Phép chiếu bản đồ: Việt Nam cần cách tiếp cận có thể tích hợp và khai thác cho cả hệ thống dữ liệu

Điều đáng chú ý là thông điệp này không nhằm áp đặt một phép chiếu duy nhất. Chính các trao đổi tại LHQ cũng nhấn mạnh rằng mỗi phép chiếu bản đồ phục vụ những mục đích khác nhau và việc lựa chọn cần phù hợp với yêu cầu cụ thể của từng bản đồ.

Câu chuyện tưởng như chỉ liên quan đến bản đồ thế giới lại gợi ra một vấn đề đáng suy nghĩ đối với Việt Nam: Chúng ta lựa chọn phép chiếu không chỉ cho từng tấm bản đồ, mà còn phải tính đến cách thức những bản đồ đó được sử dụng cùng nhau trong một hệ thống dữ liệu ngày càng đa dạng, đáp ứng những nhu cầu ngày càng đa dạng.

Phép chiếu bản đồ tốt nhất: Cho một bản đồ hay cho cả hệ thống?

Lựa chọn phép chiếu bản đồ luôn gắn với mục đích sử dụng không chỉ của từng bản đồ, mà của cả hệ thống.

Trong thời kỳ Pháp thuộc, hệ thống bản đồ Đông Dương sử dụng phép chiếu Bonne, một phép chiếu đồng diện tích, cho thành lập bản đồ địa hình và cùng với đó là các bản đồ chuyên đề phục vụ công cuộc khai thác thuộc địa.

Sau năm 1954, ở miền Bắc, với sự giúp đỡ của các chuyên gia Liên Xô và Trung Quốc, hệ thống bản đồ địa hình được xây dựng trên phép chiếu Gauss - Krüger, gắn với hệ quy chiếu sử dụng ellipsoid Krasovsky. Trong khi đó, ở miền Nam trước năm 1975, hệ thống bản đồ do Mỹ hỗ trợ thành lập sử dụng hệ quy chiếu Indian 1954 với ellipsoid Everest 1830 và phép chiếu UTM.

Như vậy, trong cùng một lãnh thổ đã từng tồn tại những hệ thống bản đồ với cơ sở toán học khác nhau. Sau năm 1975, một trong những nhiệm vụ quan trọng của ngành đo đạc bản đồ là xây dựng mạng lưới tọa độ, độ cao thống nhất và từng bước xử lý việc liên kết, chuyển đổi giữa các hệ thống dữ liệu. Đến năm 2000, hệ quy chiếu VN-2000 được đưa vào sử dụng trên phạm vi cả nước, tạo nền tảng thống nhất cho hệ thống đo đạc và bản đồ quốc gia, với lựa chọn phép chiếu UTM cho bản đồ địa hình quốc gia.

Lịch sử này cho thấy, lựa chọn phép chiếu không chỉ là bài toán của một tờ bản đồ, mà còn là quyết định có ảnh hưởng lâu dài đến khả năng kế thừa và tích hợp dữ liệu. Với sự kiện ban hành Luật Đo đạc và bản đồ năm 2018, việc sử dụng hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN-2000 trong đo đạc bản đồ được luật hóa. Tuy nhiên, việc thống nhất sử dụng VN-2000 không có nghĩa các loại bản đồ đều sử dụng một phép chiếu duy nhất. Các bản đồ chuyên ngành, chuyên đề sử dụng các phép chiếu khác nhau tùy thuộc vào phương pháp, tài liệu sử dụng cho thành lập, phạm vi lãnh thổ, nội dung và mục đích sử dụng của bản đồ. Sự khác biệt về phép chiếu hoặc các phương án phép chiếu vẫn có thể tạo ra những bất tiện khi các lớp dữ liệu cần được chồng xếp và khai thác cùng nhau.

“

Phép chiếu tốt nhất cho một bản đồ không nhất thiết là phép chiếu có phân bố biến dạng tốt nhất. Đó là phép chiếu phù hợp với mục đích sử dụng của bản đồ, đồng thời cho phép bản đồ và dữ liệu có thể tích hợp và khai thác thuận lợi trong cả hệ thống.

UTM: Phù hợp từng bản đồ, nhưng bài toán nằm ở khả năng tích hợp

Một vấn đề đáng được lưu tâm là xu hướng sử dụng UTM, phép chiếu hình trụ ngang đồng góc, cho nhiều loại bản đồ cơ bản và chuyên ngành có nhu cầu sử dụng và tác động xã hội lớn, trong đó có bản đồ địa hình, địa chính, hiện trạng sử dụng đất, quy hoạch và hành chính.

Về mặt kỹ thuật, lựa chọn này có những ưu điểm rõ rệt. Phép chiếu đồng góc phù hợp với việc bảo toàn góc và hình dạng cục bộ, trong khi UTM được thiết kế để hạn chế biến dạng chiều dài và biến dạng diện tích trong phạm vi từng múi chiếu. Do vậy, UTM thường được sử dụng cho bản đồ địa hình và các ứng dụng cần bảo toàn hình dạng hoặc hướng.

Đối với các khu vực nhỏ, hẹp, kéo dài theo kinh tuyến, biến dạng diện tích của phép chiếu UTM không đáng kể. Đó là lý do phép chiếu UTM được lựa chọn cho cả những bản đồ có yêu cầu khắt khe về đo diện tích như bản đồ địa chính và bản đồ hiện trạng sử dụng đất, hoặc những bản đồ có yêu cầu về bảo toàn cả hình dạng, cả diện tích như bản đồ hành chính.

Tuy nhiên, mối e ngại nằm ở chỗ những tham số phép chiếu được lựa chọn cho từng loại bản đồ dẫn đến bề mặt thực tế được quy chiếu xuống các mặt phẳng khác nhau. Khi bản đồ địa hình, địa chính và hành chính cùng sử dụng phép chiếu UTM nhưng với các phương án kinh tuyến trục và hệ số biến dạng chiều dài khác nhau, việc tích hợp dữ liệu trên phạm vi rộng có thể phát sinh thêm các bước chuyển đổi, kiểm tra và xử lý.

Đối với người sử dụng GIS chuyên nghiệp, đây không phải là trở ngại không thể giải quyết. Nhưng khi dữ liệu ngày càng được chia sẻ giữa nhiều cơ quan, ngành và nền tảng, những khác biệt tưởng như nhỏ này có thể trở thành chi phí kỹ thuật lặp lại trong suốt vòng đời dữ liệu. Hệ quy chiếu thống nhất VN-2000 đã tạo ra nền tảng chung rất quan trọng, nhưng để các dữ liệu và bản đồ thực sự kết nối, việc lựa chọn phép chiếu cũng cần được nhìn nhận ở quy mô toàn hệ thống.

Chẳng hạn, bản đồ hành chính cấp tỉnh sử dụng phép chiếu UTM với kinh tuyến trục riêng cho từng tỉnh và hệ số biến dạng chiều dài k = 0,9996. Lựa chọn này có cơ sở kỹ thuật và phù hợp với yêu cầu thể hiện bản đồ ở phạm vi địa phương. Nhưng khi bản đồ hành chính được sử dụng cùng các dữ liệu khác, đặc biệt là dữ liệu đất đai được thành lập cũng trong phép chiếu UTM với kinh tuyến trục riêng cho từng tỉnh và hệ số biến dạng chiều dài k = 0,9999, người sử dụng có thể phải thực hiện thêm các bước xử lý để đưa dữ liệu về cùng một môi trường khai thác.

Không phải tìm một phép chiếu duy nhất, mà là một cách tiếp cận hệ thống

Vì vậy, câu hỏi đặt ra không nhất thiết là có nên bỏ UTM hay không, cũng không phải phép chiếu nào đúng nhất hay tốt nhất. Câu hỏi quan trọng hơn là một phép chiếu phù hợp đến đâu khi bản đồ được sử dụng trong cả một hệ thống? Khi lựa chọn phép chiếu, biên độ hay phân bố biến dạng cần được ưu tiên hay phải cân nhắc cả những yếu tố như mức độ phổ biến, tính khả thi về kỹ thuật, điều kiện sử dụng, khả năng sử dụng phối hợp với các dữ liệu, bản đồ khác?

Đây chính là bài học có thể rút ra từ cuộc tranh luận về bản đồ tại LHQ. Một phép chiếu có thể rất phù hợp cho một bản đồ nhưng không phù hợp cho tất cả. LHQ cũng không quy định một phép chiếu duy nhất cho tất cả các bản đồ; ngay trong hoạt động của mình, các tổ chức thuộc LHQ cũng sử dụng các phép chiếu khác nhau tùy theo phạm vi và mục đích sử dụng của bản đồ.

Đối với Việt Nam, vì vậy, điều cần hướng tới không phải là thay thế một phép chiếu bằng một phép chiếu khác, hay một giải pháp cực đoan như "chuẩn hóa" một phép chiếu duy nhất cho tất cả các loại bản đồ, mà là xem xét việc lựa chọn phép chiếu trong mối quan hệ với mục đích sử dụng, phạm vi lãnh thổ và khả năng khai thác tích hợp dữ liệu.

Một bản đồ hành chính có thể được sử dụng cùng dữ liệu địa chính, địa hình, giao thông, quy hoạch, ảnh viễn thám và hàng loạt nguồn dữ liệu khác thuận tiện phụ thuộc vào việc một lựa chọn kỹ thuật hợp lý đối với từng bản đồ riêng lẻ có được đánh giá với cách tiếp cận hệ thống hay không.

Phép chiếu tốt nhất cho một bản đồ không nhất thiết là phép chiếu có phân bố biến dạng tốt nhất. Đó là phép chiếu phù hợp với mục đích sử dụng của bản đồ, đồng thời cho phép bản đồ và dữ liệu có thể tích hợp và khai thác thuận lợi trong cả hệ thống.

Tiến sĩ Đồng Thị Bích Phương