Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đất đai là nguồn tài nguyên thiên nhiên đặc biệt quý giá, tư liệu sản xuất đặc biệt và là thành phần quan trọng cấu thành không gian sinh tồn của mọi quốc gia. Quản lý nhà nước về đất đai đòi hỏi hệ thống hồ sơ, tư liệu có độ chính xác khoa học và giá trị pháp lý cao. Theo quy định của Luật Đất đai năm 2013, các công tác đo đạc lập bản đồ địa chính, xây dựng hồ sơ địa chính và cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, quyền sở hữu nhà ở cùng tài sản khác gắn liền với đất là những nhiệm vụ trọng tâm hàng đầu. Tại tỉnh Bắc Giang nói chung và huyện Lục Nam nói riêng, việc xây dựng hệ thống bản đồ địa chính số chính quy thay thế các hệ thống tư liệu cũ có độ chính xác hạn chế là yêu cầu cấp thiết nhằm phục vụ giao đất, đăng ký biến động, thống kê kiểm kê và quy hoạch sử dụng đất.

Xã Cương Sơn là một xã miền núi thuộc huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang, có địa hình phức tạp, bị chia cắt mạnh bởi hệ thống sông Lục Nam, dãy núi Gốm và núi Vườn. Thực trạng quản lý đất đai tại địa phương trước đây gặp nhiều khó khăn do sử dụng các tài liệu đo đạc cũ, ranh giới thửa đất có nhiều biến động, mật độ thực phủ cây lâu năm và vườn đồi dày đặc. Xuất phát từ dự án đo đạc, lập hồ sơ địa chính do Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Giang triển khai cùng Công ty Cổ phần Tài nguyên Môi trường Phương Bắc, đề tài nghiên cứu đã được xác lập nhằm giải quyết bài toán kỹ thuật đo vẽ và biên tập bản đồ địa chính số tại địa phương.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài được xác định gồm 4 nội dung cụ thể:

  1. Sử dụng công nghệ tin học trên cơ sở ứng dụng phần mềm MicroStation và FAMIS để thành lập bản đồ địa chính từ số liệu đo đạc thực địa.
  2. Hỗ trợ việc quản lý hồ sơ địa chính và nâng cao hiệu quả công tác quản lý nhà nước về đất đai cho Ủy ban nhân dân các cấp.
  3. Giúp cán bộ địa chính xã Cương Sơn quản lý đất đai trên địa bàn một cách khoa học, chặt chẽ và thuận tiện.
  4. Thành lập hoàn chỉnh 01 tờ bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 (tờ số 46) cho xã Cương Sơn, huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang.

Nhiệm vụ nghiên cứu tương ứng bao gồm:

  1. Ứng dụng công nghệ tin học kết hợp máy toàn đạc điện tử vào công tác đo đạc địa chính.
  2. Thiết kế và thi công thành lập lưới khống chế đo vẽ mặt bằng (ngoại nghiệp và nội nghiệp).
  3. Triển khai đo vẽ chi tiết các yếu tố ranh giới thửa đất, địa vật và công trình nhân tạo ngoài thực địa.
  4. Xử lý số liệu, sửa lỗi hình học (topology), biên tập hoàn thiện mảnh bản đồ địa chính số.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quy trình kỹ thuật thành lập bản đồ địa chính số từ số liệu đo đạc bằng máy toàn đạc điện tử, xử lý dữ liệu qua phần mềm chuyên dụng (DPSurvey, COMPASS, MicroStation V8i, FAMIS).
  • Phạm vi không gian: Tờ bản đồ địa chính số 46 tại xã Cương Sơn, huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang (trong tổng thể diện tích tự nhiên toàn xã là 1.119,46 ha).
  • Phạm vi thời gian: Đề tài được triển khai thực hiện từ ngày 28/05/2018 đến ngày 15/09/2018 (nghiệm thu và hoàn thành khóa luận vào tháng 02/2019).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở pháp lý và tiêu chuẩn kỹ thuật của nghiên cứu dựa trên Luật Đất đai năm 2013 và Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT ngày 19/05/2014 của Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định về thành lập bản đồ địa chính. Về cơ sở toán học, bản đồ địa chính được xây dựng trên Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000, Ellipsoid WGS-84, lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM/Gauss với kinh tuyến trục 107°00'00", múi chiếu 3° quy định riêng cho tỉnh Bắc Giang. Độ chính xác biểu thị của bản đồ tỷ lệ 1:1000 tương ứng với sai số vị trí mặt phẳng ngoài thực địa là 0,1 m (tương đương 0,1 mm trên mặt phẳng bản đồ).

Tác giả đã áp dụng phối hợp 4 nhóm phương pháp nghiên cứu chính:

  1. Phương pháp khảo sát và thu thập tài liệu: Thu thập tài liệu lưu trữ từ Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Giang, Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Lục Nam, UBND xã Cương Sơn và Công ty CP Tài nguyên Môi trường Phương Bắc. Các tư liệu nền tảng gồm: Bản đồ địa chính cơ sở tỷ lệ 1:10.000 do Công ty Đo đạc ảnh Địa hình lập tháng 12/2006; Hồ sơ địa giới hành chính tỷ lệ 1:25.000 hệ tọa độ HN-72 lưới chiếu Gauss; Bản đồ hiện trạng sử dụng đất dạng số năm 2010 hệ VN-2000; số liệu các mốc địa chính cơ sở 105435 (xã Cương Sơn), 105419 (xã Tiên Hưng) và 105411 (xã Tiên Nha).
  2. Phương pháp đo đạc ngoại nghiệp: Sử dụng máy toàn đạc điện tử TOPCON GTS-236 để đo góc, đo cạnh lưới đường chuyền khống chế đo vẽ theo phương pháp toàn đạc (đo đi, đo về lấy trị trung bình). Kết hợp máy định vị vệ tinh GPS thiết kế đồ hình chuỗi tam giác, tứ giác dày đặc nối với các điểm địa chính cơ sở. Trong đo vẽ chi tiết các góc thửa đất và địa vật, tác giả sử dụng máy toàn đạc điện tử TOPCON-350N (độ chính xác thời gian đo 3 giây/điểm, cự ly đo 1 gương từ 800 - 1.300 m).
  3. Phương pháp xử lý số liệu (Nội nghiệp): Số liệu từ bộ nhớ máy toàn đạc điện tử được trút sang máy tính thông qua phần mềm T-COM và TOP2ASC. Dữ liệu lưới GPS và đường chuyền kinh vĩ được tính toán khái lược cạnh trên phần mềm DPSurvey, sau đó tiến hành bình sai không gian chặt chẽ trong hệ WGS-84 và chuyển đổi sang hệ tọa độ quốc gia VN-2000 bằng phần mềm COMPASS.
  4. Phương pháp biên tập bản đồ số: Ứng dụng môi trường đồ họa MicroStation V8i kết hợp phần mềm chuyên ngành FAMIS (Field Work And Cadastral Mapping Integrated Software). Quy trình thực hiện bao gồm phun điểm chi tiết từ tệp dữ liệu .txt/.dxf, nối điểm bằng lệnh Place Smartline theo sơ họa thực địa, kiểm tra và xử lý quan hệ không gian (Topology) bằng mô-đun MRFClean và MRF Flag Editor, tạo vùng tâm thửa, đánh số thửa tự động rích rắc, gán thông tin thuộc tính từ các lớp quy ước (lớp 52 cho địa chỉ, lớp 53 cho tên chủ và loại đất), vẽ nhãn thửa và xuất khung bản đồ theo quy chuẩn kỹ thuật.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Đặt vấn đề

Chương mở đầu tập trung phân tích vị trí cốt lõi của công tác quản lý nhà nước về đất đai theo quy định pháp luật hiện hành. Tác giả chỉ rõ thực trạng quản lý hồ sơ đất đai ở cấp cơ sở còn bộc lộ nhiều điểm sơ sài, chưa đồng bộ, dẫn đến khó khăn trong theo dõi biến động, cấp đổi Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất và giải quyết tranh chấp. Khóa luận khẳng định sự phối hợp thực hiện dự án giữa Nhà trường, Sở Tài nguyên và Môi trường Bắc Giang cùng Công ty Cổ phần Tài nguyên Môi trường Phương Bắc là cơ sở thực tiễn để sinh viên rèn luyện năng lực đo đạc công nghệ cao và giải quyết yêu cầu kỹ thuật cụ thể tại địa bàn xã Cương Sơn.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Tác giả hệ thống hóa toàn diện cơ sở khoa học của bản đồ địa chính: định nghĩa, tính chất pháp lý, vai trò trong hệ thống quản lý đất đai; phân loại bản đồ giấy và bản đồ số; cấu trúc các yếu tố nội dung (điểm khống chế, địa giới hành chính, ranh giới thửa đất, hệ thống giao thông, thủy văn, công trình xây dựng). Chương này trình bày chi tiết cơ sở toán học gồm hệ tọa độ VN-2000, phép chiếu UTM/Gauss, quy tắc phân mảnh bản đồ theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT và độ chính xác tỷ lệ bản đồ. Đồng thời, tác giả tổng quan các phương pháp thành lập lưới trắc địa (GPS, đường chuyền kinh vĩ cấp 1, cấp 2), cấu tạo và thông số kỹ thuật của các dòng máy toàn đạc TOPCON GTS-236, TOPCON-350N, cùng vai trò của phần mềm MicroStation và FAMIS trong tự động hóa xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính.

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

Chương này xác định phạm vi thực hiện tại tờ bản đồ số 46 xã Cương Sơn trong khoảng thời gian từ tháng 05/2018 đến tháng 09/2018. Tác giả cụ thể hóa 4 nội dung nghiên cứu: đánh giá điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội và hiện trạng quản lý đất đai; thành lập lưới khống chế đo vẽ (ngoại nghiệp và nội nghiệp); đo vẽ chi tiết và biên tập tờ bản đồ số 46; tổng kết đánh giá kết quả. Quy trình 4 bước nghiên cứu được thiết kế mạch lạc từ thu thập số liệu, khảo sát ngoại nghiệp, bình sai tọa độ bằng phần mềm DPSurvey/COMPASS, đến trút số liệu và biên tập bản đồ số trên MicroStation và FAMIS.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu & thảo luận

Chương kết quả phản ánh toàn bộ khối lượng công việc và số liệu thực tế thu được trong quá trình thi công:

Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và hiện trạng sử dụng đất xã Cương Sơn: Xã Cương Sơn có diện tích tự nhiên 1.119,46 ha, dân số 1.750 người phân bố tại 12 thôn (Tân Lục, An Phú, An Thịnh, An Đông, An Nguyễn, Đọ Bến, Đọ Làng, Đọ Trại, Đọ Mới, Tân Cầu, An Lễ, Vườn). Nền kinh tế chủ yếu là sản xuất nông lâm nghiệp (hơn 80% hộ gia đình). Số liệu hiện trạng sử dụng đất năm 2018 của xã được tổng hợp chi tiết theo bảng sau:

STT Loại đất Diện tích (ha) Cơ cấu (%)
I Tổng diện tích đất tự nhiên 1.119,46 100,00
1 Nhóm đất nông nghiệp 949,15 84,79
1.1 Đất sản xuất nông nghiệp 602,90 53,86
- Đất trồng cây hàng năm 417,44 37,29
- Đất trồng cây lâu năm 185,46 16,57
1.2 Đất lâm nghiệp (trồng rừng sản xuất/cây lâu năm) 335,24 29,95
1.3 Đất nuôi trồng thủy sản 11,01 0,98
2 Nhóm đất phi nông nghiệp 170,31 15,21
2.1 Đất ở tại nông thôn 42,48 3,79
2.2 Đất chuyên dùng (trụ sở, quốc phòng, sự nghiệp, SXKD, công cộng) 52,06 4,65
2.3 Đất cơ sở tín ngưỡng 2,77 0,25
2.4 Đất nghĩa trang, nghĩa địa, nhà tang lễ, hỏa táng 2,94 0,26
2.5 Đất sông, ngòi, kênh, rạch, suối 62,58 5,59
2.6 Đất có mặt nước chuyên dùng 7,67 0,69
3 Nhóm đất chưa sử dụng 0,00 0,00

Công tác xây dựng lưới khống chế đo vẽ: Lưới địa chính và lưới kinh vĩ được xây dựng dựa trên 02 điểm địa chính cơ sở có sẵn là 115456 ($X = 2.293.715,281$ m; $Y = 439.163,372$ m) và 115457 ($X = 2.293.199,087$ m; $Y = 443.107,510$ m). Tác giả cùng đơn vị thi công đã xây dựng mới 05 điểm địa chính: CS-07, CS-41, CS-47, CS-48, CS-61, nâng tổng số điểm địa chính lên 07 điểm. Hệ thống lưới kinh vĩ đo nối gồm 128 điểm (đánh số từ GPS-I-01 đến GPS-I-133), nâng tổng số điểm khống chế cần đo toàn khu lên 135 điểm. Quá trình bình sai lưới trên phần mềm COMPASS trong hệ VN-2000 kinh tuyến trục 107°00' đạt các chỉ tiêu kỹ thuật theo quy định Thông tư 25/2014/TT-BTNMT (sai số khép góc $f_\beta \le 5\sqrt{n}$ giây, sai số tương đối $f_s/[s] \le 1:25.000$).

Đo vẽ chi tiết và biên tập tờ bản đồ số 46:

  • Số liệu ngoại nghiệp thu được gồm 882 điểm đo chi tiết.
  • Số liệu được trút qua phần mềm TOP2ASC, chuyển đổi sang định dạng .txt và triển khai phun điểm (.dxf) lên MicroStation V8i.
  • Tiến hành nối ranh giới thửa đất, nhà ở, công trình bằng công cụ Place Smartline theo đúng sơ họa thực địa.
  • Xử lý cấu trúc không gian (Topology): Sử dụng MRFClean để tự động nhận diện điểm treo, điểm tự do, tạo nút giao và gán nhãn lỗi (ký hiệu chữ "D"); sau đó sử dụng MRF Flag Editor kết hợp thanh công cụ Modify của MicroStation để sửa thủ công toàn bộ các lỗi hở ranh thửa.
  • Phân mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1000, tạo vùng tâm thửa, kết nối cơ sở dữ liệu bản đồ.
  • Đánh số thửa tự động theo băng ngang (độ rộng băng 20 m), chạy rích rắc từ trái qua phải, từ trên xuống dưới.
  • Gán nhãn thuộc tính từ lớp 53 (họ tên chủ sử dụng, loại đất) và lớp 52 (địa chỉ), vẽ nhãn thửa tự động và biên tập khung bản đồ hoàn chỉnh theo mẫu quy định.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tác giả tổng kết việc hoàn thành toàn diện các mục tiêu nghiên cứu, khẳng định việc làm chủ công nghệ đo đạc bằng máy toàn đạc điện tử và các phần mềm MicroStation, FAMIS, COMPASS đã tạo ra sản phẩm bản đồ đạt độ chính xác cao. Khóa luận kiến nghị các cấp quản lý sớm ứng dụng bộ bản đồ số vào công tác cấp mới, cấp đổi Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất và tích hợp vào cơ sở dữ liệu địa chính huyện Lục Nam.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đã đạt được các kết quả định lượng cụ thể:

  • Thiết lập và bình sai thành công mạng lưới khống chế đo vẽ gồm 135 điểm (07 điểm địa chính và 128 điểm lưới kinh vĩ GPS) đảm bảo sai số kỹ thuật trong giới hạn cho phép của Thông tư 25/2014/TT-BTNMT.
  • Thu thập, xử lý chuẩn xác 882 điểm đo chi tiết ngoại nghiệp cho tờ bản đồ số 46 xã Cương Sơn.
  • Xử lý triệt để các lỗi hình học Topology bằng MRFClean và MRF Flag Editor, đóng vùng khép kín toàn bộ các thửa đất và tạo lập cơ sở dữ liệu thuộc tính đồng bộ (số thửa, diện tích, tên chủ sử dụng, loại đất, địa chỉ).
  • Biên tập và xuất bản hoàn chỉnh 01 tờ bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 tờ số 46 đảm bảo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật bản đồ số của Bộ Tài nguyên và Môi trường.

Về mặt đóng góp, đề tài cung cấp một tài liệu thực nghiệm rõ ràng về quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa chính số từ ngoại nghiệp đến nội nghiệp tại khu vực trung du - miền núi có địa hình phức tạp. Sản phẩm bản đồ của đề tài là nguồn tư liệu cơ sở hỗ trợ trực tiếp cho UBND xã Cương Sơn và Chi nhánh Văn phòng Đăng ký đất đai huyện Lục Nam trong công tác chỉnh lý biến động, đăng ký đất đai và cấp phát Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất cho người dân.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận chỉ ra một số hạn chế gắn liền với điều kiện thực tế tại địa bàn:

  • Đặc điểm địa hình miền núi xã Cương Sơn bị chia cắt bởi nhiều sông suối, đồi dốc (dãy núi Gốm, núi Vườn), hệ thống ruộng bậc thang manh mún và tầng thực phủ cây lâu năm, tre nứa dày đặc làm che khuất tầm ngắm, gây cản trở lớn đến tốc độ đo ngắm của máy toàn đạc điện tử.
  • Ranh giới sử dụng đất tại một số khu dân cư có sự biến động phức tạp so với hồ sơ cấp Giấy chứng nhận theo bản đồ cũ trước đây, gây khó khăn trong việc đối soát, giao nhận diện tích thực tế đến từng hộ gia đình.
  • Phạm vi nghiên cứu của khóa luận mới chỉ tập trung thực hiện trên 01 tờ bản đồ địa chính (tờ số 46) trong tổng thể mạng lưới bản đồ của toàn xã.

Hướng nghiên cứu và mở rộng tiếp theo:

  • Nghiên cứu ứng dụng công nghệ định vị vệ tinh động thời gian thực (GNSS-RTK / Trạm tham chiếu CORS) hoặc thiết bị bay không người lái (UAV) chụp ảnh đo vẽ địa hình nhằm khắc phục hạn chế về tầm nhìn ở các khu vực rừng đồi, cây rậm rạp.
  • Tiếp tục số hóa, biên tập và liên kết cơ sở dữ liệu không gian cho toàn bộ các tờ bản đồ địa chính còn lại của xã Cương Sơn để hoàn thiện hệ thống cơ sở dữ liệu địa chính số đa mục tiêu cho địa phương.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu tham khảo thực tế hữu ích cho:

  • Sinh viên, học viên chuyên ngành Địa chính - Môi trường, Quản lý đất đai, Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ trong quá trình thực hiện đồ án, khóa luận tốt nghiệp hoặc bài tập lớn về đo vẽ địa chính.
  • Cán bộ kỹ thuật đo đạc, nhân viên tư vấn tại các doanh nghiệp đo đạc bản đồ đang triển khai các dự án đo đạc lập bản đồ địa chính cơ sở tại vùng trung du miền núi.
  • Cán bộ địa chính cấp xã và chuyên viên quản lý đất đai cấp huyện tham khảo về quy trình xử lý lỗi hình học Topology và liên kết dữ liệu thuộc tính thửa đất trên phần mềm chuyên ngành.

Nội dung đáng giá nhất để tham khảo trong công trình này là quy trình chi tiết từng bước xử lý lỗi Topology (sử dụng phối hợp MRFClean và MRF Flag Editor) và kỹ thuật quản lý các lớp thông tin (Level 52, 53) để tự động hóa đánh số thửa, gắn nhãn thông tin thửa đất trong môi trường MicroStation V8i và FAMIS.

Câu hỏi thường gặp

1. Cơ sở toán học và hệ quy chiếu được áp dụng trong quá trình thành lập tờ bản đồ số 46 xã Cương Sơn là gì? Bản đồ được thành lập trên Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000, Ellipsoid WGS-84, sử dụng lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM/Gauss với kinh tuyến trục 107°00'00", múi chiếu 3° theo quy định kỹ thuật áp dụng cho địa bàn tỉnh Bắc Giang.

2. Mạng lưới khống chế đo vẽ phục vụ thành lập bản đồ địa chính tại xã Cương Sơn có quy mô như thế nào? Mạng lưới gồm 135 điểm khống chế, bao gồm 07 điểm địa chính (02 điểm địa chính cơ sở có sẵn 115456, 115457 và 05 điểm địa chính xây dựng mới CS-07, CS-41, CS-47, CS-48, CS-61) kết hợp với 128 điểm lưới kinh vĩ đo nối bằng công nghệ GPS (đánh số từ GPS-I-01 đến GPS-I-133), được bình sai bằng phần mềm COMPASS.

3. Khối lượng số liệu đo vẽ chi tiết ngoại nghiệp của tờ bản đồ số 46 là bao nhiêu và sử dụng thiết bị gì? Tác giả đã thu thập tổng cộng 882 điểm đo chi tiết ranh giới thửa đất và địa vật ngoài thực địa, sử dụng máy toàn đạc điện tử TOPCON-350N do Nhật Bản sản xuất.

4. Quy trình xử lý lỗi hình học Topology trên phần mềm FAMIS được tiến hành như thế nào? Quy trình gồm 2 bước: Đầu tiên dùng công cụ MRFClean để tự động nhận diện các lỗi điểm cuối tự do (đánh dấu chữ "D"), tạo giao điểm giữa các đường cắt nhau và xóa các đường/điểm trùng. Sau đó, dùng công cụ MRF Flag Editor kết hợp thanh công cụ Modify của MicroStation để sửa thủ công từng vị trí hở ranh trước khi tiến hành đóng vùng và tạo tâm thửa.

5. Cơ cấu sử dụng đất của xã Cương Sơn năm 2018 có đặc điểm gì nổi bật? Theo số liệu thống kê năm 2018, tổng diện tích tự nhiên của xã là 1.119,46 ha. Trong đó, nhóm đất nông nghiệp chiếm ưu thế tuyệt đối với 949,15 ha (84,79%), đất phi nông nghiệp chiếm 170,31 ha (15,21%) và địa phương không còn diện tích đất chưa sử dụng (0,00%).

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Duy Khánh đã giải quyết trọn vẹn quy trình kỹ thuật thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 tờ số 46 tại xã Cương Sơn, huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang. Bằng việc ứng dụng đồng bộ máy toàn đạc điện tử (TOPCON GTS-236, TOPCON-350N) cùng các phần mềm xử lý dữ liệu trắc địa chuyên ngành (DPSurvey, COMPASS, MicroStation V8i, FAMIS), tác giả đã bình sai thành công mạng lưới khống chế 135 điểm và xử lý chính xác 882 điểm đo chi tiết. Sản phẩm bản đồ địa chính số hoàn chỉnh đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn kỹ thuật theo quy định của Thông tư 25/2014/TT-BTNMT, cung cấp cơ sở dữ liệu đáng tin cậy phục vụ hiệu quả công tác quản lý đất đai và cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất tại địa phương.