuyển có so sánh độ tin cậy với phần mềm GEOTOOL cho thấy cả 2 đều ứng dụng tốt cho chuyển đổi toạ độ giữa VN2000 vƠ WGS 84 vƠ đặc biệt từ INDIAN 1960 sang VN2000 vƠ ngược lại. - Tuỳ mục đích sử dụng mà ta sẽ lựa chọn phư ng pháp thích hợp. - Thiết lập công thức Molodensky để tự tính chuyển cho độ chính xác cao h n chuyển bằng phần mềm MapInfo, tuy nhiên nếu không đòi hỏi khắc khe về độ chính xác ta có thể sử dụng MapInfo cùng với lưới chiếu được cung cấp trong bài viết này để chuyển đổi hệ quy chiếu với các ưu điểm xử lý đ n giản và chuyển đổi được nhiều định dạng bản đồ số. - TÀI LI U THAM KH O MapInfo, 2003, MapInfo Professional v7.5 User Guides Tổng cục Địa chính, 2001, Thông tư số 973 /2001/TT-TCĐC hướng dẫn áp dụng Hệ quy chiếu vƠ Hệ toạ độ quốc gia VN-2000 Bộ TƠi Nguyên Môi Trường, 2007, Quyết 05/2007/QĐ-BTNMT Về sử dụng hệ thống tham số tính chuyển giữa Hệ tọa độ quốc tế WGS-84 vƠ Hệ tọa độ quốc gia VN-2000