Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Công tác quản lý nhà nước về đất đai đòi hỏi hệ thống tài liệu địa chính có độ chính xác và tính pháp lý cao nhằm phục vụ việc giao đất, cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, lập quy hoạch và giải quyết tranh chấp. Tại tỉnh Bắc Kạn, sau khi Luật Đất đai năm 2013 được ban hành, Ủy ban nhân dân (UBND) tỉnh đã ban hành hơn 20 văn bản quy phạm pháp luật để cụ thể hóa các quy định quản lý phù hợp với điều kiện địa phương. Đối với các khu vực đồi núi hiểm trở, việc thành lập bản đồ địa chính lâm nghiệp gặp nhiều trở ngại về địa hình và điều kiện thi công đo đạc truyền thống. Việc ứng dụng công nghệ định vị vệ tinh GPS kết hợp với các phần mềm xử lý dữ liệu trắc địa chuyên dụng là giải pháp kỹ thuật cần thiết để xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai đồng bộ.

Nghiên cứu được triển khai theo Công văn số 2521/UBND-TNMT ngày 15/10/2021 của UBND huyện Chợ Mới về việc rà soát, chỉnh sửa bản đồ đất lâm nghiệp xã Yên Đĩnh, cùng Kế hoạch nhiệm vụ công tác năm 2022 của Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Kạn giao cho Công ty Cổ phần Khảo sát Thiết kế và Đo đạc Bản đồ Việt Nam.

Mục tiêu nghiên cứu:

  1. Thành lập lưới khống chế đo vẽ phục vụ đo đạc địa chính lâm nghiệp.
  2. Hoàn thiện mạng lưới khống chế đo vẽ để thành lập mảnh bản đồ địa chính tờ số 1 tỷ lệ 1:10.000 từ số liệu đo đạc chi tiết ngoài thực địa cho xã Yên Đĩnh.
  3. Đánh giá những ưu, nhược điểm và đề xuất giải pháp kỹ thuật trong công tác thành lập bản đồ địa chính trên địa bàn xã.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Ứng dụng máy định vị GPS cầm tay và các phần mềm tin học chuyên ngành (DPSurvey, MicroStation V8i, gCadas) trong đo đạc, biên tập và thành lập bản đồ địa chính.
  • Phạm vi không gian: Tờ bản đồ địa chính lâm nghiệp số 1, tỷ lệ 1:10.000 trên địa bàn xã Yên Đĩnh, huyện Chợ Mới, tỉnh Bắc Kạn.
  • Phạm vi thời gian thi công đo vẽ: Từ ngày 23/12/2021 đến ngày 10/05/2022.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và cơ sở pháp lý

Nghiên cứu dựa trên các khái niệm và quy định kỹ thuật của Luật Đất đai năm 2013 và Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường về bản đồ địa chính. Bản đồ địa chính bao gồm ba yếu tố cấu thành: tự nhiên, kinh tế và pháp lý; được thể hiện qua các yếu tố hình học cơ bản gồm điểm, đường, thửa đất, thửa đất phụ, lô đất, khu đất/xứ đồng và địa giới hành chính.

Loại đất Khu vực Tỷ lệ bản đồ quy định
Đất ở Đô thị lớn, thị xã, thị trấn 1:500; 1:200
Đất ở Nông thôn 1:1.000; 1:500
Đất nông nghiệp Đồng bằng Bắc Bộ 1:2.000; 1:1.000
Đất nông nghiệp Đồng bằng Nam Bộ 1:5.000
Đất lâm nghiệp Đồi núi 1:10.000; 1:5.000
Đất chưa sử dụng Núi cao 1:10.000

Hệ quy chiếu và hệ tọa độ sử dụng gồm:

  • Hệ tọa độ WGS-84: Bán trục lớn $a = 6.378.135\text{ m}$, độ lệch tâm thứ nhất $e^2 = 0{,}257223563$, vận tốc góc quay quanh trục $\omega = 7{,}292115 \times 10^{-11}\text{ rad/s}$, hằng số trọng trường Trái Đất $fM = 3.986.005$.
  • Hệ tọa độ quốc gia VN-2000: Bán trục lớn $a = 6.378.137{,}0\text{ m}$, tốc độ góc quay quanh trục $\omega = 7{,}292115 \times 10^{-11}\text{ rad/s}$, hằng số trọng trường Trái Đất $GM = 3.986.005$. Sử dụng lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc (UTM), múi chiếu $3^\circ$, kinh tuyến trục $105^\circ00'$ áp dụng cho địa bàn đo vẽ.

Các nguồn sai số trong định vị GPS được phân tích bao gồm: sai số đồng hồ vệ tinh, sai số quỹ đạo vệ tinh ($\pm 2{,}5\text{ m}$), sai số do khúc xạ tầng đối lưu ($2{,}3\text{ m}$ tại thiên đỉnh, lên đến $13\text{ m}$ ở khoảng thiên đỉnh lớn) và sai số do nhiễu tâm pha anten.

Phương pháp nghiên cứu và công cụ kỹ thuật

  1. Phương pháp khảo sát và thu thập tài liệu: Thu thập hồ sơ, bản đồ nền địa hình tỷ lệ 1:10.000, số liệu thống kê đất đai từ UBND xã Yên Đĩnh và Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Chợ Mới.
  2. Phương pháp đo đạc ngoại nghiệp: Thiết kế mạng lưới khống chế đo vẽ dạng tam giác dày đặc (mỗi hình thửa khống chế tối thiểu 3 điểm). Thiết bị đo gồm 4 máy định vị GPS cầm tay (2 máy Garmin GPSMAP 64s và 2 máy Garmin GPSMAP 78s), nhân lực bố trí thành 2 tổ đo (mỗi tổ 1 người). Vật liệu chôn mốc sử dụng gỗ, tre và đinh sắt tại các vị trí ổn định, thông thoáng.
  3. Phương pháp xử lý số liệu nội nghiệp:
    • Trút dữ liệu tệp đo *.GPX từ bộ nhớ máy Garmin sang máy tính qua cổng USB.
    • Chuyển đổi tọa độ từ hệ WGS-84 sang hệ VN-2000 bằng phần mềm DPSurvey với các thông số kinh tuyến trục $105^\circ00'$ và múi chiếu $3^\circ$.
    • Quản lý, đánh số thứ tự điểm đo chi tiết trên bảng tính Microsoft Excel.
    • Bình sai tọa độ và xử lý bằng các phần mềm trắc địa chuyên dụng (Compass, Apnet).
  4. Phương pháp biên tập bản đồ số: Sử dụng phần mềm MicroStation V8i làm nền tảng đồ họa và phần mềm địa chính gCadas để phun điểm tọa độ, sửa lỗi hình học (lỗi vùng không khép kín), tạo topology (cấu trúc không gian), tính toán diện tích thửa đất và tự động gán nhãn địa chính.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Trình bày tính cấp thiết của công tác đo đạc, thành lập bản đồ địa chính phục vụ công tác quản lý nhà nước về đất đai tại tỉnh Bắc Kạn. Nêu rõ bối cảnh kỹ thuật khi ứng dụng máy thu định vị GPS và các công cụ phần mềm hiện đại nhằm giải quyết bài toán đo vẽ địa hình lâm nghiệp phức tạp. Xác định rõ 3 mục tiêu nghiên cứu, phạm vi không gian tờ bản đồ số 1 xã Yên Đĩnh, thời gian thi công và ý nghĩa thực tiễn của đề tài đối với ngành địa chính và các ngành kỹ thuật liên quan.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Hệ thống hóa toàn diện cơ sở lý luận về bản đồ địa chính (định nghĩa theo Luật Đất đai 2013, vai trò quản lý, phân loại bản đồ giấy và bản đồ số, các yếu tố điểm - đường - thửa đất). Trình bày lịch sử phát triển của hệ thống định vị GPS từ năm 1978 đến khi hoàn chỉnh mạng lưới 30 vệ tinh vào năm 2011; cấu tạo 3 mảng (không gian, điều khiển, sử dụng); các nguyên lý đo (định vị tuyệt đối, định vị vi phân, định vị tương đối) và nguyên nhân gây sai số. Tổng quan các phương pháp thành lập lưới khống chế truyền thống (đường chuyền, tam giác đo góc/đo cạnh) so với phương pháp lưới GPS. Giới thiệu chức năng của hệ thống phần mềm xử lý dữ liệu MicroStation V8i, DPSurvey và gCadas.

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

Xác định đối tượng nghiên cứu là quy trình kỹ thuật đo vẽ GPS kết hợp phần mềm MicroStation V8i, DPSurvey, gCadas trên tờ bản đồ số 1 xã Yên Đĩnh giai đoạn 23/12/2021 - 10/05/2022. Thiết lập 4 nội dung nghiên cứu chi tiết:

  • Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội địa bàn nghiên cứu.
  • Công tác ngoại nghiệp thành lập lưới khống chế đo vẽ.
  • Công tác nội nghiệp xử lý số liệu và biên tập bản đồ địa chính.
  • Đánh giá ưu nhược điểm và đề xuất giải pháp kỹ thuật. Quy định chi tiết các bước trong phương pháp khảo sát, đo đạc ngoại nghiệp, trút dữ liệu, chuyển đổi hệ tọa độ, tạo topology và biên tập bản đồ.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Đánh giá chi tiết đặc điểm tự nhiên và kinh tế - xã hội xã Yên Đĩnh (vị trí giáp ranh, địa hình đồi núi hiểm trở, hệ thống sông Cầu và sông Chu, phân bố 4 dân tộc chính). Trình bày số liệu thống kê hiện trạng sử dụng đất năm 2021 của xã với tổng diện tích $2.267{,}13\text{ ha}$. Mô tả quy trình thực tế thi công ngoại nghiệp (sử dụng 4 máy Garmin 64s/78s) và các bước thực hiện nội nghiệp: trút tệp *.GPX, chuyển đổi tọa độ WGS-84 sang VN-2000 trên phần mềm DPSurvey, biên tập trên MicroStation V8i và gCadas pro (xử lý lỗi hở biên, tạo vùng, gán thông tin thuộc tính, tính diện tích thửa và xuất tờ bản đồ hoàn chỉnh). Phân tích những khó khăn về địa hình, thời tiết, thiết bị và đề xuất giải pháp khắc phục.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tổng kết toàn bộ kết quả đạt được trong việc thành lập tờ bản đồ địa chính lâm nghiệp số 1 tỷ lệ 1:10.000 xã Yên Đĩnh. Khẳng định hiệu quả của quy trình công nghệ kết hợp giữa máy GPS cầm tay và các phần mềm DPSurvey, MicroStation V8i, gCadas. Đề xuất các kiến nghị với cơ quan quản lý và đơn vị thi công nhằm nâng cao chất lượng đo đạc bản đồ địa chính lâm nghiệp tại các vùng miền núi.

Kết quả và đóng góp

Số liệu hiện trạng sử dụng đất xã Yên Đĩnh năm 2021

Kết quả điều tra, tổng hợp số liệu quản lý đất đai trên địa bàn xã Yên Đĩnh ghi nhận tổng diện tích tự nhiên là $2.267{,}13\text{ ha}$, cơ cấu sử dụng đất cụ thể như sau:

STT Loại đất Mã loại đất Diện tích (ha) Cơ cấu (%)
1 Đất nông nghiệp NNP 1.907,40 84,13
1.1 Đất sản xuất nông nghiệp SXN 433,02 19,10
- Đất trồng cây hàng năm CHN 250,00 11,03
- Trong đó: Đất trồng lúa LUA 102,65 4,53
- Đất trồng cây hàng năm khác HNK 147,35 6,50
- Đất trồng cây lâu năm CLN 183,02 8,07
1.2 Đất lâm nghiệp (Đất rừng sản xuất) LNP (RSX) 1.464,72 64,61
1.3 Đất nuôi trồng thủy sản NTS 9,66 0,43
2 Đất phi nông nghiệp PNN 198,29 8,75
2.1 Đất ở tại đô thị ODT 34,70 1,53
2.2 Đất chuyên dùng CDG 89,95 3,97
- Đất xây dựng trụ sở cơ quan TSC 2,89 0,13
- Đất quốc phòng CQP 0,80 0,04
- Đất an ninh CAN 1,18 0,05
- Đất xây dựng công trình sự nghiệp DSN 10,33 0,46
- Đất sản xuất kinh doanh phi nông nghiệp CSK 2,03 0,09
- Đất có mục đích công cộng CCC 72,72 3,21
2.3 Cơ sở tín ngưỡng TIN 0,05 0,00
2.4 Đất nghĩa trang, nghĩa địa NTD 1,95 0,09
2.5 Đất sông, suối, kênh SON 71,65 3,16
3 Đất chưa sử dụng CSD 161,44 7,12
3.1 Đất bằng chưa sử dụng BCS 19,46 0,86
3.2 Đất đồi núi chưa sử dụng DCS 1,77 0,08
3.3 Núi đá không có rừng cây NCS 140,22 6,18
Tổng Tổng diện tích đất tự nhiên 2.267,13 100,00

Kết quả kỹ thuật và đóng góp của đề tài

  • Hoàn thành quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa chính: Thiết lập thành công chu trình khép kín từ đo đạc thực địa bằng máy định vị GPS cầm tay (Garmin 64s, Garmin 78s) đến xử lý nội nghiệp qua DPSurvey, MicroStation V8i và gCadas.
  • Xử lý dữ liệu không gian: Chuyển đổi chính xác dữ liệu tọa độ từ hệ quy chiếu WGS-84 sang hệ tọa độ quốc gia VN-2000 (kinh tuyến trục $105^\circ00'$, múi chiếu $3^\circ$). Xử lý làm sạch các lỗi biên không khép kín, thiết lập quan hệ topology hoàn chỉnh cho các thửa đất lâm nghiệp, tính toán diện tích tự động và xuất hồ sơ nhãn thửa đúng quy chuẩn kỹ thuật.
  • Đóng góp thực tiễn: Cung cấp sản phẩm tờ bản đồ địa chính lâm nghiệp số 1 tỷ lệ 1:10.000 hoàn chỉnh cho xã Yên Đĩnh, phục vụ trực tiếp cho công tác rà soát, chỉnh lý hồ sơ địa chính và quản lý quỹ đất lâm nghiệp của UBND huyện Chợ Mới.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế được ghi nhận

  • Điều kiện ngoại nghiệp: Địa hình xã Yên Đĩnh chủ yếu là đồi núi dốc, chia cắt phức tạp; mật độ tán che phủ của rừng sản xuất (keo, mỡ, quế, thông) dày đặc làm suy giảm chất lượng tín hiệu truyền từ vệ tinh đến máy thu GPS cầm tay, dẫn đến thời gian thu tín hiệu kéo dài.
  • Trang thiết bị và nhân lực: Sử dụng máy GPS định vị cầm tay một tần số có giới hạn nhất định về độ chính xác so với các hệ thống máy thu GNSS hai tần số chuyên dụng; lực lượng thi công mỏng (2 tổ, mỗi tổ 1 người) trong điều kiện diện tích đo vẽ rộng lớn.
  • Sai số kỹ thuật: Các điểm đo định vị tuyệt đối bằng máy cầm tay còn chịu ảnh hưởng của sai số quỹ đạo vệ tinh ($\pm 2{,}5\text{ m}$) và sai số khúc xạ khí quyển, đòi hỏi phải kiểm tra, đối soát kỹ lưỡng ngoài thực địa.

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Mở rộng phạm vi đo vẽ và chỉnh lý cho toàn bộ các tờ bản đồ địa chính lâm nghiệp còn lại trên địa bàn xã Yên Đĩnh và huyện Chợ Mới.
  • Ứng dụng các thiết bị định vị GNSS độ chính xác cao (máy thu 2 tần số, công nghệ đo động RTK/Trạm CORS) kết hợp ảnh hàng không/viễn thám độ phân giải cao để nâng cao độ chính xác hình học và rút ngắn thời gian ngoại nghiệp tại các khu vực rừng núi hiểm trở.

Giá trị tham khảo

Tài liệu là nguồn tham khảo hữu ích cho sinh viên, học viên ngành Quản lý đất đai, Kỹ thuật trắc địa - bản đồ, Quản lý tài nguyên môi trường và cán bộ kỹ thuật tại các văn phòng đăng ký đất đai, phòng tài nguyên môi trường cấp huyện.

Nội dung có giá trị tham khảo ứng dụng cao:

  • Bảng quy chuẩn tỷ lệ thành lập bản đồ địa chính theo Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT.
  • Phương pháp luận chuyển đổi hệ tọa độ trắc địa từ WGS-84 sang VN-2000 sử dụng phần mềm DPSurvey.
  • Trình tự các bước thao tác kỹ thuật nội nghiệp trên phần mềm gCadas kết hợp MicroStation V8i (nhập điểm, sửa lỗi đường bao, tạo topology thửa đất, gán nhãn thuộc tính và tính toán diện tích tự động).

Câu hỏi thường gặp

1. Bản đồ địa chính lâm nghiệp trong nghiên cứu được thành lập ở tỷ lệ bao nhiêu và thuộc khu vực nào?

Bản đồ được thành lập là tờ bản đồ địa chính lâm nghiệp số 1, tỷ lệ 1:10.000, đo vẽ tại địa bàn xã Yên Đĩnh, huyện Chợ Mới, tỉnh Bắc Kạn.

2. Thiết bị đo đạc ngoại nghiệp được sử dụng gồm những loại máy nào?

Đơn vị thi công sử dụng 4 máy định vị GPS cầm tay, gồm 2 máy Garmin GPSMAP 64s và 2 máy Garmin GPSMAP 78s, được phân chia cho 2 tổ đo đạc thực địa.

3. Quy trình chuyển đổi hệ tọa độ số liệu đo GPS sang hệ tọa độ quốc gia được thực hiện như thế nào?

Dữ liệu đo đạc dạng tệp *.GPX được trút từ máy Garmin sang máy tính qua cáp USB. Sau đó, phần mềm DPSurvey được sử dụng để chuyển đổi tọa độ từ hệ quy chiếu WGS-84 sang hệ tọa độ quốc gia VN-2000 với các tham số: kinh tuyến trục $105^\circ00'$ và múi chiếu $3^\circ$.

4. Phần mềm nào được sử dụng để xây dựng topology và biên tập tờ bản đồ địa chính?

Nghiên cứu sử dụng phần mềm MicroStation V8i làm nền tảng đồ họa kết hợp với phần mềm chuyên ngành địa chính gCadas (hoặc gCadas pro) để sửa lỗi hình học, tạo topology vùng thửa đất, gán nhãn thông tin thửa và tính diện tích.

5. Cơ cấu đất lâm nghiệp chiếm bao nhiêu phần trăm trong tổng diện tích tự nhiên của xã Yên Đĩnh năm 2021?

Năm 2021, tổng diện tích đất lâm nghiệp của xã Yên Đĩnh là $1.464{,}72\text{ ha}$, chiếm $64{,}61%$ tổng diện tích tự nhiên của toàn xã ($2.267{,}13\text{ ha}$), toàn bộ diện tích này thuộc loại đất rừng sản xuất (RSX).

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Pờ Dèn Sơn đã hoàn thành việc ứng dụng thiết bị định vị GPS cầm tay và các phần mềm chuyên ngành (DPSurvey, MicroStation V8i, gCadas) để thành lập tờ bản đồ địa chính lâm nghiệp số 1 tỷ lệ 1:10.000 tại xã Yên Đĩnh, huyện Chợ Mới, tỉnh Bắc Kạn. Công trình đã phản ánh chi tiết hiện trạng quản lý sử dụng $2.267{,}13\text{ ha}$ đất của địa phương năm 2021, trong đó đất lâm nghiệp chiếm tỷ trọng lớn nhất với $64{,}61%$. Toàn bộ quy trình kỹ thuật từ ngoại nghiệp thu thập tọa độ đến nội nghiệp chuyển đổi hệ tọa độ VN-2000, tạo topology và biên tập bản đồ số được thực hiện bài bản, đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật địa chính hiện hành.