Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đất đai là nguồn tài nguyên thiên nhiên đặc biệt, có hạn chế về không gian và không thể tái tạo. Theo quy định của Luật Đất đai, công tác đo đạc bản đồ địa chính, lập hồ sơ địa chính và cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất là những nội dung trọng tâm trong quản lý nhà nước về đất đai. Để thiết lập hệ thống quản lý đất đai mang tính khoa học và cơ sở pháp lý cao, việc xây dựng bộ bản đồ địa chính chính quy theo đúng quy chuẩn kỹ thuật của Bộ Tài nguyên và Môi trường là điều kiện bắt buộc tại các địa phương.

Xuất phát từ yêu cầu quản lý thực tiễn và được sự chấp thuận của các cấp thẩm quyền, Công ty Cổ phần Trắc địa Địa chính và Xây dựng Thăng Long đã triển khai khảo sát, lập thiết kế kỹ thuật - dự toán đo vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500 và 1:1000 tại phường Phú Diễn, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội. Trên cơ sở đó, tác giả Đinh Trung Anh đã thực hiện khóa luận tốt nghiệp chuyên ngành Quản lý Đất đai nhằm ứng dụng công nghệ tin học kết hợp phương pháp toàn đạc điện tử vào việc thành lập bản đồ địa chính tại địa bàn này.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được xác định gồm ba nội dung chính:

  1. Thành lập lưới khống chế đo vẽ cho khu vực phường Phú Diễn bằng công nghệ định vị toàn cầu GPS.
  2. Thực hiện đo vẽ chi tiết và biên tập, xử lý số liệu để thành lập tờ bản đồ địa chính số 40 tỷ lệ 1:500.
  3. Đánh giá những thuận lợi, khó khăn trong quá trình tổ chức thực hiện và đề xuất các giải pháp kỹ thuật, quản lý phù hợp.

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là việc ứng dụng máy toàn đạc điện tử kết hợp các phần mềm chuyên ngành gồm MicroStation V8i và VietMap XM trong công tác xây dựng lưới khống chế đo vẽ, đo vẽ chi tiết và biên tập bản đồ địa chính. Phạm vi không gian nghiên cứu giới hạn tại tờ bản đồ địa chính số 40, tỷ lệ 1:500 thuộc địa giới hành chính phường Phú Diễn, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội. Thời gian thực hiện nghiên cứu và thu thập số liệu thực địa diễn ra từ ngày 02 tháng 01 năm 2018 đến ngày 10 tháng 04 năm 2018 tại Công ty Cổ phần Phát triển Bất động sản Sài Gòn.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung pháp lý và cơ sở toán học

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên hệ thống cơ sở pháp lý và các văn bản quy phạm kỹ thuật chuyên ngành:

  • Luật Đất đai hiện hành và các quy định về hồ sơ địa chính.
  • Quyết định số 83/2000/QĐ-TT của Thủ tướng Chính phủ về việc áp dụng hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN-2000. Hệ tọa độ VN-2000 sử dụng Elipxoid WGS-84 toàn cầu (bán trục lớn $a = 6.378.137,0\text{ m}$, độ dẹt $\alpha = 1/298,25723563$, tốc độ quay quanh trục $\omega = 7.292.115,0 \times 10^{-11}\text{ rad/s}$, hằng số trọng trường Trái Đất $GM = 3.986.005 \times 10^8\text{ m}^3/\text{s}^2$). Điểm gốc tọa độ quốc gia $N_{00}$ đặt tại Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ, đường Hoàng Quốc Việt, Hà Nội.
  • Phép chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM quốc tế có hệ số điều chỉnh tỷ lệ biến dạng chiều dài $K = 0,9999$ với kinh tuyến trục quy định cụ thể cho từng địa phương.
  • Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định về bản đồ địa chính.

Khóa luận làm rõ sự thay đổi giữa hệ quy chiếu cũ HN-72 (phép chiếu Gauss-Kruger, Elipxoid Kraxovski, kinh tuyến trục $105^\circ$) sang hệ VN-2000, đồng thời phân tích phương pháp chia mảnh bản đồ địa chính theo quy định kỹ thuật hiện hành.

Tỷ lệ bản đồ Kích thước thực tế Diện tích thực tế Kích thước khung trong Quy cách đánh số hiệu mảnh
1:10.000 $6 \times 6\text{ km}$ $3.600\text{ ha}$ $60 \times 60\text{ cm}$ Gồm 08 chữ số: 10-XXX-YYY (tọa độ X, Y chẵn km)
1:5.000 $3 \times 3\text{ km}$ $900\text{ ha}$ $60 \times 60\text{ cm}$ Gồm 06 chữ số: XXX-YYY
1:2.000 $1 \times 1\text{ km}$ $100\text{ ha}$ $50 \times 50\text{ cm}$ Số hiệu mảnh 1:5.000 gạch nối thứ tự ô (từ 1 đến 9)
1:1.000 $0,5 \times 0,5\text{ km}$ $25\text{ ha}$ $50 \times 50\text{ cm}$ Số hiệu mảnh 1:2.000 gạch nối thứ tự ô (a, b, c, d)
1:500 $0,25 \times 0,25\text{ km}$ $6,25\text{ ha}$ $50 \times 50\text{ cm}$ Số hiệu mảnh 1:2.000 gạch nối số thứ tự trong ngoặc (1) đến (16)
1:200 $0,10 \times 0,10\text{ km}$ $1,00\text{ ha}$ $50 \times 50\text{ cm}$ Số hiệu mảnh 1:2.000 gạch nối số thứ tự từ 1 đến 100

Phương pháp nghiên cứu và trang thiết bị kỹ thuật

Nghiên cứu sử dụng tổng hợp các phương pháp kỹ thuật chuyên ngành trắc địa - bản đồ:

  • Phương pháp thu thập tài liệu: Tiếp nhận số liệu tọa độ, độ cao mốc địa chính hiện có từ Ủy ban nhân dân phường Phú Diễn và Phòng Tài nguyên và Môi trường quận Bắc Từ Liêm; thu thập dữ liệu tự nhiên, kinh tế - xã hội và hồ sơ địa giới hành chính.
  • Phương pháp đo đạc lưới khống chế: Sử dụng máy định vị vệ tinh Trimble 4600LS (GPS 01 tần số) đo khống chế mặt bằng theo phương pháp GPS tĩnh, kết hợp phát triển đường chuyền kinh vĩ cấp 1 và cấp 2 (KV1, KV2) bằng máy toàn đạc điện tử Leica TCRA 1103 Plus (độ chính xác đo góc từ 1" đến 5"). Đo chênh cao bằng phương pháp lượng giác kết hợp đồng thời trong quá trình đo góc và cạnh.
  • Phương pháp đo vẽ chi tiết: Ứng dụng phương pháp tọa độ cực bằng máy toàn đạc điện tử. Tọa độ điểm chi tiết $P$ được xác định từ trạm máy $A_1$ theo công thức: $$X_P = X_{A1} + \Delta X_{A1-P} = X_{A1} + S \cdot \cos(\alpha_{A1-P})$$ $$Y_P = Y_{A1} + \Delta Y_{A1-P} = Y_{A1} + S \cdot \sin(\alpha_{A1-P})$$
  • Phương pháp xử lý số liệu và biên tập bản đồ: Bình sai lưới khống chế, chuyển trút số liệu dã ngoại từ máy đo Leica vào máy tính, xuất định dạng tệp tọa độ XYH. Sử dụng phần mềm đồ họa MicroStation V8i làm nền tảng và phần mềm tiện ích VietMap XM để xử lý số liệu đo chi tiết, tạo vùng topology thửa đất, gán nhãn địa chính, biên tập các lớp địa vật, giao thông, thủy hệ và lập khung bản đồ.
Cấp đường chuyền Chiều dài tuyến tối đa $[S]_{\max}$ (m) Sai số trung phương đo góc $m_\beta$ Sai số khép tương đối $f_S / [S]$
Kinh vĩ 1 (KV1) 600 $15''$ 1:4.000
Kinh vĩ 2 (KV2) 300 $15''$ 1:2.500

Quy định bổ sung theo quy phạm: Chiều dài cạnh đường chuyền từ 20 m đến 400 m; hai cạnh liền kề chênh nhau không quá 2,5 lần; số cạnh trong một đường chuyền không quá 15 cạnh đối với tỷ lệ 1:500; sai số trung phương đo cạnh sau bình sai không vượt quá 0,05 m; sai số khép góc $f_\beta \le 2 \cdot m_\beta \cdot \sqrt{n}$; sai số chênh cao đo đi và về không vượt quá $\pm 100\sqrt{L}\text{ mm}$ ($L$ tính bằng km).

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Tác giả khẳng định vai trò then chốt của đất đai đối với đời sống kinh tế - xã hội và tính pháp lý của bản đồ địa chính chính quy trong công tác quản lý nhà nước. Nội dung mở đầu nêu rõ sự phối hợp giữa Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Công ty Cổ phần Phát triển Bất động sản Sài Gòn và Công ty Cổ phần Trắc địa Địa chính và Xây dựng Thăng Long nhằm giải quyết nhu cầu hiện đại hóa dữ liệu địa chính tại phường Phú Diễn. Tác giả xác định mục đích nghiên cứu, nhiệm vụ cụ thể và ý nghĩa thực tiễn của đề tài trong việc củng cố kỹ năng vận hành công nghệ trắc địa và hệ thống thông tin địa lý (GIS).

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Chương này trình bày hệ thống lý luận về bản đồ địa chính:

  • Định nghĩa, đặc điểm của bản đồ địa chính dạng giấy và bản đồ số địa chính, các yếu tố nội dung cần thể hiện trên bản đồ địa chính (ranh giới thửa đất, loại đất, công trình xây dựng, hệ thống giao thông, thủy văn, địa giới hành chính, mốc quy hoạch).
  • Cơ sở toán học bản đồ: So sánh phép chiếu Gauss-Kruger và phép chiếu UTM; các tham số elipxoid của hệ VN-2000; nguyên tắc phân mảnh bản đồ địa chính từ tỷ lệ 1:10.000 đến 1:200.
  • Các phương pháp thành lập bản đồ địa chính hiện nay: Đo vẽ trực tiếp bằng máy toàn đạc điện tử, phương pháp ảnh hàng không kết hợp đo bù thực địa, phương pháp biên tập bổ sung.
  • Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy toàn đạc điện tử (sự kết hợp giữa khối đo xa điện tử EDM, máy kinh vĩ số DT và bộ vi xử lý CPU).
  • Khái quát về phần mềm MicroStation V8i (các thanh công cụ Primary, Attributes, Standard, Main, bảng chế độ bắt điểm Snap Mode) và phần mềm biên tập bản đồ địa chính VietMap XM (chạy trên nền MicroStation, tuân thủ Thông tư 25/2014/TT-BTNMT, tự động tạo topology, quản lý thông tin thửa đất, chuẩn hóa lớp theo Level).
  • Tổng quan các nghiên cứu liên quan và chiến lược hiện đại hóa ngành đo đạc bản đồ Việt Nam giai đoạn 2006–2020.

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

Nội dung chương trình bày chi tiết về:

  • Đối tượng và phạm vi nghiên cứu tại tờ bản đồ số 40 tỷ lệ 1:500 phường Phú Diễn.
  • Địa điểm và thời gian thực hiện (từ ngày 02/01/2018 đến ngày 10/04/2018).
  • Các bước khảo sát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và hiện trạng quản lý đất đai tại địa bàn.
  • Quy trình kỹ thuật thực hiện đo đạc: Khảo sát thiết kế lưới khống chế đo vẽ, đo tĩnh bằng máy GPS Trimble 4600LS, phát triển đường chuyền kinh vĩ bằng máy Leica TCRA 1103 Plus, đo chi tiết địa vật bằng phương pháp tọa độ cực, trút số liệu và biên tập bản đồ số trên nền MicroStation V8i kết hợp VietMap XM.
  • Các phương pháp nghiên cứu áp dụng: Khảo sát thu thập tài liệu, phương pháp đo đạc thực địa, phương pháp bình sai xử lý số liệu toán học và phương pháp biên tập bản đồ số.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương 4 tập trung phân tích các kết quả thu được:

  • Đặc điểm địa bàn nghiên cứu: Phường Phú Diễn nằm cách trung tâm Hà Nội khoảng 10 km, tiếp giáp các phường Cổ Nhuế 1, Cổ Nhuế 2, Minh Khai, Phúc Diễn, Mai Dịch, Cầu Diễn. Địa hình tương đối bằng phẳng, nghiêng theo hướng Tây Bắc - Đông Nam với cao độ trung bình từ 6,0 m đến 6,5 m (cao nhất dọc đê sông Hồng đạt 8 m đến 11 m, thấp nhất tại các ô trũng phía Nam). Nền địa chất phù sa mới có cường độ chịu tải kém.
  • Khí hậu và thủy văn: Chịu ảnh hưởng gió mùa nhiệt đới; mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10 (chiếm 70% lượng mưa cả năm, đỉnh điểm tháng 8 đạt 300 - 500 mm); nhiệt độ trung bình 24°C; lượng bốc hơi trung bình 938 mm/năm; độ ẩm trung bình 82%; số ngày mưa từ 140 đến 145 ngày/năm. Hệ thống thủy văn gồm sông Hồng (đoạn qua quận dài hơn 7 km, lưu lượng mùa lũ đạt 15.000 m³/s, mùa kiệt đạt 920 m³/s), sông Nhuệ điều tiết qua cống Liên Mạc, sông Pheo, sông Đăm, sông Cầu Ngà.
  • Hạ tầng giao thông và kinh tế - xã hội: Địa bàn có trục đường Phạm Văn Đồng (đoạn dài 5,5 km, mặt cắt 23,5 m), đường 70 (dài 13 km, rộng 10,5 m), đường 23 (dài 7,5 km). Tốc độ tăng trưởng sản xuất giai đoạn 2001–2005 đạt 17,8%/năm, giai đoạn 2006–2011 đạt 18,9%/năm.
  • Hiện trạng sử dụng đất: Đất nông nghiệp chiếm 34,79% tổng diện tích tự nhiên, tầng đất dày, cơ giới thịt nhẹ đến trung bình, chủ yếu trồng cây ăn quả và cây lâu năm.
  • Quy trình thành lập tờ bản đồ số 40: Mô tả từng bước xử lý dữ liệu đo chi tiết trên VietMap XM: trút dữ liệu từ máy Leica, chuyển đổi tệp kết quả sang định dạng XYH, phun điểm lên bản vẽ tổng, nối ranh giới thửa đất, biên tập tường nhà, tường chung/riêng, lớp giao thông, thủy hệ, địa giới hành chính, tạo vùng topology, gán số thửa, gán nhãn loại đất và diện tích tự động, tạo khung bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500 và đối soát thực địa.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Phần cuối của báo cáo tổng hợp kết quả xây dựng lưới khống chế và đo vẽ hoàn chỉnh tờ bản đồ địa chính số 40, đánh giá mức độ đạt yêu cầu kỹ thuật theo quy phạm và đưa ra các kiến nghị về tổ chức đo đạc thực tế tại địa phương.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật đạt được

  1. Thành lập mạng lưới khống chế đo vẽ: Ứng dụng công nghệ định vị vệ tinh GPS (máy Trimble 4600LS) để đo tĩnh lưới khống chế mặt bằng, kết hợp máy toàn đạc Leica TCRA 1103 Plus phát triển đường chuyền kinh vĩ cấp 1 và cấp 2, bảo đảm các giới hạn sai số đo góc ($m_\beta \le 15''$) và sai số khép tương đối theo quy định ($1:4.000$ đối với KV1 và $1:2.500$ đối với KV2).
  2. Thu thập và tổng hợp dữ liệu địa bàn: Đánh giá đầy đủ hiện trạng tự nhiên và kinh tế - xã hội phường Phú Diễn với tỷ lệ đất nông nghiệp được thống kê cụ thể chiếm 34,79% diện tích tự nhiên.
  3. Thành lập hoàn chỉnh tờ bản đồ địa chính số 40 tỷ lệ 1:500:
    • Số liệu đo dã ngoại được xử lý, trút và tính toán tọa độ XYH chính xác.
    • Biên tập đầy đủ các lớp đối tượng không gian theo chuẩn kỹ thuật của Thông tư 25/2014/TT-BTNMT: lớp ranh giới thửa đất, lớp tường nhà và tính chất công trình xây dựng (nhà gạch, bê tông, nhiều tầng), hệ thống đường giao thông, thủy hệ và đường địa giới hành chính.
    • Tạo cấu trúc hình học topology đóng vùng cho toàn bộ các thửa đất trên tờ số 40, gán nhãn địa chính (số hiệu thửa, diện tích, mục đích sử dụng đất) tự động và không để sót thửa đất.
    • Biên tập hoàn thiện khung bản đồ chuẩn tỷ lệ 1:500 (kích thước khung trong $50 \times 50\text{ cm}$, tương ứng diện tích thực địa $6,25\text{ ha}$).

Giải pháp và đóng góp của đề tài

  • Chuẩn hóa quy trình công nghệ kết hợp: Đề tài làm rõ quy trình phối hợp khép kín giữa thiết bị ngoại nghiệp (Trimble 4600LS, Leica TCRA 1103 Plus) và phần mềm nội nghiệp (MicroStation V8i, VietMap XM), giúp tối ưu hóa thời gian xử lý số liệu, loại bỏ sai số chủ quan trong nối vẽ và kiểm tra tiếp biên bản đồ.
  • Đóng góp dữ liệu thực tế: Sản phẩm tờ bản đồ địa chính số 40 tỷ lệ 1:500 sau khi đối soát thực địa đáp ứng yêu cầu kỹ thuật để phục vụ công tác đăng ký đất đai, cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất và xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính tại phường Phú Diễn.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Nghiên cứu chỉ tập trung thực hiện trên phạm vi một tờ bản đồ địa chính (tờ số 40 tỷ lệ 1:500) mà chưa bao quát toàn bộ các tờ bản đồ khác trên địa bàn phường Phú Diễn. Thiết bị định vị vệ tinh sử dụng là dòng máy Trimble 4600LS một tần số đo tĩnh, đòi hỏi thời gian đo tại trạm lâu hơn so với các thế hệ máy thu đa tần số hiện đại.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng ứng dụng quy trình công nghệ đo đạc bằng máy toàn đạc điện tử và công nghệ định vị vệ tinh đa tần số (hoặc mạng lưới trạm định vị vệ tinh quốc gia CORS/VRS) để đo vẽ đồng loạt toàn bộ các tờ bản đồ còn lại của phường Phú Diễn, tích hợp dữ liệu vào hệ thống thông tin đất đai đa mục tiêu (LIS/GIS).

Giá trị tham khảo

Khóa luận có giá trị tham khảo thiết thực đối với:

  • Sinh viên chuyên ngành Quản lý Đất đai, Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ, Địa chính: Tài liệu cung cấp tài liệu thực hành chi tiết về phương pháp đo toàn đạc điện tử bằng máy Leica TCRA 1103 Plus và quy trình thao tác trên phần mềm VietMap XM chạy trên nền MicroStation V8i.
  • Cán bộ kỹ thuật và đơn vị đo đạc bản đồ: Tham khảo quy trình xử lý số liệu dã ngoại từ định dạng máy đo sang tệp XYH, các bước tạo topology thửa đất, gán nhãn địa chính tự động và biên tập khung bản đồ theo quy chuẩn Thông tư 25/2014/TT-BTNMT.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận sử dụng các thiết bị phần cứng và phần mềm chuyên dụng nào?
Khóa luận sử dụng máy thu định vị vệ tinh Trimble 4600LS (GPS 01 tần số) để đo lưới khống chế mặt bằng tĩnh; máy toàn đạc điện tử Leica TCRA 1103 Plus (độ chính xác góc 1" - 5") để đo đường chuyền kinh vĩ và đo vẽ chi tiết; cùng phần mềm đồ họa MicroStation V8i kết hợp phần mềm chuyên ngành VietMap XM để xử lý số liệu và biên tập bản đồ.

2. Cơ sở toán học áp dụng trong việc lập bản đồ địa chính của đề tài là gì?
Bản đồ được thành lập trên hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN-2000, sử dụng Elipxoid WGS-84, lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM với hệ số điều chỉnh biến dạng chiều dài $K = 0,9999$ và kinh tuyến trục được quy định riêng cho khu vực Hà Nội.

3. Quy cách kỹ thuật của tờ bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500 được quy định ra sao?
Mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500 được hình thành bằng cách chia mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2.000 thành 16 ô vuông. Kích thước thực tế ngoài thực địa là $0,25 \times 0,25\text{ km}$ ($6,25\text{ ha}$), kích thước khung trong tiêu chuẩn trên giấy vẽ là $50 \times 50\text{ cm}$. Số hiệu mảnh gồm số hiệu mảnh 1:2.000 kèm gạch nối và số thứ tự ô vuông trong ngoặc đơn từ (1) đến (16).

4. Phần mềm VietMap XM đảm nhiệm những khâu kỹ thuật nào trong đề tài?
VietMap XM chạy trên nền MicroStation V8i, hỗ trợ nhập tệp tọa độ XYH, tự động phun điểm dã ngoại, tạo vùng (topology) thửa đất không bị sót đỉnh/bỏ thửa, tự động đánh số thứ tự thửa đất, gán nhãn địa chính (số thửa, diện tích, mục đích sử dụng), biên tập các lớp địa vật (nhà ở, giao thông, thủy văn) và tạo khung tờ bản đồ đồng loạt theo chuẩn Thông tư 25/2014/TT-BTNMT.

5. Cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp tại phường Phú Diễn được ghi nhận ở mức nào?
Theo số liệu thống kê hiện trạng sử dụng đất trong khóa luận, diện tích đất nông nghiệp tại phường Phú Diễn chiếm 34,79% tổng diện tích tự nhiên, đất có tầng cơ giới thịt nhẹ đến trung bình và chủ yếu phục vụ canh tác cây ăn quả và cây lâu năm.

Kết luận

Khóa luận của tác giả Đinh Trung Anh đã hoàn thành mục tiêu ứng dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử vào việc thành lập hoàn chỉnh tờ bản đồ địa chính số 40 tỷ lệ 1:500 tại phường Phú Diễn, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội. Quy trình kỹ thuật kết hợp giữa thiết bị ngoại nghiệp Leica TCRA 1103 Plus, GPS Trimble 4600LS và các phần mềm nội nghiệp MicroStation V8i, VietMap XM đã bảo đảm độ chính xác theo quy chuẩn của Thông tư 25/2014/TT-BTNMT. Kết quả của đề tài cung cấp tài liệu địa chính có giá trị pháp lý, phục vụ trực tiếp cho công tác cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất và quản lý đất đai tại địa phương.