Nghiệm thu đo vẽ bản đồ đáy biển: Kết quả vượt hạn sai bắt buộc phải đo lại

Hoạt động đo vẽ bản đồ đáy biển đòi hỏi tính chuẩn xác tuyệt đối nhằm phục vụ công tác quản lý tài nguyên, bảo đảm an toàn hàng hải và an ninh quốc phòng. Nhằm chuẩn hóa hoạt động chuyên môn, các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành đặt ra những yêu cầu kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt ngay tại thực địa. Điểm then chốt trong công tác giám sát là cơ chế sàng lọc sai số tự động: bất kỳ tuyến đo sâu nào có kết quả so sánh vượt quá giới hạn sai số cho phép đều không được nghiệm thu và bắt buộc phải tổ chức đo lại toàn bộ hoặc từng phân đoạn.

Nguyên tắc nghiệm thu lũy tiến và tính tuần tự công nghệ

Trong quy trình thành lập bản đồ địa hình đáy biển tỷ lệ 1:100.000 bằng phương pháp đo vẽ trực tiếp, kỷ luật kỹ thuật được quản lý chặt chẽ theo từng giai đoạn sản xuất. Theo khoản 6 Điều 26, công tác kiểm tra nghiệm thu sản phẩm bao gồm hai phần tách biệt: kiểm tra đo đạc, xử lý số liệu thực địa và kiểm tra nghiệm thu sản phẩm bản đồ địa hình đáy biển ở giai đoạn nội nghiệp.

Đặc thù của công nghệ biển quy định các bước kỹ thuật phải tiến hành tuần tự, mặc dù một số công việc ngoại nghiệp có thể kết hợp triển khai đồng thời. Quy định nêu rõ: đối với các bước tiếp sau có sử dụng thành quả của bước trước, lực lượng sản xuất chỉ được phép tiến hành sau khi thành quả của bước trước đã được kiểm tra và bảo đảm đầy đủ yêu cầu kỹ thuật. Yêu cầu này ngăn ngừa tình trạng lỗi sai mang tính dây chuyền, loại bỏ nguy cơ sử dụng dữ liệu sai lệch làm đầu vào cho các thuật toán nội suy mô hình độ sâu.

Quy trình kiểm tra giao cắt và chế tài đo lại bắt buộc

Kiểm tra chất lượng thành quả đo sâu ngoại nghiệp được chuẩn hóa bằng công cụ phần mềm chuyên dụng nhằm loại bỏ hoàn toàn các nhận định chủ quan. Theo điểm d và điểm đ khoản 11 Điều 26, đơn vị thực hiện phải sử dụng tệp dữ liệu đo sâu cơ bản và tệp dữ liệu đo kiểm tra làm số liệu đầu vào để chạy chương trình kiểm tra ngoại nghiệp. Hệ thống máy tính sẽ tự động tính toán, xác định tọa độ các điểm giao cắt giữa tuyến đo kiểm tra và tuyến đo sâu cơ bản.

Tại các vị trí giao cắt này, phần mềm tính toán độ sâu nội suy theo từng tuyến, sau đó xác định hiệu số độ sâu giữa tuyến kiểm tra và tuyến đo cơ bản. Cơ chế xử lý kết quả được phân định dứt khoát theo điểm e khoản 11 Điều 26:

• Trường hợp hiệu số độ sâu nằm trong hạn sai cho phép: Kết quả đo đạc được nghiệm thu và chấp nhận đưa vào cơ sở dữ liệu.
• Trường hợp hiệu số độ sâu vượt hạn sai cho phép: Dữ liệu bị bác bỏ; chương trình tự động chỉ ra các đường đo sâu hoặc các đoạn đường đo sâu vi phạm để bắt buộc tiến hành đo lại ngoài thực địa.

Trước khi chạy chương trình so sánh hạn sai, khâu tiền xử lý số liệu tại thực địa cũng phải tuân thủ kỷ luật nghiêm ngặt theo điểm a và điểm b khoản 11 Điều 26. Do đặc tính thiết bị âm vang trên biển, các tệp dữ liệu đo sâu luôn xuất hiện một số trị đo bất thường; người thực hiện bắt buộc phải dùng các chức năng chuyên dụng của phần mềm để phát hiện và loại bỏ các trị đo này, đồng thời hoàn thành việc cải chính toàn bộ các số liệu liên quan.

Thẩm quyền quyết định đo bù, đo lại và xử lý hải văn

Sau khi hệ thống kiểm tra tự động xác định các điểm vi phạm hạn sai, thẩm quyền quyết định phương án kỹ thuật tại hiện trường thuộc về nhân sự kỹ thuật chuyên trách. Theo điểm g khoản 11 Điều 26, sau khi chuyển số liệu đo sâu đã kiểm tra vào cơ sở dữ liệu đo sâu, kỹ thuật viên sử dụng chức năng hiển thị màn hình để xem xét toàn bộ bức tranh số liệu; người vận hành quyết định khối lượng, khu vực phải đo bù, đo lại và đo rà soát hải văn.

Quy trình thực hiện các tuyến đo khắc phục này không được giản lược mà phải tuân thủ đầy đủ quy chuẩn gốc. Theo điểm a khoản 12 Điều 26, quá trình đo bù, đo lại và tính toán xử lý số liệu phát sinh được tiến hành tương tự như quy trình đo sâu chi tiết ngoài biển. Đối với công tác đo rà soát hải văn, theo điểm b khoản 12 Điều 26, việc triển khai phải căn cứ vào thiết kế ngoài thực địa, dựa trên đặc điểm và tính chất cụ thể của các địa vật nhân tạo hoặc tự nhiên cần rà soát dưới đáy biển.

Chuẩn hóa mốc trắc địa và hiệu chỉnh quan trắc thủy triều

Độ chính xác của phép đo sâu phụ thuộc trực tiếp vào công tác quan trắc mực nước biển để đưa giá trị đo về mặt chuẩn thống nhất. Theo điểm đ khoản 10 Điều 26, số liệu quan trắc mực nước biển nhập vào máy tính tạo thành tệp số liệu quan trắc thủy triều dùng để cải chính, quy đổi các giá trị đo sâu trên biển về mặt chuẩn "0" lục địa (tức mặt nước biển trung bình).

Để bảo đảm giá trị chuẩn tuyệt đối, các quy định kỹ thuật về mốc và thời gian được thiết lập chặt chẽ:

• Theo điểm d khoản 10 Điều 26, độ cao của mốc "0" thước nước bắt buộc phải đo nối trực tiếp với lưới thủy chuẩn nhà nước.
• Trường hợp sử dụng để xác định độ cao của mức nước thủy triều thấp nhất (triều kiệt), theo điểm c khoản 10 Điều 26, công tác quan trắc phải duy trì liên tục 24/24 giờ trong thời gian ít nhất một tháng.
• Khi nhập số liệu thời gian, theo điểm e khoản 10 Điều 26, kỹ thuật viên phải chú ý xử lý mối liên hệ giữa giờ địa phương và giờ UTM, bảo đảm quy đổi về cùng một múi giờ thống nhất giữa tài liệu đo sâu và tài liệu quan trắc mức nước biển.

Quy trình lọc dữ liệu và thành lập bản đồ địa hình đáy biển nội nghiệp

Sau khi toàn bộ dữ liệu ngoại nghiệp hoàn thành công tác kiểm tra và đo bù, quy trình xử lý nội nghiệp được kích hoạt theo các bước kế tiếp. Theo điểm a và điểm b khoản 13 Điều 26, cơ sở dữ liệu đo đạc được hình thành từ hai nguồn chính: tệp đo sâu gồm tọa độ và độ sâu (X, Y, H) cùng tệp chất đáy gồm tọa độ và mô tả chất đáy (X, Y, mô tả chất đáy). Toàn bộ dữ liệu này được chuyển vào phần mềm xử lý số liệu đo vẽ trên địa hình đáy biển MTA để xây dựng không gian 3 chiều X, Y, H bề mặt đáy biển.

Từ mô hình không gian 3 chiều, các thuật toán nội suy và phân tích địa hình đáy biển được áp dụng để loại bỏ những điểm sai đột biến và những điểm không đặc trưng theo điểm c khoản 13 Điều 26. Khi thu được bề mặt địa hình tối ưu, điểm d và điểm đ khoản 13 Điều 26 quy định việc nội suy đường đẳng sâu sử dụng toàn bộ các điểm đo sâu còn lại sau khi đã lọc bỏ điểm sai; các đường cong gãy khúc phát sinh từ phép nội suy bắt buộc phải được xử lý làm trơn.

Công tác hoàn thiện sản phẩm nội nghiệp tiếp tục với các công đoạn được quy định từ điểm e đến điểm k khoản 13 Điều 26:

• Lọc các điểm đo sâu lấy ra các điểm đặc trưng nhất để ghi chú độ sâu địa hình.
• Xây dựng cơ sở toán học của bản đồ bằng phần mềm MGE Grid generation hoặc phần mềm khác có tính năng tương tự bảo đảm độ chính xác.
• Biên tập tệp ghi chú điểm độ sâu, tệp ghi chú chất đáy và tiến hành vẽ bản đồ bằng phần mềm Microstation hoặc phần mềm thay thế tương đương.
• Lập hồ sơ lý lịch bản đồ: đối với lý lịch dạng số thực hiện theo Phụ lục số 2; đối với quyển lý lịch thì điền viết theo mẫu hiện hành của bản đồ địa hình phần đất liền (nếu phần đất liền, đảo đã có quyển lý lịch thì điền viết tiếp vào tài liệu sẵn có).
• Ghi lưu trữ đĩa CD-R dữ liệu bản đồ gốc, lý lịch bản đồ và in phun bản đồ gốc theo điểm e và điểm g khoản 5 Điều 26.

Bảng đối chiếu các công đoạn kiểm soát chất lượng dữ liệu

Kiểm soát chất lượng đo sâu đáy biển được phân tầng rõ rệt qua từng khâu xử lý, từ thiết bị ngoại nghiệp đến mô hình toán học nội nghiệp:

Tình huống minh họa: Xử lý dữ liệu đo sâu thực địa

Trong quá trình thi công một phân khu đo đạc biển, tổ đo đạc sử dụng tàu có trang bị máy đo sâu hồi âm kết hợp định vị vệ tinh DGPS. Sau khi kết thúc việc thu nhận dữ liệu theo tuyến đo sâu thiết kế và tuyến đo kiểm tra (bước 5 và bước 6 điểm a khoản 4 Điều 26), tổ kỹ thuật thực hiện xuất tệp dữ liệu Hydronav để kiểm tra sơ bộ.

Quá trình vận hành thực hiện đúng trình tự: nhân viên kỹ thuật sử dụng phần mềm loại bỏ các trị đo sâu bất thường xuất hiện trong tệp dữ liệu theo điểm a khoản 11 Điều 26. Dữ liệu đo mực nước biển từ trạm quan trắc liên tục 24/24 giờ (đã liên kết độ cao mốc "0" thước nước với lưới thủy chuẩn nhà nước) được quy đổi đồng nhất múi giờ địa phương với giờ UTM để thực hiện cải chính số liệu độ sâu về mặt chuẩn "0" lục địa theo điểm đ và điểm e khoản 10 Điều 26.

Khi đưa tệp đo sâu và tệp kiểm tra vào phần mềm kiểm tra ngoại nghiệp theo điểm d khoản 11 Điều 26, hệ thống tự động xác định các điểm giao cắt. Tại điểm giao cắt thứ nhất, hiệu số độ sâu nội suy nằm trong giới hạn cho phép, kết quả được chấp thuận. Tại điểm giao cắt thứ hai, hiệu số vượt quá ngưỡng hạn sai; chương trình lập tức đánh dấu và chỉ ra đoạn tuyến đo sâu tương ứng không đạt chuẩn. Căn cứ hình ảnh trực quan trên màn hình, người vận hành ra quyết định bằng văn bản kỹ thuật buộc tàu đo quay lại thực địa thực hiện đo lại toàn bộ đoạn tuyến bị cảnh báo theo đúng quy trình đo sâu chi tiết (khoản 12 Điều 26) trước khi chuyển dữ liệu vào phần mềm MTA để dựng mô hình không gian 3 chiều.

Đối tượng chịu tác động và các yêu cầu hành động

Quy trình kiểm soát chất lượng và xử lý sai số đo đạc đáy biển đặt ra nghĩa vụ cụ thể cho từng nhóm đối tượng tham gia:

• Đơn vị thi công, nhà thầu đo đạc: Phải kiểm nghiệm máy móc, thiết bị tại thực địa trước khi đo; tuyệt đối không bỏ qua bước lọc trị đo bất thường; bố trí thiết bị và phương tiện sẵn sàng đo lại các tuyến đo bị chương trình từ chối; đo nối thước nước với lưới thủy chuẩn nhà nước và duy trì quan trắc triều kiệt 24/24 giờ đủ thời gian ít nhất một tháng theo quy định.
• Người vận hành hệ thống đo đạc: Chịu trách nhiệm trực tiếp kiểm tra tệp dữ liệu; thực hiện chạy phần mềm kiểm tra giao cắt tuyến; căn cứ kết quả hiển thị màn hình đưa ra quyết định chính xác về phạm vi, khối lượng các tuyến bắt buộc phải đo bù, đo lại hoặc thực hiện đo rà soát hải văn.
• Cơ quan giám sát, nghiệm thu chất lượng: Thực hiện nghiệm thu lũy tiến theo từng bước công nghệ; chỉ phê duyệt cho phép triển khai bước nội nghiệp khi có biên bản nghiệm thu đạt yêu cầu của bước đo đạc và xử lý số liệu thực địa; đối chiếu kỹ thuật làm trơn đường đẳng sâu và quy cách ghi chú điểm đặc trưng trên bản đồ gốc.

Câu hỏi thường gặp

Khi phát hiện hiệu số độ sâu vượt hạn sai, nhà thầu có được phép hiệu chỉnh toán học thay vì đo lại?

Không. Điểm e khoản 11 Điều 26 quy định rõ ràng: nếu kết quả kiểm tra cho thấy hiệu số độ sâu vượt hạn sai, chương trình sẽ chỉ ra các đường đo sâu hoặc các đoạn đường đo sâu bắt buộc phải đo lại. Không có cơ chế can thiệp thủ công bằng toán học để giữ lại các tuyến đo đã vi phạm ngưỡng sai số này.

Người vận hành căn cứ vào đâu để quyết định khối lượng đo bù và đo rà soát hải văn?

Theo điểm g khoản 11 và điểm b khoản 12 Điều 26, người vận hành căn cứ vào chức năng hiển thị dữ liệu đo sâu đã kiểm tra trên màn hình để quyết định khối lượng, khu vực phải đo bù, đo lại. Đối với đo rà soát hải văn, quyết định căn cứ theo thiết kế ngoài thực địa dựa trên đặc điểm, tính chất của các địa vật nhân tạo hoặc tự nhiên cần rà soát dưới đáy biển.

Việc xây dựng không gian 3 chiều địa hình đáy biển sử dụng các tệp dữ liệu đầu vào nào?

Theo điểm a và điểm b khoản 13 Điều 26, cơ sở dữ liệu nội nghiệp sử dụng hai nguồn đầu vào gồm: tệp dữ liệu đo sâu (X, Y, H) và tệp dữ liệu chất đáy (X, Y, mô tả chất đáy). Toàn bộ dữ liệu này được đưa vào phần mềm MTA để xây dựng bề mặt địa hình 3 chiều trước khi tiến hành nội suy đường đẳng sâu.

Khuyến nghị thực hiện và quản trị rủi ro kỹ thuật

Kiểm soát chất lượng đo đạc hải văn đòi hỏi tính tuân thủ quy chuẩn kỹ thuật ở mức độ cao nhất. Các đơn vị thi công cần lưu ý nguyên tắc bước công việc sau chỉ được tiến hành khi thành quả của bước trước đã được kiểm tra và bảo đảm đạt yêu cầu kỹ thuật. Việc tự ý rút ngắn quy trình hoặc bỏ qua công đoạn đo kiểm tra sẽ dẫn đến rủi ro bị từ chối toàn bộ sản phẩm bản đồ gốc số nội nghiệp, gây thiệt hại nghiêm trọng về chi phí huy động phương tiện tàu thuyền.

Các nhà thầu và cơ quan quản lý cần chủ động rà soát năng lực thiết bị máy móc, phương pháp xử lý số liệu đo đạc, quy trình đồng bộ múi giờ quan trắc triều và năng lực vận hành phần mềm chuyên dụng của nhân sự thực địa. Khi phát sinh các vướng mắc kỹ thuật trong quá trình thành lập bản đồ địa hình đáy biển tỷ lệ 1:100.000, các đơn vị cần đối chiếu trực tiếp quy chuẩn kỹ thuật tương ứng hoặc tham vấn ý kiến từ cơ quan quản lý chuyên môn có thẩm quyền để bảo đảm tính pháp lý cao nhất cho hồ sơ nghiệm thu.