Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển kinh tế - xã hội và hội nhập quốc tế, việc ứng dụng khoa học công nghệ hiện đại trong quản lý đất đai trở thành yêu cầu cấp thiết. Theo báo cáo của ngành, tỉnh Phú Thọ hiện có 220 xã đã đo đạc bản đồ địa chính chính quy, còn 57 xã chưa có bản đồ địa chính chính quy, trong đó xã Thạch Khoán thuộc huyện Thanh Sơn là một trong những địa bàn cần được hoàn thiện bản đồ địa chính với độ chính xác cao. Việc xây dựng lưới khống chế đo vẽ bản đồ địa chính bằng công nghệ GPS nhằm nâng cao độ chính xác, hiệu quả kỹ thuật và kinh tế trong công tác quản lý đất đai.

Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào việc ứng dụng công nghệ GPS đo tĩnh để thành lập lưới khống chế đo vẽ phục vụ công tác thành lập bản đồ địa chính xã Thạch Khoán, đồng thời đánh giá hiệu quả so với công nghệ toàn đạc điện tử truyền thống. Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 11/2018 đến tháng 8/2019, tại xã Thạch Khoán, huyện Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ.

Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc áp dụng công nghệ GPS trong xây dựng lưới khống chế đo vẽ, góp phần nâng cao chất lượng bản đồ địa chính, phục vụ công tác cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, quyền sở hữu nhà ở và tài sản gắn liền với đất. Qua đó, hỗ trợ quản lý đất đai hiệu quả, thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Hệ thống tọa độ VN-2000: Là hệ tọa độ quốc gia được sử dụng để xây dựng bản đồ địa chính, với điểm gốc X=0 km, Y=500 km, kinh tuyến trục 104°45’ tại tỉnh Phú Thọ.
  • Công nghệ GPS (Global Positioning System): Hệ thống định vị toàn cầu sử dụng vệ tinh nhân tạo, cung cấp tọa độ chính xác cao trong mọi điều kiện thời tiết, với các kỹ thuật đo tĩnh, đo động, đo tĩnh nhanh và đo vi phân.
  • Phương pháp đo tĩnh GPS: Xác định hiệu tọa độ giữa hai điểm bằng cách thu tín hiệu đồng thời từ vệ tinh trong thời gian dài (từ 30 phút đến vài giờ), đạt độ chính xác đến centimet.
  • Bình sai lưới GPS: Sử dụng phương pháp bình phương tối thiểu để xử lý số liệu đo, kiểm tra và hiệu chỉnh sai số nhằm đảm bảo độ chính xác của lưới khống chế.

Các khái niệm chính bao gồm: lưới khống chế đo vẽ, sai số đồng hồ vệ tinh và máy thu, sai số quỹ đạo vệ tinh, sai số do môi trường khí quyển, sai số do nhiễu tín hiệu, và các kỹ thuật xử lý số liệu GPS.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu thứ cấp từ Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Phú Thọ, bao gồm bản đồ địa chính, bản đồ địa hình, số liệu mốc tọa độ Nhà nước và địa chính; khảo sát thực địa tại xã Thạch Khoán; thu thập số liệu sơ cấp bằng đo đạc GPS tĩnh tại hiện trường.
  • Phương pháp phân tích: Sử dụng phần mềm DPSurvey để xử lý và bình sai số liệu GPS; so sánh kết quả đo bằng công nghệ GPS với phương pháp toàn đạc điện tử về độ chính xác, thời gian thi công, mật độ điểm lưới và hiệu quả kinh tế.
  • Timeline nghiên cứu: Từ tháng 11/2018 đến tháng 8/2019, gồm các bước khảo sát thiết kế lưới, đo đạc thực địa, xử lý số liệu, phân tích kết quả và đề xuất giải pháp.

Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm toàn bộ điểm lưới khống chế đo vẽ tại xã Thạch Khoán với tổng số khoảng 192 điểm lưới đo vẽ, trong đó có 5 điểm tọa độ địa chính cơ sở và điểm tọa độ Nhà nước hạng III.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Độ chính xác lưới khống chế GPS: Kết quả bình sai lưới GPS cho thấy sai số trung phương vị trí điểm sau bình sai đạt ≤ 5 cm, sai số trung phương tương đối cạnh ≤ 1/25.000, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật của Thông tư 25/2014/TT-BTNMT. So với phương pháp toàn đạc điện tử, GPS cho độ chính xác cao hơn khoảng 15-20%.

  2. Hiệu quả thi công: Thời gian thi công lưới khống chế bằng công nghệ GPS giảm khoảng 30% so với phương pháp toàn đạc điện tử, mật độ điểm lưới đạt yêu cầu với số lượng điểm ít hơn nhưng vẫn đảm bảo độ phủ và độ chính xác.

  3. Hiệu quả kinh tế: Chi phí nhân công và thiết bị khi sử dụng công nghệ GPS giảm khoảng 25% so với phương pháp truyền thống, nhờ giảm thời gian thi công và số lượng nhân lực cần thiết.

  4. Thuận lợi và khó khăn trong sử dụng GPS động thời gian thực: Thuận lợi là tăng năng suất đo, giảm thời gian xử lý số liệu; khó khăn gồm yêu cầu khu vực đo phải thông thoáng, không bị che khuất tín hiệu vệ tinh, và hạn chế về tầm hoạt động của thiết bị Radio Link (khoảng 5-10 km).

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân độ chính xác cao của công nghệ GPS đo tĩnh là do sử dụng kỹ thuật đo pha sóng tải, loại trừ được nhiều nguồn sai số như sai số đồng hồ, sai số quỹ đạo vệ tinh và ảnh hưởng khí quyển. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu ứng dụng GPS trong xây dựng lưới khống chế tại các quốc gia trong khu vực Châu Á – Thái Bình Dương.

So sánh với phương pháp toàn đạc điện tử, GPS không chỉ nâng cao độ chính xác mà còn giảm thiểu thời gian thi công và chi phí nhân công, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế cho công tác đo đạc bản đồ địa chính. Tuy nhiên, việc sử dụng GPS động thời gian thực còn gặp hạn chế do điều kiện tự nhiên phức tạp tại khu vực miền núi như Thạch Khoán, đòi hỏi phải khảo sát kỹ lưỡng và có giải pháp khắc phục.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh sai số trung phương vị trí điểm và thời gian thi công giữa hai phương pháp, cũng như bảng tổng hợp chi phí nhân công và thiết bị.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Triển khai rộng rãi công nghệ GPS đo tĩnh trong xây dựng lưới khống chế đo vẽ bản đồ địa chính tại các xã miền núi như Thạch Khoán nhằm nâng cao độ chính xác và hiệu quả kinh tế. Thời gian thực hiện: 1-2 năm; Chủ thể: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Phú Thọ phối hợp với các đơn vị đo đạc.

  2. Đào tạo chuyên sâu kỹ thuật viên về công nghệ GPS và xử lý số liệu để nâng cao năng lực thực hiện đo đạc và bình sai lưới, đảm bảo chất lượng kết quả. Thời gian: 6-12 tháng; Chủ thể: Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên và các trung tâm đào tạo chuyên ngành.

  3. Khảo sát và lựa chọn khu vực đo phù hợp cho công nghệ GPS động thời gian thực, đặc biệt chú trọng vùng có địa hình thông thoáng, hạn chế che khuất tín hiệu vệ tinh. Thời gian: liên tục trong quá trình triển khai; Chủ thể: Đơn vị đo đạc và quản lý địa phương.

  4. Đầu tư nâng cấp hệ thống trạm thu phát Radio Link mở rộng phạm vi hoạt động GPS RTK, giảm thiểu hạn chế về tầm hoạt động, tăng năng suất đo đạc. Thời gian: 2-3 năm; Chủ thể: Sở Tài nguyên và Môi trường, các đơn vị công nghệ.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cán bộ quản lý đất đai tại các sở, phòng Tài nguyên và Môi trường: Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để áp dụng công nghệ GPS trong quản lý đất đai, nâng cao hiệu quả công tác đo đạc bản đồ địa chính.

  2. Chuyên gia và kỹ thuật viên đo đạc bản đồ: Hướng dẫn chi tiết về quy trình thiết kế, đo đạc, xử lý số liệu và bình sai lưới khống chế bằng công nghệ GPS, giúp nâng cao kỹ năng chuyên môn.

  3. Các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực trắc địa - bản đồ và công nghệ GIS: Cung cấp dữ liệu thực nghiệm và phân tích so sánh giữa các phương pháp đo đạc truyền thống và hiện đại, làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo.

  4. Các đơn vị tư vấn, doanh nghiệp đo đạc bản đồ: Tham khảo để áp dụng công nghệ GPS hiệu quả trong các dự án xây dựng bản đồ địa chính, giảm chi phí và tăng năng suất thi công.

Câu hỏi thường gặp

  1. Công nghệ GPS đo tĩnh có ưu điểm gì so với phương pháp toàn đạc điện tử?
    Công nghệ GPS đo tĩnh cho độ chính xác cao hơn (đến centimet), không phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết, giảm thời gian thi công và chi phí nhân công. Ví dụ, tại xã Thạch Khoán, GPS giảm thời gian thi công khoảng 30%.

  2. Thời gian đo đạc bằng GPS tĩnh thường kéo dài bao lâu?
    Thời gian đo tĩnh thường từ 30 phút đến vài giờ để đảm bảo thu đủ tín hiệu vệ tinh và xác định số nguyên đa trị, giúp đạt độ chính xác cao nhất.

  3. Có những khó khăn gì khi sử dụng GPS động thời gian thực tại khu vực miền núi?
    Khó khăn gồm tín hiệu vệ tinh bị che khuất do địa hình phức tạp, hạn chế tầm hoạt động của thiết bị Radio Link (khoảng 5-10 km), đòi hỏi khu vực đo phải thông thoáng.

  4. Lưới khống chế đo vẽ cần đạt những tiêu chuẩn kỹ thuật nào?
    Theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT, sai số trung phương vị trí điểm sau bình sai ≤ 5 cm, sai số trung phương tương đối cạnh ≤ 1/25.000, sai số khép tương đối ≤ 1/10.000.

  5. Làm thế nào để xử lý sai số trong số liệu GPS?
    Sử dụng phương pháp bình sai lưới GPS dựa trên phương pháp bình phương tối thiểu, kiểm tra và loại bỏ số liệu kém chất lượng, áp dụng các mô hình hiệu chỉnh sai số khí quyển và đồng hồ.

Kết luận

  • Công nghệ GPS đo tĩnh đã được ứng dụng thành công trong xây dựng lưới khống chế đo vẽ bản đồ địa chính xã Thạch Khoán, đạt độ chính xác ≤ 5 cm, vượt trội so với phương pháp toàn đạc điện tử truyền thống.
  • Việc áp dụng GPS giúp giảm thời gian thi công khoảng 30% và chi phí nhân công khoảng 25%, nâng cao hiệu quả kinh tế cho công tác đo đạc.
  • Thuận lợi trong sử dụng GPS động thời gian thực là tăng năng suất đo, nhưng cần khắc phục khó khăn về điều kiện địa hình và tín hiệu vệ tinh.
  • Đề xuất triển khai rộng rãi công nghệ GPS, đào tạo kỹ thuật viên và đầu tư hệ thống trạm thu phát để nâng cao chất lượng và phạm vi ứng dụng.
  • Các bước tiếp theo bao gồm mở rộng nghiên cứu tại các xã khác, hoàn thiện quy trình kỹ thuật và xây dựng hệ thống hỗ trợ kỹ thuật cho công tác đo đạc bản đồ địa chính.

Hành động ngay: Các đơn vị quản lý và đo đạc cần phối hợp triển khai áp dụng công nghệ GPS đo tĩnh trong các dự án bản đồ địa chính để nâng cao hiệu quả quản lý đất đai và phát triển kinh tế địa phương.