HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN VIỆT HÙNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ UAV THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH PHƯỜNG MINH KHAI, QUẬN BẮC TỪ LIÊM, THÀNH PHỐ HÀ NỘI Ngành: Quản lý đất đai Mã số: 8850103 Người hướng dẫn khoa học: 1. Trần Quốc Vinh NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2018 c LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày 03 tháng 05 năm 2018 Tác giả luận văn Nguyễn Việt Hùng i c LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình.
Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới TS. Trần Minh Ý và PGS. Trần Quốc Vinh đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Hệ thống thông tin đất đai, Khoa Quản lý đất đai – Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ công chức, viên chức phường Minh Khai, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận văn. Hà Nội, ngày 03 tháng 05 năm 2018 Tác giả luận văn Nguyễn Việt Hùng ii c MỤC LỤC Lời cam đoan. ii Mục lục.
iii Danh mục chữ viết tắt. v Danh mục bảng. vi Danh mục sơ đồ, hình. vii Trích yếu luận văn.
viii Thesis abstract. Tính cấp thiết của đề tài. Mục tiêu nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu.
Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Tổng quan tài liệu. Bản đồ địa chính. Khái niệm bản đồ địa chính.
Nội dung bản đồ địa chính. Mục đích, vai trò của bản đồ địa chính. Quy trình thành lập bản đồ địa chính. Quy chuẩn kỹ thuật bản đồ địa chính.
Các phương pháp thành lập bản đồ địa chính tại Việt Nam. Ưu nhược điểm các phương pháp đo đạc bản đồ địa chính. Công nghệ ảnh máy bay không người lái (UAV). Tổng quan về công nghệ ảnh hàng không.
Khái niệm UAV. Ứng dụng thực tiễn của UAV. Thành lập bản đồ địa chính bằng công nghệ UAV. Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu.
Địa điểm nghiên cứu. Thời gian nghiên cứu. Đối tượng, vật liệu nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu.
Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của phường Minh Khai, quận Bắc Từ Liêm. Ứng dụng công nghệ ảnh UAV thành lập bản đồ địa chính. Đánh giá hiệu quả và so sánh với phương pháp truyền thống. Phương pháp nghiên cứu.
Phương pháp thu thập số liệu. Phương pháp xây dựng lưới khống chế bằng công nghệ GPS. Phương pháp bay chụp. Phương pháp lập bình đồ ảnh.
Phương pháp số hóa, biên tập bản đồ. Phương pháp đối soát, đo đạc bổ sung thực địa, kiểm tra, đánh giá độ chính xác bản đồ. Phương pháp so sánh. Kết quả và thảo luận.
Đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội phường Minh Khai. Điều kiện tự nhiên. Điều kiện kinh tế xã hội. Tình hình quản lý, sử dụng đất.
Ứng dụng công nghệ ảnh uav thành lập bản đồ địa chính. Khảo sát thực địa, xây dựng lưới khống chế ảnh. Thiết kế bay, bay chụp và xử lý ảnh. Số hóa ảnh, hoàn thiện đo đạc và biên tập bản đồ địa chính.
Đánh giá hiệu quả và so sánh với phương pháp truyền thống. Kiểm tra thực địa, đánh giá độ chính xác. So sánh phương pháp sử dụng công nghệ UAV và phương pháp đo toàn đạc truyền thống. Đánh giá hiệu quả ứng dụng công nghệ UAV thành lập bản đồ địa chính.
Kết luận và kiến nghị. 73 Tài liệu tham khảo. 74 iv c DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CHỮ VIẾT TẮT TIẾNG VIỆT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt GCN Giấy chứng nhận GCNQSDĐ Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất KC Khống chế TDP Tổ dân phố UBND Uỷ ban nhân dân CHỮ VIẾT TẮT TIẾNG ANH Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt DEM Digital Elevation Model Mô hình số độ cao DSM Digital Surface Model Mô hình số bề mặt GCPs ground control points Điểm khống chế mặt đất GNSS Global Navigation Satellite Hệ thống vệ tinh định vị toàn System cầu GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu RTK Real Time Kinematic Đo động thời gian thực UAV Unmaned Aerial Vehicle Máy bay không người lái v c DANH MỤC BẢNG Bảng 2. Tiêu chí đánh giá chất lượng lưới địa chính.
Tiêu chí đánh giá chất lượng lưới khống chế đo vẽ. Bảng tổng hợp số liệu diện tích đất đai theo mục đích sử dụng đất. Bảng tọa độ các điểm lưới địa chính cơ sở được sử dụng. Bảng phân công vị trí trạm đo theo thứ tự ca đo.
Kết quả tọa độ lưới khống chế đo vẽ sau bình sai. Các thông tin và thông số kỹ thuật bay chụp khu vực cánh đồng phía Bắc phường Minh Khai. Bảng thống kê tổng hợp số thửa, diện tích, loại đất các tờ bản đồ. So sánh hiệu quả giữa 2 phương pháp UAV và toàn đạc.
So sánh giá đầu tư mua thiết bị UAV và máy toàn đạc. 68 vi c DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH Sơ đồ 2. Các bước thành lập bản đồ địa chính. Các tuyến bay chụp ảnh kề nhau và độ phủ của ảnh.
Mối liên hệ giữa chiều cao bay và thông số kỹ thuật máy ảnh. Mỗi liên hệ giữa tốc độ chụp và độ phủ ảnh. Sơ đồ địa giới hành chính phường Minh Khai. Khu vực đo vẽ và biên tập bản đồ 1/1000 (ảnh Googlemap).
Sơ đồ thiết kế lưới và chia ca đo GPS. Lựa chọn loại UAV sử dụng bay chụp (Phantom 4). Thiết kế chuyến bay số 01 với các thông số được hiển thị trên màn hình. Ảnh chụp UAV chứa điểm khống chế GPS05.
Nhập các file ảnh đã bay chụp để phần mềm nhận diện. Chích điểm khống chế GPS05 tại ảnh số hiệu DJI_0045. Xử lý ảnh tự động bằng phần mềm Pix4Dmapper. Bình đồ ảnh khu vực bay chụp.
Thực hiện số hóa bản đồ trên bình đồ ảnh. Khu vực cần đối soát, đo đạc bổ sung trên thực địa. Bản đồ trước và sau khi tiến hành đối soát, đo đạc bổ sung. Xử lý, biên tập bản đồ bằng Famis trên nền Microstation.
Khu vực đo đạc thử nghiệm bằng máy toàn đạc. 66 vii c TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Nguyễn Việt Hùng Tên Luận văn: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ UAV thành lập bản đồ địa chính phường Minh Khai, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội. Ngành: Quản lý đất đai Mã số: 8.03 Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu, thử nghiệm ứng dụng công nghệ UAV thành lập bản đồ địa chính đối với khu đất nông nghiệp tỷ lệ 1/1000. Đánh giá độ chính xác bản đồ và so sánh với phương pháp truyền thống, đề xuất hướng cải thiện phương pháp, phát triển công nghệ đo đạc địa chính.
Phƣơng pháp nghiên cứu Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập các tài liệu, số liệu về điều kiện tự nhiên, tình hình phát triển kinh tế - xã hội, tình trạng quản lý và sử dụng đất của phường Minh Khai. Phương pháp lập lưới khống chế: Khảo sát thực địa, thiết kế các cặp điểm GPS thông hướng, rải đều khu vực đo vẽ, phục vụ khống chể ảnh và đo đạc bổ sung thực địa. Sử dụng phần mềm Compass, xử lý kết quả đo lưới khống chế theo đúng quy định Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9401:2012. Phương pháp bay chụp: Thiết kế tuyến bay và bay chụp khu vực nghiên cứu, sử dụng thiết bị UAV DJI Phantom 4.
Phương pháp lập bình đồ ảnh: Từ kết quả ảnh bay chụp UAV, tiến hành xử lý xoay, nắn, ghép ảnh, gắn hệ tọa độ. để tạo ra bình đồ ảnh bằng phần mềm. Phương pháp số hóa, biên tập bản đồ: Số hóa bản đồ trên bình đồ ảnh trực giao, biên tập bản đồ địa chính theo đúng quy phạm quy định trong Thông tư số 25/2014/TT- BTNMT của Bộ Tài nguyên & Môi trường ban hành. Phương pháp đối soát, đo đạc bổ sung thực địa, kiểm tra, đánh giá độ chính xác bản đồ: đối soát thực địa để xác minh thông tin trên bản đồ đã số hóa về ranh thửa và mục đích sử dụng đất hiện trạng; đo vẽ bổ sung hoàn thiện bản đồ; kéo thước trực tiếp và đo bằng máy toàn đạc một số điểm để kiểm tra độ chính xác và đánh giá sai số bản đồ.
Phương pháp so sánh: Căn cứ chỉ tiêu về thời gian thi công và nhân lực (ngày công tiêu thụ) để so sánh giữa phương pháp đo đạc bằng ảnh UAV và đo máy toàn đạc truyền thống, từ đó đưa ra kết luận, đánh giá sau cùng. viii c Kết quả chính và kết luận Với địa hình tương đối bằng phẳng, thuận tiện giao thông và một diện tích đất nông nghiệp khá lớn, đa dạng mục đích sử dụng, phường Minh Khai có điều kiện thuận lợi cho phát triền kinh tế - xã hội và là địa bàn lý tưởng cho công tác nghiên cứu thử nghiệm ứng dụng công nghệ UAV thành lập bản đồ địa chính đối với đất sản xuất nông nghiệp. Công tác xây dựng lưới khống chế mặt đất: 16 điểm lưới khống chế đo bằng công nghệ GPS tĩnh, được bình sai tính toán tọa độ và biên tập kết quả bằng phần mềm chuyên dụng. Kết quả sai số đều nằm trong hạn sai cho phép, kết quả lưới khống chế đạt yêu cầu.