ข้อเสนอโครงการ

ภายใต้กรอบแนวคิดการพัฒนาระบบข้อมูลสนับสนุนการตัดสินใจ

ข้อเสนอโครงการ โครงการพัฒนาแบบจ าลองยีออยด์ความละเอียดสูงของประเทศไทย

จัดท าโดย

กรมแผนที่ทหาร

2

สารบัญ 1. ชื่อโครงการ: โครงการพัฒนาแบบจ าลองยีออยด์ความละเอียดสูงของประเทศไทย ................... 3

2. หน่วยงานเจ้าของโครงการ: กรมแผนที่ทหาร ............................................................................ 3

3. หัวหน้าโครงการ: ชื่อ-สกุล พันเอก ชัยวัฒน์ พรมทอง ............................................................. 3

4. ผู้ประสานงานโครงการ: ชื่อ-สกุล ................................................................................................ 3

5. ประเภทแผนพัฒนาระบบ : (ใส่เครื่องหมาย ) ......................................................................... 3

6. ลักษณะระบบงาน: (ใส่เครื่องหมาย ) ...................................................................................... 3

7. สถานของระบบปัจจุบัน .............................................................................................................. 4

8. หลักการและเหตุผล .................................................................................................................... 5

9. วัตถุประสงค์ ............................................................................................................................... 5

10. เป้าหมาย ผลผลิต และผลลัพธ์ของโครงการ ............................................................................... 6

11. ความร่วมมือระหว่างหน่วยงาน ................................................................................................... 6

12. ขั้นตอนการด าเนินงาน ................................................................................................................ 6

13. แผนการด าเนินงาน ..................................................................................................................... 6

14. งบประมาณโครงการ ................................................................................................................... 7

15. การติดตามและประเมินผล ......................................................................................................... 8

16. ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ .......................................................................................................... 8

ภาคผนวก ก การสร้างจ าลองยีออยด์เบื้องต้น THAI12H บริเวณประเทศไทย……………………………….9

ภาคผนวก ข การค านวณหายีออยด์ภาคทฤษฎี……………………………………………………………………….11

ภาคผนวก ค ขั้นตอนการค านวณหายีออยด์ภาคปฏิบัติ……………………………………………………………13

ภาคผนวก ง พ้ืนที่ท าการส ารวจข้อมูลเพื่อจัดท าแบบจ าลองยีออยด์ท้องถิ่นของประเทศ……………14

3

ข้อเสนอโครงการ ภายใต้กรอบแนวคิดการพัฒนาระบบข้อมูลสนับสนุนการตัดสินใจ

1. ชื่อโครงการ: โครงการพัฒนาแบบจ าลองยีออยด์ความละเอียดสูงของประเทศไทย

2. หน่วยงานเจ้าของโครงการ: กรมแผนที่ทหาร

3. หัวหน้าโครงการ: ชื่อ-สกุล พันเอก ชัยวัฒน์ พรมทอง

ต าแหน่ง ผู้อ านวยการกองยีออเดซี่และยีออฟิสิกส์

โทรศัพท ์ 02-2223045 email ptchaiwat@gmail.com

4. ผู้ประสานงานโครงการ: ชื่อ-สกุล

ต าแหน่ง

โทรศัพท ์ email

5. ประเภทแผนพัฒนาระบบ : (ใส่เครื่องหมาย ) ระบบสนับสนุนการบริหารในภาวะปกติ (N:Normal) ระบบสนับสนุนการบริหารในภาวะวิกฤต (C:Crisis) ระบบสนับสนุนการพัฒนา/อนุรักษ์/ซ่อมบ ารุง (D: Development) ระบบโครงสร้างพ้ืนฐาน (I: Infrastructure)

(โปรดใส่ค ำอธิบำยเพ่ิมเติม) เป็นโครงการส ารวจข้อมูลส าหรับพัฒนาแบบจ าลองยีออยด์ท้องถิ่นของประเทศไทย ให้สามารถใช้แบบจ าลองยีออยด์ท้องถิ่นร่วมกับเทคโนโลยีการก าหนดต าแหน่งด้วยดาวเทียม GNSS

หาค่าความสูงระดับทะเลปานกลาง ได้อย่างละเอียดและรวดเร็ว โดยไม่ต้องท าการส ารวจระดับ ด้วยวิธีการ เดินระดับ ดังภาพด้านล่าง

6. ลักษณะระบบงาน: (ใส่เครื่องหมาย ) ระบบกลาง ระบบเฉพาะหน่วย ระบบในพ้ืนที่

H h

P

( , W0)

( )

( )

P GPS

GNSS

P

WGS84

NP

4

(โปรดใส่ค ำอธิบำยเพ่ิมเติม) แบบจ าลองยีออยด์ท้องถิ่นของประเทศ เป็นข้อมูลโครงสร้างพ้ืนฐาน ที่หน่วยงานต่าง ๆ สามารถน าไปประยุกต์ใช้ประโยชน์ในการค านวณหาความสูงเหนือระดับทะเลปานกลางได้ อย่างละเอียดและรวดเร็ว ร่วมกับเทคโนโลยีการก าหนดต าแหน่งด้วยดาวเทียม GNSS

7. สถานของระบบปัจจุบัน ในอดีตที่ผ่านมาประเทศไทยใช้แบบจ าลองยีออยด์สากลที่มีชื่อว่า EGM96 ในการหาความสูงเหนือระดับ

ทะเลปานกลางร่วมกับเทคโนโลยี GPS อย่างไรก็ตาม ค่าระดับที่ได้ด้วยวิธีนี้มีความคลาดเคลื่อนของความสูงประมาณ 1 เมตร ซึ่งมีขนาดใหญ่ท าให้ไม่สามารถที่จะน ามาใช้ในการหาความสูงของภูมิประเทศเพ่ืองานทางวิศวกรรม งานท าแผนที่ ที่ต้องการความถูกต้องของความสูง งานทางด้านชลประทาน รวมทั้งงานทางด้านการบริหารจัดการอุทกภัย

ในระยะเวลา 4 – 5 ปีที่ผ่านมากรมแผนที่ทหารร่วมกับมหาวิทยาลัยเชียงใหม่และจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยได้ท าการศึกษาวิจัยการสร้างแบบจ าลองความสูงยีออยด์ท้องถิ่นบริเวณประเทศไทยไว้เบื้องต้นชื่อว่าแบบจ าลองยีออยด์ THAI12H (Dumrongchai et al. 2012) แบบจ าลองนี้เมื่อใช้ร่วมกับเทคโนโลยี GNSS เพ่ือหาค่าระดับความสูงของภูมิประเทศให้ความคลาดเคลื่อนโดยเฉลี่ยประมาณ 2 - 5ซม. บริเวณพ้ืนที่กรุงเทพและปริมลฑล อย่างไรก็ตามบริเวณพ้ืนที่ที่ราบลุ่มแม่น้ าตอนบนโดยเฉพาะบริเวณลุ่มน้ าเจ้าพระยา (Chao Phraya basin) ภาคเหนือตอนบน ภาคตะวันตก ภาคใต้ตอนล่างของประเทศมีความคลาดเคลื่อนค่อนข้างสูงในช่วงประมาณ 5 – 30 ซม. ผลทางสถิติเหล่านี้ได้แสดงถึงความคลาดเคลื่อนของ ยีออยด์ THAI12H ยังคงหลงเหลืออยู่ (ดังเอกสารแนบในภาคผนวก ก)

โครงการที่เสนอจะด าเนินงานโดย (ใส่เครื่องหมาย ) ซ่อมบ ารุงระบบเดิม พัฒนาระบบเพ่ิมเติม พัฒนาระบบใหม่

(โปรดใส่ค ำอธิบำยเพ่ิมเติม) เนื่องจากแบบจ าลอง THAI12H ยังมีความคลาดเคลื่อนค่อนข้างสูง อาจมีสาเหตุมาจากปัจจัยต่าง ๆ เช่น ข้อมูลความโน้มถ่วงพิภพ แบบจ าลองความสูงเชิงเลข (Digital Elevation Model หรือ DEM) สถานีโครงข่ายความสูง GNSS อ้างอิงพ้ืนหลักฐานทางราบ WGS84 สถานีโครงข่ายค่าระดับอ้างอิงพ้ืนหลักฐานทางดิ่งเกาะหลัก กระบวนการในการค านวณยีออยด์ เป็นต้น สาเหตุเหล่านี้จ าเป็นที่จะต้องมีการศึกษาวิจัยอย่างละเอียดต่อไป ประกอบกับการวัดความโน้มถ่วงพิภพเพ่ิมเติมบริเวณพ้ืนที่ที่ยังไม่มีการรังวัด หรือการวัดข้อมูลใหม่ทดแทนข้อมูลที่เก่าซึ่งได้ด าเนินการวัดมาก่อน ปี พ.ศ. 2534 ซ่ึงสภาพภูมิประเทศมีความหนาแน่นของมวลสารของโลกแปรเปลี่ยนอยู่ในช่วงเวลาทศวรรษหนึ่งสู่อีกทศวรรษหนึ่ง นอกจากนั้นแล้วอุปกรณ์เครื่องวัดความโน้มถ่วงพิภพแบบสัมพัทธ์ (relative gravimeters) ที่ใช้ในการด าเนินการรังวัดมีอายุการใช้งานมานานเกือบ 45 ปี ซึ่งค่อนข้างล้าสมัยและให้ค่าท่ีวัดคลาดเคลื่อนในระดับที่อาจจะมีผลกระทบต่อความถูกต้องของแบบจ าลองยีออยด์ (ดังเอกสารแนบในภาคผนวก ก) และท่ีส าคัญประเทศไทยขาดแคลนบุคลากรทางด้านนี้อย่างมาก สาเหตุเหล่านี้จ าเป็นที่จะต้องได้รับการพิจารณาส่งเสริมและสนับสนุนทางด้านงบประมาณภาครัฐบาลและองค์กรต่างๆที่เกี่ยวข้องกับการน าสารสนเทศความสูงไปใช้ เพ่ือที่จะได้พัฒนาแบบจ าลองยีออยด์ท้องถิ่นบริเวณประเทศไทยให้มีความถูกต้องมากยิ่งขึ้น ซึ่งจะสามารถน าไปใช้ในการพัฒนาระบบความสูงที่ทันสมัยและยั่งยืน (sustainable and modernized height system) สามารถใช้ควบคู่กับเทคโนโลยี GNSS ใน

5

การหาค่าความสูงของภูมิประเทศได้อย่างถูกต้องและรวดเร็ว นอกจากนั้นแล้ว แบบจ าลองยีออยด์ที่จะพัฒนาขึ้นยังจะมีคุณประโยชน์อย่างยิ่งต่อ กลุ่มนักวิจัย องค์กรวิชาชีพทางยีออเดซี ยีออฟิสิกส์ สมุทร-ศาสตร์ และหน่วยงานต่างๆที่เกี่ยวข้องกับการใช้สารสนเทศความสูง (elevation information) ในงานด้านต่างๆ ยกตัวอย่างเช่น การปรับปรุงระบบสาธารณูปโภคพ้ืนฐาน การบริหารจัดการภัยพิบัติโดยมีทั้งภัยธรรมชาติและอุบัติภัย (เช่น อุทกภัย ภัยจากดินถล่ม ธรณีพิบัติ อัคคีภัย ภัยจากคลื่นสึนามิ คลื่นพายุซัดฝั่ง (storm surge) แผ่นดินทรุด เป็นต้น)

8. หลักการและเหตุผล การพัฒนาผิวยีออยด์บริเวณประเทศไทยซึ่งเป็นผิวระดับอ้างอิงความสูงของภูมิประเทศจะเป็นการสร้างผิว ยีออยด์ที่มีความถูกต้องสูงอันแรกของประเทศไทยซึ่งจะมีคุณประโยชน์อนันต์ต่อประเทศชาติในการก าหนดความสูงของภูมิประเทศร่วมกับเทคโนโลยี GNSS (GNSS technology) โดยเฉพาะอย่างยิ่งกรณีเกิดภัยพิบัติแผ่นดินไหว อันเป็นเหตุให้หมุดโครงข่ายควบคุมทางดิ่งแห่งชาติ (National Vertical Control Networks) ที่กระจายอยู่ทั่วบริเวณประเทศไทยพังทลาย ไม่สามารถใช้งานได้ ซึ่งจะต้องใช้เวลานานและงบประมาณสูงในการด าเนินการซ่อมแซม อาจจะไม่ทันการต่อหน่วยบรรเทาทุกข์ที่จะต้องด าเนินการอย่างเร่งด่วนในการฟ้ืนฟูระบบสาธารณูปโภคท่ีจ าเป็นต่อประชาชนที่อยู่ในพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบโดยตรงต่อภัยพิบัตินี้ ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดคือกรณีของภัยพิบัติแผ่นดินไหวขนาด 6.3 ริกเตอร์ ที่ อ.พาน จ.เชียงราย ในวันที่ 5 พฤษภาคม 2557 และเกิดอาฟเตอร์ช๊อกตามมาจนกระทั่งถึงปัจจุบันนี้อีกมากกว่า 1000 ครั้ง ซึ่งท าให้เกิดแผ่นดินแยกออกจากกันซึ่งมีผลกระทบต่อพิกัดทั้งทางราบและความสูงของภูมิประเทศ หมุดควบคุมค่าพิกัดถูกท าลายไม่สามารถใช้การได้ นอกจากนั้นแล้วแบบจ าลองยีออยด์บริเวณประเทศไทยยังสามารถน ามาใช้ร่วมกับเทคโนโลยี GNSS ในการหาค่าระดับของน้ าท่วมสูงได้อย่างถูกต้องแม่นย าและรวดเร็วซึ่งจะท าให้เป็นข้อมูลที่ส าคัญในการบริหารจัดการอุทกภัยส าหรับพ้ืนที่ขนาดใหญ่ โดยที่การหาค่าระดับแบบเดิมนั้นไม่สามารถด าเนินการได้ในระยะเวลาอันสั้น ซึ่งเมื่อมหาอุทกภัยครั้งใหญ่เมื่อปี พ.ศ. 2554 ที่ครอบคลุมพ้ืนที่ภาคเหนือตอนบนไล่ลงมาถึงที่ราบลุ่มภาคกลางและพ้ืนที่รอบปากอ่าวไทย ซึ่งในขณะนั้นข้อมูลความสูงของพ้ืนที่ และการหาความสูงของระดับน้ าขณะที่ก าลังไหลท่วมพ้ืนที่ต่างๆเพ่ือใช้สนับสนุนการตัดสินใจในการบริหารจัดการอุทกภัยยังมีข้อจ ากัดเป็นอย่างมาก

9. วัตถุประสงค์ 9.1 เพ่ือสร้างแบบจ าลองยีออยด์ท้องถิ่นของประเทศให้สามารถใช้เทคโนโลยีในการก าหนดต าแหน่งด้วย

ดาวเทียม GNSS หาค่าความสูงระดับทะเลปานกลาง ได้อย่างละเอียดและรวดเร็ว โดยไม่ต้องท าการส ารวจระดับด้วยวิธีการเดิม

9.2 เพ่ือพัฒนาระบบความสูงของประเทศให้มีความยั่งยืนและถูกต้อง ซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อข้อมูลสารสนเทศความสูง (elevation information) ในโครงสร้างข้อมูลพื้นฐานส าหรับการพัฒนาระบบข้อมูลสนับสนุนการตัดสินใจ และเป็นประโยชน์ในทางวิทยาศาสตร์ วิศวกรรม และภูมิสารสนเทศอย่างกว้างขวาง

9.3 เพ่ือพัฒนาทรัพยากรบุคคลให้มีองค์ความรู้ในด้านการสร้างแบบจ าลองยีออยด์อย่างยั่งยืนเพื่อประโยชน์ต่อการพัฒนาประเทศต่อไปในภายภาคหน้า

6

10. เป้าหมาย ผลผลิต และผลลัพธ์ของโครงการ 10.1 เป้าหมาย : เพ่ือพัฒนาแบบจ าลองยีออยด์ท้องถิ่นของประเทศให้มีความละเอียดถูกต้องสูง 10.2 ผลผลิตจากการด าเนินงาน : แบบจ าลองยีออยด์ท้องถิ่นของประเทศไทย 10.3 ผลลัพธ์จากการด าเนินงาน : สามารถใช้เทคโนโลยีในการก าหนดต าแหน่งด้วยดาวเทียม GNSS ใน

การหาค่าความสูงระดับทะเลปานกลาง ได้อย่างละเอียดและรวดเร็ว

11. ความร่วมมือระหว่างหน่วยงาน 11.1 กลุ่มเป้าหมาย : กรมแผนที่ทหาร มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย 11.2 ผู้มีส่วนได้ส่วนเสีย : กรมแผนที่ทหาร หน่วยงานภาครัฐและภาคเอกชน 11.3 อิทธิพลที่มีต่อโครงการ : การเกิดมหาอุทกภัยครั้งใหญ่เมื่อปี พ.ศ. 2554 และแผ่นดินไหวที่มีความ

รุนแรงที่ จ. เชียงราย ในวันที่ 5 พฤษภาคม 2557 ท าให้เกิดการร่วมมือกันระหว่างหน่วยงานต่างๆที่เกี่ยวข้องในการเสาะแสวงหาผิวระดับอ้างอิงความสูงของภูมิประเทศที่มีความยั่งยืน (sustainable reference level surface) อันหนึ่งหรือผิวยีออยด์

12. ขั้นตอนการด าเนินงาน 1) การจัดหาเครื่องมือรังวัดความโน้มถ่วงพิภพแบบสัมพัทธ์ 2) การจัดหาเครื่องมือส ารวจรังวัดสัญญาณดาวเทียม GNSS 3) การจัดจ้างท่ีปรึกษาโครงการ : ผู้เชี่ยวชาญทางด้านการจัดท าแบบจ าลองยีออยด์ท้องถิ่น 4) การด าเนินการส ารวจรังวัดข้อมูล : ส ารวจรังวัดหาค่าความโน้มถ่วงพิภพ ค่าพิกัดทางราบ และค่า

พิกัดทางดิ่ง (ความสูงเหนือระดับทะเลปานกลาง : MSL) 5) การค านวณหาแบบจ าลองยีออยด์ชนิดความโน้มถ่วงพิภพ : ผู้เชี่ยวชาญทางด้านการจัดท า

แบบจ าลองยีออยด์ท้องถิ่นน าข้อมูลมาวิเคราะห์ประมวลผลเพ่ือจัดท าแบบจ าลองยีออยด์ท้องถิ่นของประเทศ

6) การตรวจสอบความถูกต้องของแบบจ าลอง : ส ารวจตรวจสอบการใช้แบบจ าลองโดยการส ารวจรังวัดสัญญาณดาวเทียม GNSS และการส ารวจระดับเพ่ือตรวจสอบความถูกต้องจากการประยุกต์ใช้แบบจ าลอง

7) การจัดประชุมหน่วยงานที่เกี่ยวข้องเพื่อชี้แจงการพัฒนาแบบจ าลองยีออยด์ : ประชุมชี้แจงการพัฒนาแบบจ าลองยีออยด์ และการประยุกต์ใช้งานเพื่อส ารวจหาค่าระดับสูงเหนือ ระดับทะเลปานกลาง โดยใช้เทคโนโลยีระบบดาวเทียม GNSS ในการส ารวจทดแทน การส ารวจระดับชั้นที่ 3

13. แผนการด าเนนิงาน

รายละเอียด/กิจกรรมหลัก ระยะเวลาการด าเนินงาน

ปี2558 ปี 2559 ปี 2560 1. การจัดหาเครื่องมือรังวัดความโน้มถ่วงพิภพแบบสัมพัทธ ์ 1.1 ขั้นเตรยีมการ 1.2 ขั้นการด าเนินการจดัหา 1.3 ขั้นการท าสญัญา 1.4 ขั้นการด าเนินงาน 1.5 ขั้นการตรวจรับ

ต.ค.57 – ธ.ค.57 ม.ค. – ม.ีค. เม.ย. – พ.ค. ม.ิย. – ก.ย. ก.ย.

7

รายละเอียด/กิจกรรมหลัก ระยะเวลาการด าเนินงาน

ปี2558 ปี 2559 ปี 2560 2. การจัดหาเครื่องมือรังวัดความโน้มถ่วงแบบติดตั้งบนอากาศยาน 2.1 ขั้นเตรยีมการ 2.2 ขั้นการด าเนินการจดัหา 2.3 ขั้นการท าสญัญา 2.4 ขั้นการด าเนินงาน 2.5 ขั้นการตรวจรับ

ต.ค.57 – ธ.ค.57 ม.ค. – ม.ีค. เม.ย. – พ.ค. ม.ิย. – ก.ย. ก.ย.

3. การจัดหาเครื่องมือส ารวจรังวดัสัญญาณดาวเทียม GNSS 3.1 ขั้นเตรยีมการ 3.2 ขั้นการด าเนินการจดัหา 3.3 ขั้นการท าสญัญา 3.4 ขั้นการด าเนินงาน 3.5 ขั้นการตรวจรับ

ต.ค.57 – ธ.ค.57 ม.ค. – ม.ีค. เม.ย. – พ.ค. ม.ิย. – ก.ย. ก.ย.

4. การจัดจ้างท่ีปรึกษาโครงการ 4.1 จัดท า TOR 4.2 การพิจารณาและคดัเลือก 4.3 ขั้นการท าสญัญา 4.4 ช้ันการด าเนินงาน 4.5 ขั้นการตรวจรับ

ต.ค.57 – ธ.ค.57 ม.ค. – ก.พ. ม.ีค. เม.ย. – ธ.ค.

ม.ค. – ธ.ค.

ม.ค. – พ.ย. ธ.ค.

5. การด าเนินการส ารวจรังวัดข้อมูล 5.1 การรังวัดค่าความโน้มถ่วงพิภพ 5.2 การรังวัดสัญญาณดาวเทยีม GNSS 5.3 การส ารวจระดับเพื่อหาคา่ระดับสูง MSL

พ.ย. – ธ.ค. พ.ย. – ธ.ค. พ.ย. – ธ.ค.

ม.ค. – ธ.ค. ม.ค. – ก.พ. ม.ค. – ก.พ.

ม.ค. – ก.ค.

6. การค านวณหาแบบจ าลองยีออยด์ชนิดความโนม้ถ่วงพิภพ พ.ย. – ธ.ค. ม.ค. – ธ.ค. ม.ค. – ส.ค.

7. การตรวจสอบความถูกต้องแบบจ าลอง 7.1 การรังวัดสัญญาณดาวเทยีม GNSS 7.2 การส ารวจระดับเพื่อหาคา่ความสูง MSL

ก.ย. – ต.ค. ก.ย. – ต.ค.

8. การจดัประชุมหน่วยงานท่ีเกี่ยวข้องเพื่อช้ีแจง การพัฒนาแบบจ าลองยีออยด ์

พ.ย. – ธ.ค.

14. งบประมาณโครงการ

หน่วย : ล้านบาท

ประเภทงบรายจ่าย ปี2558 ปี2559 ปี2560 รวม 1. งบลงทุน

1.1 จัดหาเครื่องรังวัดความโน้มถ่วงพิภพ (แบบสัมพัทธ)์ 4 ชุด

1.2 จัดหาเครื่องรังวัดสัญญาณดาวเทียม GNSS จ านวน 6 ชุด

1.3 จัดหาเครื่องรังวัดความโน้มถ่วงพิภพทางอากาศ (Airborne Gravimeter) 1 ชุด

40

13

70

123

8

2. งบด าเนินงาน 2.1 จัดจ้างที่ปรึกษาโครงการ

2.2 การด าเนินการส ารวจรังวดัข้อมูล 2.3 บินส ารวจความโน้มถ่วงบนอากาศ 2.3 การตรวจสอบความถูกต้องของแบบจ าลอง 2.4 การจัดประชุมหน่วยงานท่ีเกี่ยวข้อง

6

40.3 8 12 0.4

66.7

รวม 189.7

15. การติดตามและประเมินผล 15.1 ตัวช้ีวัดเชิงปริมาณ: จ านวนหมุดที่ท าการส ารวจค่าความโน้มถ่วง ค่าพิกัดทางราบ และค่าพิกัดทาง

ด่ิง จ านวน 10,000 หมุด ทั่วประเทศไทย 15.2 ตัวช้ีวัดเชิงคุณภาพ: แบบจ าลองยีออยด์ที่สามารถให้ความถูกต้องจากการค านวณค่าระดับ

ทะเลปานกลาง ด้วยเทคโนโลยีการก าหนดต าแหน่งด้วยดาวเทียม GNSS ดีเทียบเท่าการส ารวจระดับชั้นที่ 3 หรือดีกว่า

16. ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ โครงการพัฒนาการสร้างแบบจ าลองยีออยด์ความละเอียดสูงของประเทศไทยจะเป็นการเริ่มต้นที่ส าคัญยิ่งในการพัฒนาบุคคลกรของรัฐให้เกิดความรู้และความช านาญทางวิชาการด้านยีออเดซีและยีออฟิสิกส์ ซ่ึงสอดคล้องกับการพ่ึงพาตนเองภายในประเทศสนองพระราชด ารัสของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวภูมิพลอดุลยเดชในหลักปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง รวมไปถึงการเผยแพร่ผลงานวิจัยลงในวารสารวิชาการนานาชาติ ได้แก่ Journal of Geodesy, Journal of Research in Engineering and Technology, Journal of Survey Engineering หรือ International Journal of Geoinformatics เป็นต้น แบบจ าลองยีออยด์ความละเอียดสูงของประเทศไทยที่ได้นี้จะเป็นแบบจ าลองอันแรกของประเทศที่ใช้ข้อมูลความโน้มถ่วงพิภพที่มีคุณภาพในการสร้าง จะมีความถูกต้องในระดับเซ็นติเมตร ที่ความละเอียดเชิงพ้ืนที่อยู่ประมาณ 0.5 ถึง 1 กิโลเมตร ด้วยเหตุนี้จะท าให้สามารถหาค่าระดับได้จากการใช้ความสูงเหนือทรงรีจากดาวเทียมระบบ GPS/GNSS ร่วมกับแบบจ าลองยีออยด์ ค่าระดับที่ค านวณได้จะมีความถูกต้องเทียบเท่ากับการหาค่าระดับโดยวิธีเดินระดับทั่วไปในเกณฑ์ความถูกต้องอยู่ในระดับที่เพียงพอต่อ งานทางด้านความมั่นคงแห่งชาติ งานทางด้านการก่อสร้าง งานผลิตแผนที่ที่ให้ค่าระดับความสูงที่มีความถูกต้องสูง งานการพัฒนาระบบสาธารณูปโภคพ้ืนฐาน งานระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (GIS) ระบบน าหน (navigation system) การประเมินค่าประกันภัยในพ้ืนที่บ้านเรือนสิ่งปลูกสร้างที่มีโอกาสเสี่ยงที่จะได้รับผลกระทบจากอุทกภัย และการวางแผนและป้องกันความเสี่ยงจากการเกิดภัยพิบัติทางธรรมชาติ เช่นภาวะน้ าท่วมฉับพลัน ภัยจากคลื่นสึนามิ Storm Surge ธรณีพิบัติ เป็นต้น แบบจ าลองยีออยด์ความละเอียดสูงที่ได้นี้ยังสามารถท่ีจะเป็นข้อมูลพ้ืนฐานในงานศึกษาวิจัยที่ส าคัญ เช่น การศึกษาวิจัยการเปลี่ยนแปลงของอากาศ (climate change) บริเวณประเทศไทยเนื่องจากสภาวะโลกร้อน (global warming) การสนับสนุนแผนงานของกรมแผนที่ทหารในการปรับปรุงคุณภาพและเพ่ิมเติมโครงข่ายความโน้มถ่วงพิภพและโครงข่ายหมุดหลักฐานทางดิ่ง เพื่อรักษาและเสริมสร้างความมั่นคงและสนับสนุนการบริหารจัดการประเทศสู่ดุลยภาพและความยั่งยืน เป็นต้น

9

ภาคผนวก ก

การสร้างจ าลองยีออยด์เบื้องต้น THAI12H บริเวณประเทศไทย

10

11

ภาคผนวก ข

การค านวณหายีออยด์ภาคทฤษฎี

การค านวณหายีออยด์จากข้อมูลความโน้มถ่วงพิภพของโลก ตามทฤษฏีแล้วการค านวณหาศักยภาพความถ่วงของโลกจากความโน้มถ่วงพิภพที่วัดที่ผิวยีออยด์ภายใต้สมมติฐานที่ว่า ไม่มีมวลสำรใดนอกผิวยีออยด์ ดังนั้นมวลสารของโลกเหนือยีออยด์จะต้องถูกเคลื่อนย้ายออกไป จึงท าให้สามารถที่จะค านวณหายีออยด์ได้จากสูตรของสโตกส์ (Stokes’ formula) ซึ่งเชื่อมโยงกับสูตรของบรุน (Brun’s formula) นั่นคือ ความสูงยีออยด์ N (geoid undulation) เขียนเป็นสมการได้

dgSR

NP )(

4 (1) โดยที่ คือพ้ืนผิวของลูกโลกจริง R คือรัศมีเฉลี่ยของโลก คือ ความโน้มถ่วงพิภพทางทฤษฐี g

คือความโน้มถ่วงพิภพอนอมอลลี่บนผิวยีออยด์ และ (.)S คือ ฟังชันน์สโตกส์ซึ่งแปรตาม ซึ่งคือระยะระหว่างต าแหน่ง P ที่ต้องการค านวณค่ายีออยด์และทุกต าแหน่งบนผิวโลก สมการที่ (1) จะให้ค่าต่างของความสูงระหว่างยีออยด์และทรงรีอ้างอิง รูปที่ 1 แสดงความสัมพันธ์ของลูกโลกจริง ยีออยด์ และทรงรีอ้างอิง จะเห็นได้ว่าความสูงยีออยด์คือระยะที่วัดตามแนวเส้นดิ่งที่ตั้งฉากกับผิวยีออยด์และผิวทรงรี (ซึ่งเส้นดิ่งนี้พุ่งผ่านจุด P ด้วย)

ในการค านวณความสูงยีออยด์ ณ. ต าแหน่งใดต าแหน่งหนึ่งโดยการใช้สมการที่ (1) นั้นจะต้องใช้ข้อมูลความโน้มถ่วงพิภพต่อเนื่องทั่วทั้งบริเวณผิวโลก ซึ่งในทางปฏิบัตินั้นสามารถค านวณในบริเวนพ้ืนที่จ ากัดซึ่งท าให้เกิดผลกระทบต่อการค านวณและต้องมีวิธีการที่สมเหตุสมผลมาทดแทนดังนี้ ประการแรกโครงสร้างความยาวคลื่นช่วงยาวที่มากกว่า 20 กิโลเมตรของยีออยด์ขาดหายไป ซึ่งช่วงคลื่นยาวของยีออยด์นี้สามารถค านวณได้โดยใช้แบบจ าลองยีออยด์ผิวเรียบสากลเช่น EGM2008 ทดแทน (EGM2008 ได้ถูกประกาศใช้อย่างเป็นทางการเมื่อ วันที่ 13-18 เมษายน 2551 ที่การประชุมวิชาการ EGU General Assembly 2008 ที่เวียนนา ประเทศออสเตรีย) ประการที่สองข้อมูลความโน้มถ่วงพิภพถูกวัดกระจายอยู่ทั่วประเทศไทยเป็นจุดตามแนวถนนทุกๆ 5 - 10 กิโลเมตรโดยประมาณและข้อมูลเหล่านี้ขาดความต่อเนื่อง จึงจ าเป็นต้องใช้การค านวณแบบผลรวมอนุกรมแทนการอินทิเกรด ซึ่งจะได้โครงสร้างความยาวคลื่นช่วงปานกลางของยีออยด์ ส่วนของโครงสร้างความยาวคลื่นช่วงสั้นของยีออยด์นั้นจะมาจากการใช้ DEM (Digital Elevation Model) ที่มีความละเอียดเชิงพ้ืนที่ประมาณ 90 เมตร โครงสร้างยีออยด์ส่วนนี้เกิดจากการใช้แบบจ าลองความสูงเชิงเลขหรือ DEM ในการค านวณค่าแก้เนื่องจากสภาพภูมิประเทศ (terrain correction) บริเวณรอบต าแหน่งที่ค านวณหาค่า N ขั้นตอนของการค านวณหายีออยด์โดยเฉพาะสมการอินทิเกรทส าหรับข้อมูลความโน้มถ่วงพิภพที่ไม่ต่อเนื่องจากสมการที่ (1) นั้น ใช้เวลาในการประมวลผลทางคอมพิวเตอร์มาก ในงานวิจัยนี้วิธีการค านวณจะใช้เทคนิคการแปลงฟาสฟูริเยร์ทรงกลมหนึ่งมิติ (1-D Spherical FFT) ที่ค านึงถึงการลู่เข้าสู่ขั้วโลกตามแนวลองติจูด เทคนิคนี้เพ่ิมประสิทธิภาพในการประมวลผลเป็นอย่างมาก แต่อย่างไรก็ตามเทคนิคนี้ต้องใช้ข้อมูลกริด จึงจ าเป็นที่จะต้องแปลงข้อมูลความโน้มถ่วงพิภพที่วัดกระจัดกระจายตามแนวถนนหลักทั่วประเทศไทยลงบนกริดที่มีระยะห่างระหว่างข้อมูลสม่ าเสมอ ซึ่งวิธีการแปลงนั้นจะใช้เทคนิดสปายน์อินเตอร์โพเลชั่น (spline interpolation) เพ่ือที่จะลดผลกระทบของการเกิดความคลาดเคลื่อนของความโน้มถ่วงพิภพในบริเวณภูเขาที่ไม่สามารถด าเนินการวัดความโน้มถ่วงพิภพได้

12

แผนผังแสดงกรอบแนวคิดในการพัฒนาแบบจ าลองยีออยด์ท้องถิ่นบริเวณลุ่มน้ าเจ้าพระยาของประเทศไทย

ผลที่ได้จากการค านวณดังกล่าวไว้ในย่อหน้าที่แล้วคือแบบจ าลองยีออยด์ชนิดความโน้มถ่วงพิภพ (gravimetric geoid model) ถึงแม้ว่าแบบจ าลองชนิดนี้จะมีความละเอียดและสะท้อนถึงสภาพยีออยด์จริงบริเวณพ้ืนที่ขนาดเล็กได้ดี แต่แบบจ าลองนี้อาจจะได้รับผลกระทบจากโครงสร้างความยาวคลื่นช่วงยาวของยีออยด์ท าให้เกิดความคลาดเคลื่อนสะสม จึงเป็นผลท าให้แบบจ าลองนี้เกิดความเอนเอียงและ/หรือเคลื่อนตัวออกจากผิวยีออยด์จริง ดังนั้นจึงจ าเป็นที่จะต้องใช้ค่าความสูงยีออยด์ที่ค านวณได้จากหมุดร่วมจีพีเอสและความสูงออร์โทเมตริก (หรือค่าระดับความสูง) อ้างอิงพ้ืนหลักฐานทางดิ่งเกาะหลักเชื่อมโยงเข้ากับแบบจ าลองยีออยด์ชนิดความโน้มถ่วงพิภพ เพ่ือที่จะให้การเชื่อมโยงของข้อมูลเหมาะสมที่สุดและค านึงถึงธรรมชาติเชิงสถิตของข้อมูล จึงได้เสนอหลักการปรับแก้แบบสีสแควร์คอลโลเคชั่น (least squares collocation) ในการค านวณหาผิวปรับเปลี่ยนหรือปรับแก้ (conversion หรือ correct surface) โดยการแสดงความสัมพันธ์ของค่าเศษเหลือ e = (

84W GSh -

KoLakH ) - N ภายใต้เงื่อนไขก าลังสองท่ีน้อยที่สุด โดยที่

84W GSh และ

KoLakH คือความสูงเหนือทรงรี

WGS84 ที่ได้จากการรังวัดด้วยดาวเทียม GPS หรือ GNSS (GPS/GNSS satellite surveying) และค่าระดับความสูงอ้างอิงพ้ืนหลักฐานทางดิ่งที่เกาะหลักตามล าดับ ผลลัพธ์ที่ได้คือแบบจ าลองยีออยด์ลูกผสม (hybrid geoid model) ที่มีความถูกต้องสูงขึ้น

ถ

ณ

แบบจ ำลองยีออยชนิดควำมโน้มถ่วงพิภพ

EGM2008 ถ THAI12G

ช DEM ช 3

แบบจ ำลองยีออยดล์ูกผสม

ณ GPS/GNSS

13

ภาคผนวก ค

ขั้นตอนการค านวณหายีออยด์ภาคปฏิบัติ

1. ศึกษาทบทวนการสร้างแบบจ าลองยีออยด์ THAI12G และ THAI12H บริเวณประเทศไทย 2. การเตรียมข้อมูลในการค านวณหายีออยด์

2.1. จัดหาครุภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องในการรังวัด 2.2. รังวัดและตรวจสอบข้อมูลที่เกี่ยวข้อง 2.3. วิเคราะห์ความถูกต้องและคุณภาพของข้อมูล

3. การทดลองค านวณหาแบบจ าลองยีออยด์ชนิดความโน้มถ่วงพิภพ จากข้อมูลที่ได้วัดใหม่ผนวกกับข้อมูลเดิมที่มีอยู่แล้ว 3.1. แปลงข้อมูลความโน้มถ่วงพิภพลงบนกริดที่เหมาะสมโดยใข้วิธี curvature splines in tension 3.2. พัฒนาอัลกอริทึม Spherical FFT ในการค านวณยีออยด์จากสูตรของสโตกส์ และทดสอบโปรแกรม 3.3. พัฒนาอัลกอริทึมในการค านวณค่าแก้ภูมิประเทศ (terrain correction) โดยใช้เทคนิค 2D-FFT และ

ทดสอบโปรแกรม 3.4. การศึกษาวิเคราะห์ความถูกต้องของยีออยด์ชนิดความโน้มถ่วงพิภพ และเปรียบเทียบกับพ้ืนหลักฐาน

ทางดิ่งเกาะหลัก EGM2008 และ THAI12G 4. การค านวณหาแบบจ าลองยีออยด์ลูกผสม

4.1. สร้างแบบจ าลองความแปรปรวนร่วมของเกาส์ (Gauss covariance model) จากข้อมูลที่วัด 4.2. พัฒนาอัลกอริทึม least squares collocation เพ่ือค านวณหาผิวปรับเปลี่ยน และทดสอบโปรแกรม 4.3. การศึกษาวิเคราะห์ความถูกต้องของยีออยด์ลูกผสม และเปรียบเทียบกับพ้ืนหลักฐานทางดิ่งเกาะหลัก

EGM96 EGM2008 THAI12G และ THAI12H 5. ตรวจสอบความถูกต้องของแบบจ าลองยีออยด์ลูกผสมกับค่าระดับท่ีได้จากการรังวัดภาคพ้ืนดิน

14

ภาคผนวก ง

พื้นท่ีท าการส ารวจข้อมูลเพื่อจัดท าแบบจ าลองยีออยด์ท้องถิ่นของประเทศ