การสํารวจวางโครงขายหมุดหลักฐานทางดิ่งแหงชาติ

พ.อ. เอื้อมเกียรติ เจริญสม 1. ความเปนมา คาระดับสูง (Elevation) ที่ใชในการสํารวจและการทําแผนที่จะเปนคา Orthometric Height ซ่ึงในทางทฤษฎอีางอิงกับพื้นผิวศักยสมดุล (Equipotential Surface) หรือพื้นผิวระดับ (Level Surface) ที่เรียกวา ยีออยด (Geoid) โดยที่ยีออยดถือวาเปนสัณฐานของโลกอยางแทจริง อันเปนผลมาจากปรากฏการณธรรมชาติ อาทิ สนามความถวงพิภพ เปนสําคัญ อยางไรก็ดีในทางปฏิบัต ิ เนื่องจากการหายีออยดใหมีความละเอียดถูกตองสูง กระทําไดยากและสลับซับซอนจึงนิยมใชระดบัทะเลปานกลาง (รทก. หรือ Mean Sea Level : MSL) เปนพืน้ผิวระดับที่มีคาระดับเปนศนูย เพื่อใชในการอางอิงในการหาคาระดับสงู หรือกลาวโดยสรุปเปนพื้นหลักฐานทางดิ่ง รทก. ของประเทศไทยไดมีการรังวัดในรัชสมัยรัชกาลที่ 6 ระหวางป 2453 – 2458 เปนเวลา 5 ป (วงรอบที่เหมาะสมควรเปน 19 ป) ณ สถานีวัดน้ํา กรมอุทกศาสตร กองทัพเรือ ต.เกาะหลัก อ.เมือง จ.ประจวบคีรีขันธ ดังรูปที่ 1

สถานีวัดระดับน้ํา กรมอุทกศาสตร กองทัพเรือ

พ.ศ. 2452 พ.ศ. 2548

รูปที่ 1 สถานีวัดน้ํา

โดย Mr. S W Masterman รังวัดดวยเครื่อง The Lord Kevin Vertical Type โดยบันทึกการขึ้นลงของระดับทะเลแลวนํามาเฉลี่ยเพื่อหาคาระดับทะเลปานกลาง จากนั้นจึงไดโยงคา รทก. มายังบริเวณโขดหินชายฝง แลวกําหนดใหเปนหมุดหลักอางอิงทางดิง่หมุดแรกหรอืเปนจุดศนูยกาํเนิด มีช่ือวา “BMA.” ดูรูปที่ 2 ไดคา 1.4477 เมตร และเรียก รทก. นี้วา “ พื้นหลักฐานทางดิ่งเกาะหลกั 2458 ” (Ko lak 1915 Vertical Datum)

หมุด BMA. อ.เมือง จ.ประจวบคีรีขันธ (พ.ศ. 2548)

รูปที่ 2 หมุด BMA.

นับจากนัน้จึงไดมีการสํารวจวางโครงขายหมุดหลักฐานทางดิ่งแหงชาติ แผขยายออกไปทั่วทั้งภูมิภาคของประเทศไทย เขาสูพื้นที่สําคัญในการพัฒนาโครงสรางพื้นฐานของประเทศ โดยอาศัยเสนทางหลักของการคมนาคมทางบก อาทิ ทางหลวงแผนดนิ ทางรถไฟ เปนตน เพื่อเปนหมุดหลักฐานอางอิงอันเปนคุโณปการในการหาคาระดับสูงแกการสํารวจการทําแผนที่ และภมูิสารสนเทศใหกับหนวยงานที่เกี่ยวของทั้งภาครัฐและเอกชน 2. วัตถุประสงค เพื่อสํารวจวางโครงขายหมุดหลักฐานทางดิง่แหงชาตใิหเปนหมุดหลักอางอิงในการหาคาระดับสูงใหแกองคกรที่เกีย่วของในการสํารวจและการทําแผนที่ตลอดจนภูมิสารสนเทศเพื่อตอบสนองการพัฒนาโครงสรางพื้นฐานและความมั่นคงของประเทศ 3. การดําเนินการ 3.1 วิธีการ ใชการสํารวจระดับชั้นที่ 1 (Precise Levelling) ที่เปน Spirit Levelling โดยใชกลองระดับ และไมเล็งระดบัหาคาตางระดับสูงนับเนื่องกันไป ดังรูปที่ 3

การรังวัดระดับช้ันที่ 1

รูปที่ 3 การรังวัดระดับช้ันที่ 1 โดยตองออกจากหมุดหลักฐานที่ทราบคาแลว จนกอตวัเปนตอนการระดับ ณ ระยะประมาณ 1-2 กม. แลววางหมุดหลักฐานเปน Supplementary Bench Mark (SBM) ณ จุดที่มคีวามมั่นคงแขง็แรง เชน สะพาน ทอลอด เปนตน มีลักษณะเปนหมุดสกัด ดังรูปที่ 4

ทางหลวงหมายเลข 226 หลัก กม.ที่ 143 หมุด SBM.15045 ที่ หลัก กม.ที่ 143

รูปที่ 4 ลักษณะหมุด SBM.

และเมื่อไดระยะสะสมรวม 6-10 กม. กจ็ะวางหมุดหลักฐานที่มีลักษณะถาวร เรียกวา Permanent Bench Mark (PBM) ดังรูปที่ 5 ณ บริเวณทีป่ลอดภัยจากการถูกรวบกวน เชน ในสถานที่ราชการ ศาสนสถาน เปนตน

อนุสาวรียรัชกาลที่ 1 อ.เมือง จ.บุรีรัมย หมุด PBM. 9765-1R

รูปที่ 5 ลักษณะหมุด PBM. จากตอนการระดับหลายตอนการระดับจนไปเชื่อมโยงหรือแตกแขนงออกไปในหลายทิศทาง จุดที่เชื่อมหรือจุดแยกเรยีกวาจุดบรรจบ (Junction Point) และตอนการระดับหลายตอนการระดับสะสมจากจุดบรรจบหนึง่ไปอีกจุดบรรจบหนึ่ง นี้วา สายการระดบั และเมื่อสายการระดับเชือ่มโยงเปนวงโยงยึดกันเปนรูปปดจะเรียกวา วงบรรจบ (Circuit or Loop) สวนสายการระดบัที่เปนปลายเปดเรียกวา Spur สุดทายวงบรรจบที่เชือ่มตอกันจะกลายเปนโครงขายในที่สุด 3.2 มาตรฐานของงานสํารวจ ใชมาตรฐานตาม “ระเบียบกองยีออเดซี่และยีออฟสิกส กรมแผนที่ทหาร วาดวยการสาํรวจ วางหมุดหลักฐานทางราบและทางดิ่ง พ.ศ. 2539” ซ่ึงเปนไปตามแนวทางของ Federal Geodetic Control Committee (FGCC) แหงสหรัฐอเมริกามีสาระสําคัญคือ

3.2.1 คาคลาดบรรจบของตอนการระดับ และสายการระดับไมเกิน + 3 K มม. และ + 4 K มม. ตามลําดับโดยที่ K เปนระยะทางเปนกิโลเมตร

3.2.2 ระยะทางระหวางตวักลองและไมเล็งระดับไมเกนิ 50 เมตร 3.2.3 ความตางระยะของไมหนาและไมหลังใน 1 ตั้งกลอง ไมเกิน 2 เมตร และสะสมไม

เกิน 4 เมตรของตอนการระดับ 3.2.4 สํารวจ 2 เที่ยว ( ทําไป – ทํากลับ) ในตอนการระดับโดยตางวันและเวลา 3.3 เคร่ืองมือ 3.3.1 กลองระดับ Wild N3 หรือเทียบเทา

3.3.2 ไมเล็งระดับอินวาร ชนิดสเกลคูยาว 3 เมตร พรอมแผนเหล็กไมเล็งระดับและขาค้ํายันไมเล็งระดับ หรือเทียบเทา

3.4 การคํานวณ 3.4.1 การคํานวณกอนการปรับแก เปนการคํานวณตรวจสอบผลการสํารวจในภูมิประเทศใหเปนตามมาตรฐานที่กําหนดและตรวจสอบความผิดพลาดขนาดใหญ (Mistake) รวมไปทั้งการปรับแกความคลาดเคลื่อนที่เปนระบบ (Systematic Error) ที่มีปจจยัมาจาก อุณหภูมิ ความไมเทากันของระยะไมหนาและไมหลัง เปนตน 3.4.2 การคํานวณปรับแก วงบรรจบในทางอุดมคติจะตองมีคาตางระดับสูงเปนศูนย แตเนื่องจากการสํารวจยังมีความคลาดเคลื่อนสุม(Random Error)ขนาดเลก็ แฝงอยูจึงไมเปนศูนยจึงตองมีการปรับแกเพื่อใหคาที่ดีที่สุดที่เปนเอกภาพและมีความนาเชือ่ถือ ในการนีใ้ชการปรับแก Least Square Adjustment แบบ Observation Equation มีคาตางระดับสูงของสายการระดับที่ไดจากการสํารวจเปนคาสังเกตุ (Observed Value) มีตัวแปรที่ตองการหาคา (Parameter / Unknown) คือ จุดบรรจบ มีน้ําหนักเปนสวนกลับของสายการระดับ เมื่อไดคําตอบเปนคาระดับสงูของจุดบรรจบที่เปนเอกภาพแลวจะมีการทดสอบทางสถิติดวย Chi’s Square ณ ระดบัความเชื่อมั่นที่เหมาะสมแลวจึงนําไปใชเปนหมุดอางองิในการปรับแกคาระดบัสูงของหมุดหลักฐานภายในสายการระดบัตอไปดวยวธีิ Linear Interpolation โดยคาปรับแกเปนสดัสวนกับระยะทางของการสํารวจระดับ 4. ผลการดําเนนิการ จากรูปทรงของประเทศไทย และตําแหนงการวางตัวของ BMA ที่อยูบริเวณสวนที่แคบเปนคอขวดกอรปกับลักษณะภูมิประเทศและเสนทางการเคลื่อนที่ไมเอื้อ ทําใหสายการระดับที่แผขยายออกไปมีลักษณะเปน Spur ในทิศทางที่ตรงขามกันในแนวเหนือใต เปนระยะประมาณ 200 กม. ถึงจะพบกบัจุดบรรจบในแตละทิศทาง ในที่สุดโครงขายจึงตองแยกออกจากกันอยางชัดเจนโดยปรยิาย เปน 2 สวน ดังนี ้ ดังรูปที่ 6 4.1 โครงขายตอนบนของเกาะหลัก มีหมุด BMR 5 เชิงสํานักสงฆเขาหลาว อ.ปากทอ จ.ราชบุรี เปนหมุดแรกออกของโครงขาย โดยหาง BMA คลายเปน Spur เปนระยะทางประมาณ 200 กม. โดยไดผานการทดสอบโดยการเดินระดับจาก BMA ไป BMR 5 หลายครั้งจนมั่นใจวา BMR 5 มีเสถียรภาพ โครงขายประกอบดวยสายระดับ 104 สาย จุดบรรจบ 63 จุด คิดเปนระยะทางประมาณ 11,818.45 กม. มีหมุด PBM ประมาณ 1,356 หมุด และ SBMประมาณ 5,872 หมุด รวมทั้งสิ้นประมาณ 7,228 หมุด ทั้งนี้ไดมีการปรับแกโครงขายพรอมกันทั้งหมดในปพ.ศ.2457 อยางไรก็ดจีากการสํารวจการทรุดตัวของพืน้ดินในเขตกรงุเทพและปริมณฑลพบวาบริเวณกรุงเทพมหานครมีการทรุดตัวรายละเอียดสามารถพบไดจากรายงานของการสํารวจในเรื่องนี้

ของกรมแผนที่ทหาร ทําใหสายการระดบัของโครงขายหมุดหลักฐานอางอิงที่พาดผานบริเวณนีข้าดความนาเชื่อถือ จึงขอแนะนําใหใชโครงขาย กทม. ในปปจจบุันที่สุดโดยอนุโลม โดยที่จดุ BMR 5 เปนจุดที่ทราบคา ผลการปรับแกจึงทาํใหไดโครงขายที่เปนเอกภาพและนาเชื่อถือ ดังรูปที่ 7 4.2 โครงขายตอนลางของเกาะหลัก โครงขายตอนลางของเกาะหลักที่ใชในปจจุบันเปนโครงขายที่ไดจากการสํารวจตั้งแตป พ.ศ. 2531 ถึง พ.ศ. 2540 ประกอบดวยสายการระดับ 26 สาย ออกจาก BMA เปน Spur ไปจุดบรรจบจุดแรกที่ อ.เมือง จ.ชุมพร แลวโยงยึดสายการระดับในตอนลางเขาเปนวงบรรจบ ได 10 วง มีจุดบรรจบ 16 จุด มีลักษณะเปนแนวยาวตามรูปทรงพื้นที่ในภาคใต จนถึงใตสุด ถึง อ.เบตง จ.ยะลา ที่เปน Spur รวมเปนระยะทางประมาณ 3,275 กม. พาดผานหมุด PBM 357 หมุด หมดุ SBM ประมาณ 1,428 หมุด รวมเปนหมุดหลักฐานทั้งสิ้นประมาณ 1,785 หมุด ดูรูปที่ 8 ขอสังเกตของโครงขายภาคใตที่สําคัญคือประการแรกคาคลาดบรรจบของวงบรรจบมคีาโตใกลเคียงประมาณกึ่งหนึง่ของเกณฑทีก่ําหนดของวงบรรจบ สาเหตุอาจมาจากวงบรรจบมีระยะทางไกลถึงระดับ 400 – 500กม. และอาจมีความคลาดเคลื่อนสะสมมากตามระยะทางที่มาก ประการที่สอง หลังการปรับแกพรอมกันทั้งโครงขายในป พ.ศ. 2540 เพื่อใหโครงขายเปนเอกภาพและนาเชื่อถือพบวาคา Standard Deviation ของผลลัพธของการปรับแก กลาวคือ จุดบรรจบ มีคาโตถึงระดับ 5 ซม. และที่สําคัญการทดสอบทางสถิติของผลการปรับแกไดผลไมดีนักโดยนยัยะหมายถึงความนาเชือ่ถือที่นอยลง ในเบื้องตนหนทางที่ควรจะกระทําเพื่อแกปญหาโครงขายที่ดอยความนาเชื่อถือนี้ คือ การสํารวจซ้ํา(Resurvey) ตามสายระดับเดิมดวยความประณตียึดหลักตาม มาตรฐานที่เปยมดวยจรยิธรรมของการสํารวจ และขยายโครงขายใหวงบรรจบมีระยะทางที่ส้ันลงกวาเดมิก็นาจะทําใหไดโครงขายทีม่ีความนาเชื่อถือสูงขึ้น และยอมรับไดดวยการทดสอบทางสถิติอยางไรก็ดดีวยงบประมาณอันจํากัดจึงไมสามารถกระทําได จึงตองใชโครงขายนี้ไปพลางกอน อยางไรก็ดใีนป พ.ศ.2548 ไดมีการสํารวจสายการระดับจาก BMA ไปตามแนวชายฝงตะวนัตกดานทะเลอันดามันไปจนถึง อ.เมอืง จ.พังงา ระยะทางประมาณ 600 กม. เพือ่ตรวจสอบการเคลื่อนตัวทางแนวดิ่ง อันเนื่องมาจากปรากฏการณธรณีพิบัตภิยั พบวาผลการสํารวจอยูในเกณฑทีก่ําหนด แตหมดุหลักฐานสวนใหญซ่ึงอยูตามถนนไดถูกทาํลายลงไปมาก และเมื่อนําสายระดับนีไ้ปทดแทนของเดิมในวงบรรจบพบวามีคาคลาดบรรจบเกินเกณฑที่กําหนดทําใหเกิดความยุงยากเพิ่มมากขึน้อีกแตในที่สุดไดพิจารณาแลวโครงขายหมุดหลักฐานทางดิ่งแหงชาติ ตอนใตเกาะหลักในการใชงานจะใชโครงขายที่ปรับแกป 40 เปนหลัก และใชสายการระดับป พ.ศ.2548 ทดแทน สายการระดับในโครงขายป 40 ที่ทาบทับกันไปพลางกอน จนกวาจะสามารถแกปญหาโดยรวมไดทั้งหมดในคราวเดยีวกัน

รูปที่ 6 โครงขายระดับช้ัน 1 ของประเทศไทย

BMA

โครงขายระดับช้ันที่ 1 ตอนบนของเกาะหลัก

สํานักสงฆเขาหลาว อ.ปากทอ จ.ราชบุรี BMR.5 สํานักสงฆเขาหลาว

รูปที่ 7 โครงขายระดับช้ันที่ 1 ตอนบนของเกาะหลัก

โครงขายระดับช้ันที่ 1 ตอนลางของเกาะหลัก

BMA. อ.เมือง จ.ประจวบคีรีขันธ พ.ศ.2548

รูปที่ 8 โครงขายระดับช้ันที่ 1 ตอนลางของเกาะหลัก

5. สรุป แมวางานสํารวจระดับจะมีการปรับแกโครงขายพรอมกันใหเปนเอกภาพและมีความเชื่อถือ ทวาสายงานระดับเปนโครงขายไดจากการสํารวจที่ตางหวงเวลากันมาก ทําใหในสภาพความเปนจริงอาจมีการทรุดตัวถูกเคลื่อนยาย ถูกทําลาย ไมไดเปนไปตามทีบ่ันทึกไวในฐานขอมูลดังเชน กรณีพืน้ที่ กทม. ทรุดตัว ดังนัน้จึงควรมีการสํารวจใหมใหขยายไดโครงขายทั่วประเทศในชวงเวลาอันสัน้ กลาวคอืประมาณ 5 ป เพื่อเปนหลักประกนัใหเชือ่ไดวา โครงขายหมุดหลักฐานมีความถูกตองทั้งในฐานขอมูลที่จัดเก็บและในสภาพความเปนจริง ซ่ึงภารกิจนีก้รมแผนที่ทหารกระทําไดถามีงบประมาณสนับสนนุที่เพียงพอ