Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đất đai là nguồn tài nguyên thiên nhiên đặc biệt, tư liệu sản xuất không thể thay thế và là nền tảng phân bố các hoạt động kinh tế - xã hội. Việc quản lý chặt chẽ nguồn tài nguyên này đòi hỏi một hệ thống tư liệu địa chính đồng bộ, chính xác và có giá trị pháp lý cao. Theo Luật Đất đai năm 2013, công tác đo đạc bản đồ địa chính, lập hồ sơ địa chính, đăng ký và cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất là những nội dung trọng tâm của công tác quản lý Nhà nước về đất đai. Tại tỉnh Thái Nguyên, việc hiện đại hóa hệ thống hồ sơ địa chính theo công nghệ số là yêu cầu cấp thiết nhằm đáp ứng các tiêu chuẩn do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành.

Nhằm phục vụ công tác quản lý đất đai tại địa phương, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái Nguyên đã chấp thuận cho Phòng Quản lý các dự án đo đạc và bản đồ thuộc Công ty Cổ phần Tài nguyên Môi trường Phương Bắc lập Thiết kế kỹ thuật – Dự toán đo đạc bản đồ, lập hồ sơ địa chính và cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất tại xã Tức Tranh, huyện Phú Lương. Trong bối cảnh đó, đề tài "Ứng dụng công nghệ tin học và phương pháp toàn đạc điện tử thực hiện công tác chỉnh lí bản đồ địa chính tờ số 35 tỷ lệ 1:1000 xã Tức Tranh – huyện Phú Lương – tỉnh Thái Nguyên" được thực hiện nhằm giải quyết các nhiệm vụ kỹ thuật và quản lý thực tiễn.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể như sau:

  1. Mục tiêu chung: Ứng dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử thực hiện chỉnh lý bản đồ địa chính tờ số 35 tỷ lệ 1:1000 xã Tức Tranh, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên.
  2. Mục tiêu cụ thể:
    • Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và công tác quản lý nhà nước về đất đai của xã Tức Tranh.
    • Ứng dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử vào thành lập lưới khống chế đo vẽ.
    • Thành lập bản đồ địa chính tờ số 35 xã Tức Tranh từ số liệu đo chi tiết.

Đối tượng nghiên cứu của khóa luận là quy trình kỹ thuật sử dụng máy toàn đạc điện tử và các phần mềm chuyên ngành (MicroStation, FAMIS) phục vụ công tác đo vẽ chi tiết và chỉnh lý bản đồ địa chính. Phạm vi nghiên cứu về không gian được giới hạn tại địa bàn xã Tức Tranh, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên (trọng tâm là tờ bản đồ địa chính số 35 tỷ lệ 1:1000). Phạm vi thời gian thực hiện nghiên cứu từ ngày 19/06/2017 đến ngày 19/09/2017 tại Công ty Cổ phần Tài nguyên Môi trường Phương Bắc.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận được xây dựng dựa trên hệ thống cơ sở pháp lý, cơ sở khoa học trắc địa - bản đồ và các tiêu chuẩn kỹ thuật chuyên ngành hiện hành:

  • Khung pháp lý và quy chuẩn kỹ thuật: Căn cứ Mục 4 Điều 3 Luật Đất đai năm 2013 quy định về khái niệm và tính chất pháp lý của bản đồ địa chính; Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định về thành lập bản đồ địa chính; Thông tư số 30/2013/TT-BTNMT quy định thực hiện lồng ghép đo đạc lập hoặc chỉnh lý bản đồ địa chính với cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất và xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính.
  • Cơ sở toán học của bản đồ: Đề tài áp dụng Hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN-2000, elipxoid quy chiếu WGS-84/VN-2000 (bán trục lớn $a = 6.378.137,0\text{ m}$, độ dẹt $\alpha = 1/298,25723563$, tốc độ quay $\omega = 7292115,0 \times 10^{-11}\text{ rad/s}$, hằng số trọng trường $GM = 3986005$). Điểm gốc tọa độ quốc gia $N_00$ đặt tại Viện Công nghệ Địa chính, đường Hoàng Quốc Việt, Hà Nội. Bản đồ được chiếu trên mặt phẳng hình chiếu UTM múi chiếu $3^\circ$, kinh tuyến trục quy định cho tỉnh Thái Nguyên là $106^\circ 30'$.
  • Phương pháp phân mảnh bản đồ: Sử dụng phương pháp chia mảnh theo ô vuông tọa độ thẳng góc. Mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 được chia từ mảnh tỷ lệ 1:2000 thành 4 ô vuông ký hiệu a, b, c, d; kích thước khung trong tiêu chuẩn là $50 \times 50\text{ cm}$, tương ứng kích thước thực địa $0,5 \times 0,5\text{ km}$ ($25\text{ ha}$).

Phương pháp nghiên cứu và công nghệ thu thập, xử lý dữ liệu bao gồm:

  • Phương pháp thu thập, khảo sát số liệu: Thu thập tài liệu điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, hiện trạng sử dụng đất từ UBND xã Tức Tranh và Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Phú Lương; thu thập 58 tờ bản đồ địa chính cũ đo vẽ năm 2002 số hóa (20 tờ tỷ lệ 1:1000 và 38 tờ tỷ lệ 1:2000) được chỉnh lý năm 2016.
  • Phương pháp đo đạc ngoại nghiệp:
    • Thành lập lưới khống chế đo vẽ bằng công nghệ định vị vệ tinh động RTK GNSS (sử dụng 01 máy tĩnh BASE phát sóng vô tuyến UHF công suất 25W cự ly hoạt động tới 12 km và máy động ROVER thu tín hiệu cải chính thời gian thực).
    • Đo vẽ chi tiết ranh giới thửa đất và địa vật bằng máy toàn đạc điện tử TOPCON GTS 236 theo phương pháp tọa độ cực (xác định góc bằng, góc đứng, khoảng cách nghiêng để tính chuyển tọa độ phẳng $X, Y$ và độ cao $H$).
  • Phương pháp xử lý số liệu nội nghiệp và biên tập bản đồ số: Sử dụng phần mềm T-COM để trút dữ liệu từ bộ nhớ máy toàn đạc sang máy tính; sử dụng phần mềm COMPASS và PRONET để tính toán, bình sai lưới trắc địa; sử dụng phần mềm nền MicroStation cùng phần mềm ứng dụng FAMIS (Field Work and Cadastral Mapping Integrated Software) và các công cụ MRFClean, MRFFlag để sửa lỗi hình học, tạo vùng topology, gán nhãn thuộc tính, đánh số thửa và biên tập khung bản đồ địa chính.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Đặt vấn đề

Phần này trình bày tính cấp thiết của công tác đo đạc, chỉnh lý bản đồ địa chính và cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất theo Luật Đất đai năm 2013 tại tỉnh Thái Nguyên. Tác giả xác định mục tiêu tổng quát, các mục tiêu cụ thể và ý nghĩa khoa học, thực tiễn của đề tài trong việc chuẩn hóa hệ thống quản lý đất đai bằng công nghệ số.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Chương này tổng hợp toàn diện cơ sở lý luận về bản đồ địa chính, bao gồm khái niệm, vai trò pháp lý, phân loại (bản đồ giấy, bản đồ số, bản đồ gốc) và các yếu tố nội dung biểu thị (ranh giới thửa đất, loại đất, công trình xây dựng, giao thông, thủy văn, địa giới hành chính). Nội dung chương đi sâu vào cơ sở toán học (phép chiếu Gauss-Kruger, phép chiếu UTM, hệ tọa độ VN-2000), phương pháp chia mảnh ô vuông tọa độ và các tiêu chuẩn kỹ thuật của lưới đường chuyền trắc địa. Chương 2 cũng phân tích nguyên lý cấu tạo, quy trình vận hành máy toàn đạc điện tử (EDM, máy kinh vĩ số DT, CPU) và cấu trúc chức năng của các phần mềm chuyên ngành gồm MicroStation, Mapping Office và FAMIS.

Chỉ tiêu kỹ thuật lưới đường chuyền địa chính Giá trị quy định
Góc ngoặt của đường chuyền $\ge 30^\circ$
Số cạnh trong đường chuyền $\le 15$ cạnh
Chiều dài đường chuyền nối 2 điểm cấp cao $\le 8\text{ km}$
Chiều dài đường chuyền từ điểm khởi tính đến điểm nút / giữa 2 điểm nút $\le 5\text{ km}$
Chu vi vòng khép đường chuyền $\le 20\text{ km}$
Chiều dài cạnh: Dài nhất / Ngắn nhất / Trung bình $\le 1.400\text{ m}$ / $\ge 200\text{ m}$ / $500 - 700\text{ m}$
Sai số trung phương đo góc $\le 5''$
Sai số giới hạn khép góc đường chuyền ($n$ là số góc) $f_\beta \le 5\sqrt{n}''$
Sai số khép giới hạn tương đối $f_s / [s] \le 1:25.000$

Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương này quy định đối tượng, phạm vi không gian và thời gian nghiên cứu (19/06/2017 – 19/09/2017). Tác giả thiết lập quy trình công nghệ 8 bước thành lập bản đồ địa chính bằng phương pháp toàn đạc và quy trình xử lý nội nghiệp 6 bước. Tổ chức nhân lực đo đạc ngoại nghiệp được thiết kế theo nhóm 3 người (1 người đứng máy, 2 người đi gương) sử dụng máy TOPCON GTS 236; quy trình nội nghiệp được xác định rõ từ khâu trút dữ liệu qua phần mềm T-COM, xử lý bình sai trên COMPASS, triển khai điểm chi tiết bằng FAMIS trên nền MicroStation, sửa lỗi ranh thửa đến xuất bản đồ hoàn chỉnh.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương này tập trung trình bày các kết quả thực nghiệm đạt được tại địa bàn xã Tức Tranh, phân tích các chỉ tiêu kinh tế - xã hội, thực trạng đất đai và kết quả kỹ thuật biên tập bản đồ:

  1. Điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội xã Tức Tranh: Xã nằm ở phía Đông huyện Phú Lương, cách trung tâm huyện 9,0 km; phía Bắc giáp xã Yên Lạc, phía Nam giáp xã Vô Tranh, phía Đông giáp xã Phú Đô, phía Tây giáp xã Phấn Mễ, phía Đông Nam giáp sông Cầu. Nhiệt độ trung bình năm đạt $22^\circ\text{C}$ (tháng 7 cao nhất đạt $28 - 29^\circ\text{C}$, tháng 1 thấp nhất đạt $15,6^\circ\text{C}$), số giờ nắng trung bình 1.628 giờ/năm, lượng bốc hơi trung bình 985,5 mm/năm.
Chỉ tiêu dân số xã Tức Tranh Năm 2015 Năm 2016 Năm 2017
Tổng dân số (người) 9.155 9.220 9.266
Số hộ gia đình (hộ) - - 2.316
Tỷ lệ phát triển dân số (%) 0,90 0,75 0,53
- Tỷ lệ tăng tự nhiên (%) 0,90 0,70 0,50
- Tỷ lệ tăng cơ học (%) - 0,05 0,03
  1. Hiện trạng sử dụng đất xã Tức Tranh năm 2017: Tổng diện tích đất tự nhiên toàn xã là 2.559,35 ha.
STT Loại đất Mã loại đất Diện tích (ha) Cơ cấu (%)
1 Đất sản xuất nông nghiệp SXN 1.331,10 52,01
Đất chuyên trồng lúa nước LUC 55,20 2,16
Đất trồng lúa nước còn lại LUK 191,30 7,47
Đất trồng cây hàng năm khác BHK 67,40 2,63
Đất trồng cây công nghiệp lâu năm LNC 940,50 36,75
Đất trồng cây ăn quả lâu năm LNQ 5,60 0,22
Đất trồng cây lâu năm khác LNK 71,79 2,80
2 Đất lâm nghiệp LNP 892,10 34,86
Đất có rừng tự nhiên sản xuất RSN 180,20 7,04
Đất có rừng trồng sản xuất RST 663,30 25,92
Đất khoanh nuôi phục hồi rừng sản xuất RSK 48,88 1,91
3 Đất nuôi trồng thủy sản nước ngọt TSN 41,64 1,63
4 Đất phi nông nghiệp PNN 290,10 11,33
Đất ở tại nông thôn ONT 74,20 2,90
Đất giao thông DGT 124,60 4,87
Đất thủy lợi DTL 33,70 1,32
Đất sông suối và mặt nước chuyên dùng SON 39,55 1,55
Đất cơ sở sản xuất kinh doanh SKC 5,40 0,21
Đất cơ sở giáo dục và đào tạo DGD 3,10 0,12
Đất nghĩa trang, nghĩa địa NTD 3,40 0,13
Các loại đất phi nông nghiệp khác (TSC, DVH, DYT, DTT...) - 6,15 0,24
5 Đất đồi núi chưa sử dụng DCS 3,123 0,12
TỔNG DIỆN TÍCH TỰ NHIÊN 2.559,35 100,00
  1. Thực trạng quản lý đất đai và kết quả đo đạc chỉnh lý:
    • Toàn xã Tức Tranh có tổng số 28.054 thửa đất. Số thửa đã đo đạc chỉnh lý là 2.389 thửa (đạt tỷ lệ 8,51%); số thửa chưa đo đạc chỉnh lý là 25.665 thửa (chiếm 91,49%).
    • Tình hình cấp Giấy chứng nhận: Đã cấp được 3.024 giấy chứng nhận quyền sử dụng đất cho 2.316 hộ gia đình.
    • Thành lập lưới khống chế đo vẽ: Chọn 2 điểm mốc địa chính nhà nước làm điểm gốc khởi tính; thiết kế và đo đạc 97 điểm lưới kinh vĩ (tổng số 99 điểm khống chế) bằng cọc gỗ $4 \times 4\text{ cm}$, dài $30 - 50\text{ cm}$, đóng đinh tâm sơn đỏ. Đo đạc bằng công nghệ RTK GNSS đạt sai số vị trí điểm $\le 10\text{ mm} + 1\text{ ppm RMS}$, sai số cao độ $\le 20\text{ mm} + 1\text{ ppm RMS}$.
    • Đo vẽ chi tiết và biên tập bản đồ tờ số 35: Sử dụng máy toàn đạc TOPCON GTS 236 đo đạc chi tiết ngoài thực địa; trút số liệu qua T-COM, bình sai COMPASS; nạp số liệu vào FAMIS trên nền MicroStation, xử lý lỗi topology (MRFClean, MRFFlag), tạo tâm thửa, đánh số thửa tự động, vẽ nhãn thửa và hoàn thiện tờ bản đồ địa chính số 35 tỷ lệ 1:1000.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã hoàn thành các mục tiêu đề ra với những kết quả cụ thể:

  • Đã tổng hợp và đánh giá chi tiết bức tranh hiện trạng sử dụng đất xã Tức Tranh năm 2017: nhóm đất nông nghiệp chiếm ưu thế với 1.331,10 ha (trong đó đất trồng cây công nghiệp lâu năm LNC chiếm tỷ trọng cao nhất với 940,50 ha), đất lâm nghiệp chiếm 892,10 ha và đất phi nông nghiệp chiếm 290,10 ha.
  • Xác định chính xác khối lượng công tác địa chính tại địa phương: toàn xã có 28.054 thửa đất, trong đó tỷ lệ chưa đo đạc chỉnh lý còn rất lớn (91,49% tương ứng 25.665 thửa), phản ánh nhu cầu cấp thiết của việc triển khai đo đạc đồng loạt.
  • Xây dựng thành công mạng lưới khống chế đo vẽ gồm 99 điểm (2 điểm mốc địa chính gốc và 97 điểm lưới kinh vĩ) bằng phương pháp đo động RTK GNSS và tính toán bình sai trên phần mềm COMPASS, đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuật của Bộ Tài nguyên và Môi trường.
  • Ứng dụng thành công giải pháp kết hợp giữa máy toàn đạc điện tử TOPCON GTS 236 và bộ phần mềm chuyên ngành MicroStation - FAMIS để đo vẽ chi tiết và biên tập hoàn chỉnh tờ bản đồ địa chính số 35 tỷ lệ 1:1000 xã Tức Tranh.
  • Đề xuất giải pháp kỹ thuật đo đạc chỉnh lý biến động tập trung (áp dụng cho các khu vực có biến động ranh giới, diện tích trên 40% số thửa trên một mảnh bản đồ) và biến động không tập trung (áp dụng cho các thửa đất thay đổi ranh giới đơn lẻ).

Về mặt đóng góp khoa học và thực tiễn, đề tài đã chứng minh tính hiệu quả của quy trình công nghệ số khép kín: từ khâu đo đạc vệ tinh RTK thành lập lưới khống chế, đo chi tiết bằng máy toàn đạc điện tử đến xử lý nội nghiệp tự động hóa trên FAMIS. Kết quả này giúp rút ngắn thời gian thành lập bản đồ, nâng cao độ chính xác hình học của ranh giới thửa đất và tạo lập cơ sở dữ liệu số chuẩn hóa phục vụ công tác cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận đề cập các hạn chế và hướng mở nghiên cứu xuất phát từ phạm vi thực tế của đề tài:

  • Hạn chế: Nghiên cứu mới chỉ tập trung đo vẽ chi tiết và biên tập hoàn chỉnh trên phạm vi 01 tờ bản đồ địa chính (tờ số 35 tỷ lệ 1:1000) trong tổng số 58 tờ bản đồ của toàn xã Tức Tranh; khối lượng thửa đất cần chỉnh lý còn lại trên toàn địa bàn xã còn rất lớn (25.665 thửa, chiếm 91,49%); khu vực nghiên cứu chưa có tài liệu khoan thăm dò địa chất công trình và thủy văn chi tiết.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng áp dụng quy trình công nghệ đo đạc bằng máy toàn đạc điện tử và biên tập FAMIS cho toàn bộ 57 tờ bản đồ địa chính còn lại của xã Tức Tranh; đẩy mạnh liên kết dữ liệu hai chiều giữa phần mềm FAMIS (cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính) và phần mềm CADDB (cơ sở dữ liệu hồ sơ địa chính) để hoàn thiện công tác cấp mới, cấp đổi Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất cho các hộ dân còn tồn đọng.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu tham khảo chuyên môn hữu ích cho sinh viên, học viên ngành Quản lý đất đai, Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ, Địa chính - Môi trường cũng như cán bộ kỹ thuật tại các doanh nghiệp đo đạc bản đồ và cơ quan quản lý đất đai cấp huyện, xã:

  • Cung cấp quy trình thực hành chi tiết về việc kết hợp công nghệ định vị vệ tinh RTK GNSS và máy toàn đạc điện tử TOPCON GTS 236 trong xây dựng lưới khống chế và đo vẽ chi tiết ranh giới thửa đất.
  • Hướng dẫn cụ thể chuỗi thao tác xử lý dữ liệu nội nghiệp trên phần mềm FAMIS và MicroStation: từ xử lý file số liệu đo ngoại nghiệp, sửa lỗi tiếp biên và đóng vùng hình học (MRFClean, MRFFlag), tạo tâm thửa, gán nhãn thuộc tính, đánh số thửa tự động đến tạo khung bản đồ theo quy chuẩn của Bộ Tài nguyên và Môi trường.
  • Cung cấp nguồn số liệu thực chứng chi tiết về hiện trạng sử dụng đất, cơ cấu dân số và thực trạng quản lý hồ sơ địa chính tại xã Tức Tranh, huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên.

Câu hỏi thường gặp

1. Cơ sở toán học được áp dụng để thành lập tờ bản đồ địa chính số 35 xã Tức Tranh là gì?
Bản đồ được thành lập trên Hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN-2000, elipxoid WGS-84/VN-2000, phép chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM múi chiếu $3^\circ$ với kinh tuyến trục quy định riêng cho tỉnh Thái Nguyên là $106^\circ 30'$.

2. Thực trạng công tác đo đạc chỉnh lý thửa đất tại xã Tức Tranh thời điểm nghiên cứu đạt tỷ lệ bao nhiêu?
Tổng số thửa đất trên toàn xã Tức Tranh là 28.054 thửa. Trong đó, số thửa đã được đo đạc chỉnh lý là 2.389 thửa (đạt 8,51%), còn lại 25.665 thửa chưa được đo đạc chỉnh lý (chiếm 91,49%).

3. Lưới khống chế đo vẽ của đề tài được thiết lập với quy mô bao nhiêu điểm và đo đạc bằng công nghệ nào?
Lưới khống chế gồm tổng cộng 99 điểm (2 điểm mốc địa chính gốc nhà nước làm khởi tính và 97 điểm lưới kinh vĩ chôn cọc gỗ $4 \times 4\text{ cm}$, dài $30 - 50\text{ cm}$), được đo đạc bằng công nghệ định vị vệ tinh RTK GNSS đo động với 1 trạm Base phát sóng UHF 25W và các máy Rover.

4. Chuỗi phần mềm tin học được tác giả sử dụng trong công tác nội nghiệp gồm những phần mềm nào?
Tác giả sử dụng phần mềm T-COM để trút số liệu từ máy toàn đạc vào máy tính; phần mềm COMPASS và PRONET để tính toán và bình sai lưới; môi trường đồ họa MicroStation kết hợp phần mềm chuyên ngành FAMIS và các module MRFClean, MRFFlag để biên tập bản đồ số, sửa lỗi topology, gán nhãn và tạo khung bản đồ.

5. Cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp tại xã Tức Tranh năm 2017 có đặc điểm gì nổi bật?
Trong tổng số 1.331,10 ha đất sản xuất nông nghiệp của xã, diện tích đất trồng cây công nghiệp lâu năm (LNC) chiếm ưu thế vượt trội với 940,50 ha (chiếm 36,75% tổng diện tích tự nhiên của xã), trong khi đất trồng lúa nước (LUC và LUK) chỉ chiếm 246,50 ha.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Phạm Tuấn Anh đã hệ thống hóa đầy đủ cơ sở lý luận, cơ sở pháp lý và tiêu chuẩn kỹ thuật trong công tác đo đạc, thành lập bản đồ địa chính quy. Đề tài đã hoàn thành việc đánh giá toàn diện điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, hiện trạng sử dụng đất xã Tức Tranh và xây dựng mạng lưới khống chế đo vẽ gồm 99 điểm bằng công nghệ RTK GNSS. Thông qua việc ứng dụng máy toàn đạc điện tử TOPCON GTS 236 kết hợp chuỗi phần mềm chuyên ngành MicroStation và FAMIS, tác giả đã biên tập hoàn chỉnh tờ bản đồ địa chính số 35 tỷ lệ 1:1000 đảm bảo độ chính xác theo quy chuẩn của Bộ Tài nguyên và Môi trường, đóng góp giải pháp kỹ thuật thiết thực phục vụ công tác hiện đại hóa hồ sơ địa chính tại địa phương.