Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Đất đai là nguồn tài nguyên quốc gia quý giá, là tư liệu sản xuất đặc biệt và là thành phần quan trọng hàng đầu của môi trường sống theo tinh thần của Luật Đất đai năm 1993. Dưới tác động của các hoạt động nhân sinh và biến đổi tự nhiên, hiện trạng sử dụng đất liên tục có sự biến động. Tại tỉnh Bắc Kạn nói chung và xã Hà Hiệu, huyện Ba Bể nói riêng, công tác đo đạc, lập bản đồ địa chính, lập hồ sơ địa chính và cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất cho người dân là yêu cầu cấp thiết nhằm phục vụ công tác quản lý nhà nước về tài nguyên đất đai. Được sự đồng ý của Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Kạn và sự chỉ đạo chuyên môn của Công ty Cổ phần Khảo sát Thiết kế và Đo đạc Bản đồ, đề tài nghiên cứu được thực hiện nhằm ứng dụng công nghệ định vị vệ tinh GNSS và các phần mềm tin học chuyên ngành để thành lập bản đồ địa chính chính quy cho địa phương.
Mục tiêu nghiên cứu tổng quát của đề tài là tiến hành đo vẽ chi tiết và biên tập tờ bản đồ địa chính số 54 tỷ lệ 1/1000 tại xã Hà Hiệu, kết hợp ứng dụng công nghệ tin học, máy định vị vệ tinh GNSS và phần mềm trắc địa chuyên ngành để nâng cao hiệu quả công tác thành lập bản đồ và quản lý cơ sở dữ liệu đất đai.
Các mục tiêu và nhiệm vụ cụ thể được xác định bao gồm:
- Đánh giá những điều kiện tự nhiên cơ bản và tình hình kinh tế - xã hội của xã Hà Hiệu.
- Tiến hành thành lập lưới khống chế đo vẽ phục vụ tờ bản đồ địa chính số 54 xã Hà Hiệu.
- Thành lập mảnh bản đồ địa chính tờ số 54 từ số liệu đo vẽ chi tiết tại xã Hà Hiệu.
- Ứng dụng công nghệ tin học và máy GNSS vào công tác thành lập lưới khống chế đo vẽ, đo vẽ chi tiết và biên tập tờ bản đồ địa chính số 54 tỷ lệ 1/1000 tại xã Hà Hiệu.
- Nghiên cứu khả năng ứng dụng của công nghệ tin học, hệ thống phần mềm trắc địa và máy GNSS trong công tác thành lập bản đồ địa chính và quản lý cơ sở dữ liệu tài nguyên đất tại địa phương.
Đối tượng nghiên cứu của khóa luận là ứng dụng công nghệ máy GNSS kết hợp các phần mềm chuyên ngành MicroStation V8i, GCadas Pro vào đo vẽ chi tiết và chỉnh lý bản đồ địa chính. Phạm vi không gian nghiên cứu giới hạn tại khu vực đo vẽ tờ bản đồ địa chính số 54 tỷ lệ 1/1000 thuộc địa bàn xã Hà Hiệu, huyện Ba Bể, tỉnh Bắc Kạn. Thời gian thực hiện đề tài diễn ra từ ngày 23/12/2021 đến ngày 10/5/2022.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khóa luận được xây dựng trên nền tảng lý thuyết trắc địa - bản đồ và các quy định pháp lý hiện hành của ngành Quản lý đất đai. Về mặt pháp lý, đề tài căn cứ vào Luật Đất đai năm 1993 và các chỉ tiêu kỹ thuật quy định tại Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT ngày 19/5/2014 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về thành lập bản đồ địa chính.
Về cơ sở toán học, bản đồ địa chính tại Việt Nam áp dụng Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000 (ban hành tháng 7/2000) với các tham số chính: Elipxoid WGS84 quy chiếu bán trục lớn $a = 6378137,0\text{ m}$, độ dẹt $\alpha = 1/298,25723563$, tốc độ quay quanh trục $\omega = 7292115,0 \times 10^{-11}\text{ rad/s}$, hằng số trọng trường Trái Đất $GM = 3986005\text{ m}^3/\text{s}^2$, điểm gốc tọa độ quốc gia $N_{00}$ đặt tại Viện Công nghệ Địa chính (Hà Nội), sử dụng phép chiếu hình trụ ngang đồng góc Gauss-Kruger hoặc UTM với kinh tuyến trục quy định riêng cho từng tỉnh.
Các phương pháp nghiên cứu thực tế được tác giả triển khai bao gồm:
- Phương pháp khảo sát, thu thập tài liệu: Thu thập số liệu điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, các mốc địa chính, mốc độ cao hiện có và tài liệu bản đồ địa chính cũ từ Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Ba Bể cùng UBND xã Hà Hiệu.
- Phương pháp đo đạc ngoại nghiệp: Sử dụng công nghệ máy định vị vệ tinh GNSS (Global Navigation Satellite System) đo tĩnh 3 lần lấy giá trị trung bình để xây dựng lưới khống chế đo vẽ; kết hợp phương pháp đo tọa độ cực bằng máy toàn đạc điện tử và phương pháp đo động RTK (Real-Time Kinematic) để thu thập tọa độ $(X, Y, H)$ các điểm chi tiết ranh giới thửa đất, công trình, đường giao thông, thủy hệ ngoài thực địa.
- Phương pháp xử lý số liệu (nội nghiệp): Sử dụng phần mềm DPSURVEY để tính toán, bình sai lưới khống chế mặt bằng theo tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành.
- Phương pháp bản đồ: Sử dụng phần mềm đồ họa MicroStation V8i kết hợp phần mềm địa chính GCadas Pro để trút điểm đo, xây dựng cấu trúc không gian (Topology), sửa lỗi đồ họa, tính toán diện tích tự động, vẽ nhãn thửa quy chủ và xuất bản bản đồ địa chính số.
Nguồn dữ liệu sử dụng trong nghiên cứu bao gồm: tài liệu bản đồ địa chính xã Hà Hiệu đo đạc năm 2006 theo các dự án 3PAD, CSSP; bản đồ địa giới hành chính xã; số liệu thống kê kinh tế - xã hội địa phương; và tập hợp dữ liệu tọa độ các điểm mốc, điểm chi tiết thu thập trực tiếp từ máy GNSS trong quá trình khảo sát thực địa năm 2021–2022.
Nội dung chính theo từng chương
Phần 1: Mở đầu
Chương này trình bày tính cấp thiết của việc bảo vệ quỹ đất và hiện đại hóa hồ sơ địa chính. Tác giả nêu rõ cơ sở pháp lý, mục tiêu tổng quát, 5 mục tiêu nghiên cứu cụ thể, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài trong việc nâng cao chất lượng và đẩy nhanh tiến độ đo đạc, biên tập bản đồ địa chính phục vụ cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất tại xã Hà Hiệu, huyện Ba Bể.
Phần 2: Tổng quan tài liệu
Chương 2 tổng hợp cơ sở khoa học và cơ sở thực tiễn của công tác thành lập bản đồ địa chính. Về mặt lý thuyết, chương phân tích tính chất pháp lý, vai trò của bản đồ địa chính gốc và bản đồ địa chính số; cấu trúc các đối tượng hình học (điểm, đường, thửa đất, thửa đất phụ, lô đất, xứ đồng); các phép chiếu Gauss-Kruger, UTM và hệ tọa độ VN-2000. Chương này cũng phân tích quy chuẩn phân mảnh bản đồ và cấu tạo hệ thống máy định vị vệ tinh GNSS (gồm 3 phân đoạn: Không gian - Space, Điều khiển - Control, và Sử dụng - User).
| Tỷ lệ bản đồ |
Cơ sở chia mảnh |
Kích thước bản vẽ (cm) |
Kích thước thực tế (m) |
Diện tích đo vẽ (ha) |
Ký hiệu thêm vào |
Ví dụ danh pháp |
| 1:10000 |
Khu đo |
$60 \times 60$ |
$6000 \times 6000$ |
3600 |
Số Ả Rập |
10-728 494 |
| 1:5000 |
1:10000 |
$60 \times 60$ |
$3000 \times 3000$ |
900 |
Số Ả Rập |
725 497 |
| 1:2000 |
1:5000 |
$50 \times 50$ |
$1000 \times 1000$ |
100 |
1 đến 9 |
725 500-9 |
| 1:1000 |
1:2000 |
$50 \times 50$ |
$500 \times 500$ |
25 |
a, b, c, d |
725 500-9-d |
| 1:500 |
1:2000 |
$50 \times 50$ |
$250 \times 250$ |
6,25 |
(1), (2), (3), (4) |
725 500-9-(1) |
Về quy chuẩn kỹ thuật đường chuyền kinh vĩ và lưới địa chính, chương dẫn chiếu tiêu chuẩn theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT: sai số trung phương vị trí điểm sau bình sai $\le 5\text{ cm}$, sai số trung phương tương đối cạnh $\le 1:50000$, sai số trung phương phương vị cạnh $\ge 400\text{ m}$ là $\le 5''$ và cạnh $< 400\text{ m}$ là $\le 10''$.
Phần 3: Phương pháp nghiên cứu và đối tượng, nội dung
Chương 3 xác định cụ thể đối tượng, địa điểm (xã Hà Hiệu), thời gian triển khai (23/12/2021 đến 10/5/2022) và quy trình thực hiện gồm 4 nội dung:
- Điều tra điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội;
- Thiết kế, chôn mốc và đo lưới khống chế đo vẽ bằng công nghệ GNSS đo tĩnh;
- Đo vẽ chi tiết ranh giới thửa đất ngoài thực địa;
- Công tác nội nghiệp: trút dữ liệu, bình sai lưới bằng phần mềm DPSURVEY, biên tập bản đồ số trên nền MicroStation V8i và GCadas Pro.
Phần 4: Kết quả quá trình nghiên cứu đánh giá và thảo luận
Chương 4 tập trung trình bày các kết quả nghiên cứu cụ thể trên địa bàn:
- Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội: Xã Hà Hiệu có 12 thôn, dân số 2.739 người, diện tích tự nhiên $39,98\text{ km}^2$, mật độ 69 người/$\text{km}^2$. Khí hậu nhiệt đới gió mùa có nhiệt độ trung bình năm $21^\circ\text{C}$ (tháng nóng nhất là tháng 7 đạt $26^\circ\text{C}$, tháng thấp nhất là tháng 1 đạt $12^\circ\text{C}$, nhiệt độ cực tiểu đạt $2^\circ\text{C}$), lượng mưa trung bình $1.800\text{ mm}$ tập trung vào các tháng 5, 6, 7, 8. Đất feralit trên núi chiếm 13%, đất trồng cây chiếm trên 60% diện tích; tài nguyên nước mặt ước tính 3,7 tỷ $\text{m}^3$. Cơ cấu kinh tế thuần nông lâm nghiệp, sản lượng lương thực có năm đạt trên 2.000 tấn, thu nhập bình quân 15–30 triệu đồng/người/năm; thành phần dân tộc gồm Tày, Nùng, Mông, Dao, Sán Chỉ, Hoa, Kinh.
- Thành lập lưới khống chế đo vẽ: Thiết kế và đo đạc mạng lưới gồm 4 điểm địa chính và 20 điểm GNSS đo tĩnh triển khai từ mốc địa chính cơ sở theo phương pháp chuỗi tam giác, bình sai đạt các chỉ tiêu kỹ thuật của Thông tư 25/2014/TT-BTNMT.
| STT |
Các yếu tố kỹ thuật của lưới đường chuyền |
Quy định kỹ thuật (Thông tư 25/2014/TT-BTNMT) |
| 1 |
Góc ngoặt của đường chuyền |
$\ge 30^\circ$ |
| 2 |
Số cạnh trong đường chuyền |
$\le 15$ cạnh |
| 3 |
Chiều dài đường chuyền nối 2 điểm cấp cao |
$\le 8\text{ km}$ |
| 4 |
Chiều dài đường chuyền từ điểm khởi tính đến điểm nút |
$\le 5\text{ km}$ |
| 5 |
Chu vi vòng khép đường chuyền |
$\le 20\text{ km}$ |
| 6 |
Chiều dài cạnh đường chuyền (dài nhất / ngắn nhất / TB) |
$\le 1.400\text{ m}$ / $\ge 200\text{ m}$ / $500 - 700\text{ m}$ |
| 7 |
Trị tuyệt đối sai số trung phương đo góc |
$\le 5''$ |
| 8 |
Sai số khép giới hạn tương đối $f_s / [s]$ |
$\le 1:25000$ |
- Quy trình biên tập tờ bản đồ số 54 trên GCadas Pro và MicroStation V8i:
- Cấu trúc file số liệu đo trút từ máy GNSS gồm 4 trường thông tin:
Point Name (tên điểm), Northing (tọa độ X), Easting (tọa độ Y), và Height (độ cao Z).
- Quy trình xử lý tệp: trích xuất file
.crv theo ngày đo (ví dụ: 06-05-2022.crv), sao chép định dạng sang .csv, đổi sang định dạng .txt qua Microsoft Excel, sau đó nhập vào phần mềm.
- Thiết lập đơn vị hành chính khu đo (Tỉnh Bắc Kạn $\rightarrow$ Huyện Ba Bể $\rightarrow$ Xã Hà Hiệu), chọn tỷ lệ 1/1000, trút điểm đo lên tệp bản vẽ đồ họa
.dgn theo hệ quy chiếu VN-2000.
- Tiến hành đóng vùng tạo cấu trúc liên kết Topology, tự động kiểm tra và sửa các lỗi đồ họa (bắt điểm thừa, hở điểm, lệch ranh giới), tính toán diện tích tự động các thửa đất, vẽ nhãn quy chủ và gán thông tin thuộc tính thửa đất (mục đích sử dụng, chủ sử dụng, số hiệu thửa, diện tích).
Phần 5: Kết luận và đề nghị
Chương tổng kết việc hoàn thành thành lập tờ bản đồ địa chính số 54 tỷ lệ 1/1000 đảm bảo quy phạm kỹ thuật; đề xuất tăng cường đầu tư trang thiết bị đo đạc công nghệ cao và tiếp tục hoàn thiện cơ sở dữ liệu địa chính số cho các khu vực còn lại trên địa bàn xã Hà Hiệu.
Kết quả và đóng góp
Khóa luận đã hoàn thành các kết quả cụ thể sau:
- Đánh giá toàn diện điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội xã Hà Hiệu với $39,98\text{ km}^2$ diện tích tự nhiên, 12 thôn, 2.739 nhân khẩu, cơ cấu đất đai với hơn 60% là đất trồng cây nông lâm nghiệp.
- Xây dựng hoàn chỉnh lưới khống chế đo vẽ phục vụ đo chi tiết gồm 4 điểm địa chính và 20 điểm GNSS đo tĩnh chuỗi tam giác, bình sai qua phần mềm DPSURVEY đạt chuẩn sai số khép góc $f_\beta \le 2m_\beta \sqrt{n}$ và sai số tương đối $f_s/[s] \le 1:25000$.
- Biên tập và chuẩn hóa thành công mảnh bản đồ địa chính tờ số 54 tỷ lệ 1/1000 xã Hà Hiệu trên nền phần mềm MicroStation V8i và GCadas Pro, hoàn thành khâu tạo Topology, tính diện tích tự động và gán thông tin thuộc tính cho từng thửa đất.
Về mặt giải pháp và đóng góp, tác giả đã làm rõ quy trình chuẩn hóa dữ liệu từ thiết bị ngoại nghiệp (máy GNSS/RTK) sang hệ thống phần mềm nội nghiệp (DPSURVEY, GCadas Pro, MicroStation V8i), chứng minh tính ưu việt của công nghệ số trong việc rút ngắn thời gian đo đạc, tự động hóa khâu xử lý đồ họa, nâng cao độ chính xác hình học và thuộc tính pháp lý so với phương pháp đo vẽ truyền thống tại vùng miền núi.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Khóa luận chỉ ra một số khó khăn và hạn chế thực tế trong quá trình triển khai:
- Địa hình xã Hà Hiệu chủ yếu là đồi núi dốc, bao bọc bởi các dãy núi cao và núi đá vôi, gây khó khăn cho việc di chuyển máy móc và làm che khuất tín hiệu vệ tinh của máy thu GNSS.
- Khí hậu khắc nghiệt, mùa mưa tập trung lượng mưa lớn gây hiện tượng sạt lở đất cục bộ, ảnh hưởng trực tiếp đến tiến độ công tác ngoại nghiệp.
- Thiết bị máy GNSS có chi phí đầu tư cao, số lượng máy trang bị tại đơn vị còn hạn chế.
- Nguồn nhân lực tại chỗ chủ yếu là lao động phổ thông, công tác phối hợp xác định mốc giới thửa đất giữa các hộ dân đôi lúc còn chậm.
Hướng nghiên cứu và triển khai tiếp theo được tác giả đề xuất là mở rộng ứng dụng quy trình công nghệ GNSS và bộ phần mềm MicroStation - GCadas Pro để hoàn thiện đo vẽ các tờ bản đồ địa chính còn lại của xã Hà Hiệu và toàn huyện Ba Bể, hướng tới số hóa đồng bộ cơ sở dữ liệu địa chính phục vụ công tác cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất và quản lý đất đai đa mục tiêu.
Giá trị tham khảo
Bản khóa luận mang giá trị thực tiễn và học thuật cho các nhóm đối tượng:
- Sinh viên chuyên ngành Quản lý đất đai, Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ, Quản lý tài nguyên môi trường tham khảo quy trình thực tập tốt nghiệp và các bước đo vẽ, xử lý số liệu địa chính thực tế.
- Cán bộ địa chính cấp xã, huyện và kỹ sư đo đạc tại các doanh nghiệp khảo sát bản đồ cần tài liệu tham khảo chi tiết về các bước thao tác trên phần mềm GCadas Pro và MicroStation V8i (từ khâu trút tệp tọa độ
.crv/.csv/.txt, tạo tệp .dgn, tạo Topology, sửa lỗi biên tập đến gán nhãn thuộc tính thửa đất tự động).
- Các cơ quan quản lý đất đai tại khu vực miền núi tham khảo phương án thiết kế lưới khống chế đo vẽ GNSS kết hợp xử lý địa hình đồi núi phức tạp.
Câu hỏi thường gặp
1. Hệ quy chiếu và các tham số toán học nào được áp dụng để thành lập mảnh bản đồ địa chính số 54 xã Hà Hiệu?
Bản đồ được thành lập trên Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000, sử dụng phép chiếu Gauss-Kruger/UTM kinh tuyến trục tỉnh Bắc Kạn, Elipxoid WGS84 với bán trục lớn $a = 6378137,0\text{ m}$ và độ dẹt $\alpha = 1/298,25723563$.
2. Mạng lưới khống chế đo vẽ phục vụ tờ bản đồ số 54 được thiết kế gồm những cấp điểm nào?
Toàn bộ lưới địa chính đo vẽ phục vụ khu vực nghiên cứu gồm tổng số 4 điểm địa chính và 20 điểm GNSS được đo tĩnh theo chuỗi tam giác, triển khai từ 1 mốc địa chính cơ sở và tính toán bình sai bằng phần mềm DPSURVEY.
3. Cấu trúc dữ liệu đo thô từ máy GNSS gồm những trường thông tin nào và được chuyển đổi ra sao?
Dữ liệu thô trích xuất từ máy GNSS gồm 4 trường thông tin: Point Name (tên điểm), Northing (tọa độ X), Easting (tọa độ Y), và Height (độ cao Z). Dữ liệu này được xuất từ sổ tay điện tử thành file đuôi .crv, chuyển sang định dạng .csv và lưu thành định dạng .txt qua Microsoft Excel trước khi trút vào phần mềm đồ họa.
4. Vai trò chính của chức năng Topology trong phần mềm GCadas Pro là gì?
Topology đóng vai trò thiết lập mối quan hệ không gian giữa các đối tượng hình học thửa đất, phát hiện và sửa các lỗi đồ họa (hở điểm, bắt điểm thừa), đóng vùng ranh giới khép kín và là cơ sở để phần mềm tự động tính toán diện tích cũng như gán thông tin thuộc tính thửa đất.
5. Những đặc điểm tự nhiên nào của xã Hà Hiệu gây khó khăn cho công tác đo đạc GNSS?
Xã Hà Hiệu có địa hình đồi núi dốc bao bọc bởi các dãy núi cao gây che khuất tầm ngắm vệ tinh; thời tiết mùa mưa tập trung lượng mưa lớn dễ gây lũ quét, sạt lở đất; đất feralit và rừng rậm rạp làm cản trở quá trình thông hướng và di chuyển trạm đo.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Tuấn Nghĩa đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu ứng dụng công nghệ định vị vệ tinh GNSS và các phần mềm tin học chuyên ngành (DPSURVEY, GCadas Pro, MicroStation V8i) vào công tác đo vẽ, biên tập tờ bản đồ địa chính số 54 tỷ lệ 1/1000 tại xã Hà Hiệu, huyện Ba Bể, tỉnh Bắc Kạn. Các kết quả đo đạc ngoại nghiệp và xử lý nội nghiệp đều tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn kỹ thuật quy định tại Thông tư 25/2014/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Công trình là tài liệu tham khảo có giá trị thực tiễn cao cho công tác trắc địa địa chính và số hóa quản lý tài nguyên đất đai tại các địa bàn miền núi.
