Khóa luận tốt nghiệp: Ứng dụng công nghệ tin học và phương pháp đo RTK chỉnh lý bản đồ địa chính tờ 22, tỷ lệ 1:1000

Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tin học và phương pháp đo RTK trong chỉnh lý bản đồ địa chính tờ số 22 tỷ lệ 1:1000 tại thị trấn Phố Lu, huyện Bảo Thắng, tỉnh

• Tác giả: Trịnh Đức Thịnh
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Ngọc Anh
• Trường học: Đại học Thái Nguyên Trường Đại học Nông Lâm
• Chuyên ngành: Quản lý đất đai
• Đề tài: Ứng dụng công nghệ tin học và phương pháp đo RTK thực hiện công tác chỉnh lý bản đồ địa chính tờ số 22 tỷ lệ 1:1000 Thị trấn Phố Lu huyện Bảo Thắng tỉnh Lào Cai
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thái Nguyên

Tóm tắt

I. Tổng quan về ứng dụng công nghệ RTK trong chỉnh lý bản đồ địa chính

Công nghệ đo RTK (Real-Time Kinematic) đại diện cho bước tiến vượt bậc trong lĩnh vực đo đạc và chỉnh lý bản đồ địa chính. RTK sử dụng tín hiệu vệ tinh GPS/GNSS để xác định tọa độ điểm với độ chính xác cao, sai số chỉ ở mức centimet. Phương pháp này thay thế các kỹ thuật đo truyền thống vốn tốn nhiều thời gian và nhân lực. Trong chỉnh lý bản đồ địa chính, công nghệ RTK kết hợp với phần mềm tin học chuyên dụng tạo ra quy trình làm việc hiệu quả. Hệ thống bao gồm máy thu RTK rover, trạm gốc và phần mềm xử lý số liệu. Tại thị trấn Phố Lu, huyện Bảo Thắng, tỉnh Lào Cai, phương pháp này được áp dụng thành công cho tờ bản đồ số 22 tỷ lệ 1:1000. Quy trình đo RTK cho phép thu thập dữ liệu nhanh chóng với năng suất gấp nhiều lần so với phương pháp truyền thống. Số liệu đo được xử lý trực tiếp trên máy tính, giảm thiểu sai số do thao tác thủ công.

1.1. Khái niệm công nghệ RTK và nguyên lý hoạt động

RTK là kỹ thuật đo đạc sử dụng hai máy thu GNSS hoạt động đồng thời. Trạm gốc đặt tại điểm có tọa độ đã biết, phát tín hiệu hiệu chỉnh cho máy rover di động. Nguyên lý hoạt động dựa trên phép đo pha sóng mang từ vệ tinh, kết hợp dữ liệu thời gian thực giữa hai trạm. Sai số khí quyển và sai số quỹ đạo được loại bỏ nhờ hiệu chỉnh vi sai. Độ chính xác平面 đạt 1-2 cm, độ cao 2-3 cm. Máy rover nhận kết quả tọa độ ngay tại thời điểm đo, cho phép kiểm tra chất lượng tức thì trên hiện trường.

1.2. Vai trò của tin học trong chỉnh lý bản đồ địa chính

Công nghệ tin học đóng vai trò không thể thiếu trong toàn bộ quy trình chỉnh lý bản đồ địa chính. Phần mềm GIS và CAD chuyên dụng giúp xử lý số liệu đo đạc, biên tập và tạo bản đồ hoàn chỉnh. Dữ liệu từ máy RTK được truyền về máy tính qua kết nối không dây hoặc USB. Các phần mềm như CASS, Mapinfo, ArcGIS hỗ trợ nhập liệu, hiệu chỉnh hình học và phân loại đối tượng. Hệ thống cơ sở dữ liệu đất đai được xây dựng dựa trên nền tảng số hóa, cho phép quản lý và tra cứu thông tin hiệu quả. Tin học giúp giảm thời gian biên tập, tăng độ chính xác và đảm bảo tính nhất quán của bản đồ.

II. Phân tích thực trạng và vấn đề chỉnh lý bản đồ địa chính

Bản đồ địa chính thị trấn Phố Lu tồn tại nhiều hạn chế sau thời gian dài sử dụng. Phân mảnh bản đồ diễn ra nghiêm trọng do quá trình tách thửa, chuyển nhượng đất đai liên tục. Các đường ranh giới thửa đất bị sai lệch so với thực tế, gây khó khăn trong quản lý đất đai. Hệ thống tọa độ cũ không đồng bộ với hệ thống tọa độ quốc gia VN-2000, dẫn đến sai số tích lũy lớn. Số liệu đo đạc trước đây chủ yếu sử dụng phương pháp giao hội góc và toạ độ cực truyền thống, năng suất thấp. Tờ bản đồ số 22 tỷ lệ 1:1000 tại thị trấn Phố Lu cần được chỉnh lý để cập nhật hiện trạng sử dụng đất. Những bất cập này đòi hỏi phải áp dụng công nghệ mới nhằm nâng cao chất lượng bản đồ. Phương pháp đo RTK kết hợp xử lý tin học được lựa chọn để giải quyết triệt để các vấn đề trên.

2.1. Thực trạng bản đồ địa chính thị trấn Phố Lu

Thị trấn Phố Lu là trung tâm hành chính huyện Bảo Thắng, tỉnh Lào Cai, có diện tích tự nhiên khoảng 12,4 km². Dân số năm 2018 đạt hơn 14.000 người với tốc độ đô thị hóa nhanh. Bản đồ địa chính hiện có được lập từ giai đoạn trước, sử dụng hệ tọa độ cũ. Nhiều thửa đất đã thay đổi ranh giới do quá trình chuyển đổi mục đích sử dụng. Tờ bản đồ số 22 ghi nhận hàng trăm thửa đất với mức độ phân mảnh cao. Các công trình xây dựng mới, đường giao thông chưa được cập nhật đầy đủ. Chất lượng bản đồ không đáp ứng yêu cầu quản lý đất đai hiện đại.

2.2. Những hạn chế của phương pháp đo đạc truyền thống

Phương pháp đo truyền thống sử dụng máy kinh điển và thước đo dây tồn tại nhiều bất cập. Thời gian đo kéo dài, mỗi ngày chỉ hoàn thành được số lượng điểm chi tiết hạn chế. Sai số đo góc và đo cạnh tích lũy qua nhiều bước, giảm độ chính xác tổng thể. Công tác nội nghiệp xử lý số liệu thủ công tốn nhiều thời gian kiểm tra. Phương pháp giao hội cạnh đòi hỏi phải có nhiều điểm khống chế phân bố đều. Đo toạ độ cực truyền thống cần thiết lập trạm đo tại từng vị trí, gây bất tiện trên địa hình phức tạp. Năng suất thấp khiến chi phí chỉnh lý bản đồ tăng cao, không phù hợp với yêu cầu triển khai diện rộng.

III. Phương pháp đo RTK và quy trình chỉnh lý bản đồ địa chính

Quy trình chỉnh lý bản đồ địa chính bằng công nghệ RTK được thực hiện qua nhiều bước chặt chẽ. Giai đoạn chuẩn bị bao gồm khảo sát hiện trạng, thu thập tài liệu và thiết kế lưới khống chế. Lưới đường chuyền kinh vĩ được xây dựng với các chỉ tiêu kỹ thuật nghiêm ngặt: góc ngoặt tối thiểu 30 độ, số cạnh không quá 15, chiều dài cạnh từ 200 đến 1400 mét. Công tác ngoại nghiệp sử dụng máy RTK đo tọa độ và độ cao của lưới khống chế đo vẽ. Điểm chi tiết được thu thập bằng phương pháp toạ độ cực tốc độ cao. Số liệu đo được truyền trực tiếp vào phần mềm xử lý, thực hiện bình sai lưới và biên tập bản đồ. Phương pháp toạ độ cực với máy toàn đạc điện tử kết hợp RTK đảm bảo độ chính xác cao nhất. Quy trình khép kín từ thu thập dữ liệu đến xuất bản đồ giúp tiết kiệm thời gian và giảm sai sót.

3.1. Thiết lập lưới khống chế đo vẽ bằng công nghệ RTK

Lưới khống chế đo vẽ là nền tảng cho toàn bộ công tác đo đạc chi tiết. Lưới được phát triển từ điểm địa chính quốc gia, gồm hai cấp: cấp 1 và cấp 2. Lưới kinh vĩ cấp 1 phát triển từ điểm có tọa độ chính xác từ hạng địa chính trở lên. Lưới cấp 2 phát triển từ điểm cấp 1 với độ chính xác thấp hơn một bậc. Công nghệ RTK được sử dụng để đo cạnh và góc trong lưới khống chế. Các mốc đo được chôn cố định trên hiện trường, đảm bảo ổn định lâu dài. Sai số khép góc đường chuyền phải满足 giới hạn ≤ 5√n giây. Sai số khép tương đối không vượt quá 1/25.000 theo quy chuẩn kỹ thuật.

3.2. Đo chi tiết và xử lý số liệu bằng phần mềm tin học

Đo chi tiết là bước thu thập tọa độ các đối tượng trên thực địa như ranh giới thửa đất, công trình, đường đi. Phương pháp toạ độ cực được áp dụng phổ biến nhất nhờ tốc độ nhanh và độ chính xác cao. Máy đặt tại điểm khống chế đã biết tọa độ, ngắm tiêu tại điểm cần đo để thu góc ngang, góc đứng và khoảng cách. Tất cả số liệu được ghi tự động vào bộ nhớ máy toàn đạc điện tử. Dữ liệu đo được truyền về máy tính, xử lý bằng phần mềm CASS hoặc tương đương. Quy trình biên tập bao gồm vẽ ranh giới thửa đất, ghi chú thuộc tính, kiểm tra logic và xuất bản đồ hoàn chỉnh.

IV. Kết quả đạt được và ứng dụng thực tiễn của công nghệ RTK

Kết quả áp dụng công nghệ RTK trong chỉnh lý tờ bản đồ số 22 đạt được nhiều thành tựu đáng ghi nhận. Tọa độ mặt phẳng và độ cao bình sai lưới thị trấn Phố Lu được xác định chính xác trên hệ VN-2000. Số liệu đo lưới ngày 20/06/2018 cho kết quả thống kê diện tích đất các mảnh bản đồ đạt độ tin cậy cao. Năng suất đo đạc tăng gấp 3-5 lần so với phương pháp truyền thống. Thời gian hoàn thành dự án rút ngắn đáng kể, giảm chi phí nhân công. Bản đồ chỉnh lý cập nhật đầy đủ hiện trạng sử dụng đất, ranh giới thửa đất chính xác. Công nghệ RTK chứng minh tính ưu việt trong điều kiện địa hình đồi núi phức tạp tại Lào Cai.Ứng dụng rộng rãi trong quản lý đất đai, quy hoạch đô thị và đánh giá tài nguyên. Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học để nhân rộng phương pháp này cho các khu vực khác trên toàn quốc.

4.1. Đánh giá kết quả đo đạc và chất lượng bản đồ

Kết quả bình sai lưới khống chế cho thấy độ chính xác đạt yêu cầu kỹ thuật theo Thông tư 25/2014 của Bộ TN&MT. Tọa độ các điểm lưới có sai số trong giới hạn cho phép, đảm bảo cơ sở tin cậy cho đo chi tiết. Thống kê diện tích đất tờ bản đồ số 22 phản ánh đúng hiện trạng sử dụng đất thực tế. Các chỉ tiêu kỹ thuật về góc ngoặt, chiều dài cạnh, sai số khép đều满足 quy chuẩn. Bản đồ địa chính chỉnh lý có chất lượng cao, rõ ràng và dễ đọc. Số liệu được lưu trữ dạng số, thuận tiện cho tra cứu và cập nhật sau này.

4.2. Ứng dụng và triển vọng phát triển công nghệ RTK trong đo đạc

Công nghệ RTK có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực đo đạc bản đồ. Trong quản lý đất đai, RTK hỗ trợ cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất với độ chính xác cao. Quy hoạch đô thị sử dụng dữ liệu RTK để xây dựng bản đồ nền phục vụ thiết kế. Ngành xây dựng áp dụng RTK trong định vị công trình, giám sát biến dạng. Công nghệ CORS (Continuously Operating Reference Stations) mở rộng phạm vi hoạt động của RTK. Kết hợp RTK với flycam LiDAR tạo ra giải pháp thu thập dữ liệu 3D toàn diện. Chi phí thiết bị giảm dần giúp phương pháp này ngày càng phổ biến tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Tính cấp thiết của đề tài Đất đai là sản phẩm của tự nhiên, là tài nguyên thiên nhiên vô cùng quý giá của mỗi quốc gia. Đất đai là yếu tố duy nhất của sự sống, nếu không có đất sẽ không có sản xuất và cũng không có sự tồn tại của con người. Cho nên việc bảo vệ nguồn tài nguyên đất đai là một vấn đề hết sức quan trọng.

Trong cuộc sống đất đai đóng vai trò là tư liệu sản xuất đặc biệt không thể thiếu được trong cuộc sống hàng ngày với các hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp và cả sinh hoạt của mình, con người đã tác động trực tiếp vào đất đai, làm thay đổi hệ sinh thái tự nhiên và đôi khi làm giảm dần tính bền vững của đất đai. Ngoài ra hiện tượng xói mòn đất, thoái hoá đất và sa mạc hoá ngày càng diễn ra nghiêm trọng trên phạm vi toàn cầu nói chung và Việt Nam nói riêng. Ngoài ra đất đai còn là thành quả cách mạng của Đảng, Nhà nước và Nhân dân ta. Cho nên, vì thế thế hệ hôm nay và cả các thế hệ mai sau chúng ta phải đoàn kết để sử dụng hợp lý và hiệu quả nguồn tài nguyên đất đai cũng như bảo vệ chúng khỏi nguy cơ thoái hoá đang ngày một rõ rệt như hiện nay.

Công tác đo đạc bản đồ địa chính, lập hồ sơ địa chính, đăng ký, cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất là những công việc chính của công tác quản lý Nhà nước về đất đai đã được quy định trong Luật Đất đai năm 2013. Đây là chủ trương lớn của Đảng và Nhà nước, là một trong các nhu cầu cấp bách của ngành Địa chính trong cả nước nói chung và của tỉnh Lào Cai nói riêng. Để quản lý đất đai một cách chặt chẽ theo một hệ thống tư liệu mang tính khoa học và kỹ thuật cao, cần thiết phải có bộ bản đồ địa chính chính quy và hồ sơ địa chính hoàn chỉnh theo quy định của Bộ Tài nguyên và Môi trường. 2 Hiện nay dưới những hoạt động của con người và những thay đổi của tự nhiên làm cho đất đai có những biến đổi không ngừng do đó.

Để bảo vệ quỹ đất đai cũng như để phục vụ tốt hơn cho công tác quản lý đất đai thì bản đồ địa chính là một trong những tài liệu hết sức cần thiết, vì nó là nguồn tài liệu cơ sở cung cấp thông tin cho người quản lý, sử dụng đất đai, đồng thời là tài liệu cơ bản nhất của bộ hồ sơ địa chính mang tính pháp lý cao. Với tính chất hết sức quan trọng của hệ thống bản đồ địa chính. Để phục vụ mục đích trên, được sự đồng ý của Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Lào Cai, Phòng quản lý các dự án đo đạc và bản đồ công ty TNHH VietMap đã tổ chức khảo sát, thu thập tài liệu lập Thiết kế kỹ thuật - Dự toán: Đo đạc bản đồ địa chính, lập hồ sơ địa chính và cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, quyền sở hữu nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất xã Thị trấn Phố Lu huyện Bảo Thắng Tỉnh Lào Cai đã tiến hành xây dựng hệ thống bản đồ địa chính cho các xã, phường trên địa bàn tỉnh trong đó có Thị trấn phố lu huyện Bảo Thắng Tỉnh Lào Cai Với tính cấp thiết của việc phải xây dựng hệ thống bản đồ địa chính cho toàn khu vực thị trấn Phố Lu, với sự phân công, giúp đỡ của Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Quản lý Tài nguyên, công ty TNHH VietMap với sự hướng dẫn của thầy giáo TS. Nguyễn Ngọc Anh em tiến hành nghiên cứu đề tài “Ứng dụng công nghệ tin học và phương pháp đo RTK thực hiện chỉnh lý bản đồ địa chính tờ số 22 tỷ lệ 1:1000 Thị Trấn Phố Lu – Huyện Bảo Thắng – Tỉnh Lào Cai” 1.

Mục đích nghiên cứu của đề tài - Ứng dụng công nghệ tin học và máy RTK vào thành lập lưới khống chế đo vẽ, đo vẽ chi tiết và biên tập một tờ bản đồ địa chính tỉ lệ 1:1000 tại Thị Trấn Phố Lu. - Hỗ trợ việc quản lý hồ sơ địa chính và công tác quản lý nhà nước về đất đai cho UBND các cấp. 3 - Giúp cho cán bộ quản lý đất đai quản lý tốt đất tại địa phương một cách dễ dàng. - Nghiên cứu khả năng ứng dụng của công nghệ tin học bao gồm hệ thống phần mềm Trắc địa, máy RTK trong công tác thành lập bản đồ địa chính và quản lý cơ sở dữ liệu tài nguyên đất thị trấn Phố Lu.

Ý nghĩa của đề tài. - Trong học tập và nghiên cứu khoa học. + Thực tập tốt nghiệp là cơ hội tốt để hệ thống và củng cố lại kiến thức đã được học trong nhà trường và áp dụng vào thực tiễn công việc - Trong thực tiễn. + Qua nghiên cứu, tìm hiểu và ứng dụng máy toàn đạc điện tử trong công tác đo đạc thành lập bản đồ địa chính giúp cho công tác quản lý Nhà nước về đất đai được nhanh hơn đầy đủ hơn và chính xác hơn.

+ Phục vụ tốt cho việc đo vẽ chi tiết thành lập bản đồ địa chính theo công nghệ số, hiện đại hóa hệ thống hồ sơ địa chính theo quy định của Bộ Tài Nguyên và Môi Trường. 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Cơ sở khoa học 2. Khái niệm bản đồ địa chính Bản đồ địa chính là tài liệu cơ bản của hồ sơ địa chính, mang tính pháp lý cao phục vụ chặt chẽ quản lý đất đai đến từng thửa đất, từng chủ sử dụng đất.

Bản đồ địa chính khác với bản đồ chuyên nghành thông thường ở chỗ bản đồ địa chính có tỷ lệ lớn và phạm vi rộng khắp mọi nơi trên toàn quốc. Bản đồ địa chính thường xuyên được cập nhật nhưng thay đổi hợp pháp của pháp luật đất đai, có thể cập nhật hàng ngày hoặc cập nhật theo định kỳ. hiện nay ở hầu hết các quốc gia trên thế giới, người ta hướng tới việc xây dựng bản đồ địa chính đa chức năng. Vì vậy, bản đồ địa chính còn có tính chất của bản đồ địa chính cơ bản quốc gia.

Bản đồ số địa chính có nội dung thông tin tương tự như bản đồ giấy, song các thông tin này được lưu trữ dưới dạng số trong máy tính, sử dụng một hệ thống ký hiệu đã số hoá. Các thông tin không gian lưu trữ dưới dạng toạ độ, còn thông tin thuộc tính sẽ được mã hoá. Khi thành lập bản đồ địa chính cần phải quan tâm đầy đủ đến các yêu cầu cơ bản sau: - Chọn tỷ lệ bản đồ địa chính phù hợp với vùng đất và loại đất. Ngoài ra, bản đồ địa chính cần thể hiện đầy đủ và chính xác các yếu tố: Giao thông, thủy lợi, thông tin, địa vật đặc trưng.Ở những vùng có độ chênh cao cần thể hiện cả về mặt địa hình.

Các yếu tố cơ bản và Nội dung bản đồ địa chính Bản đồ địa chính được sử dụng trong quản lý đất đai là bộ bản đồ biên tập riêng cho từng đơn vị hành chính cơ sở xã, phường. Mỗi bộ bản đồ có thể là một hoặc nhiều tờ bản đồ ghép lại. Để đảm bảo tính thống nhất, tránh nhầm lẫn và dễ dàng vận dụng trong quá trình thành lập cũng như trong quá trình sử 5 dụng bản đồ và quản lý đất đai ta cần phải phân biệt và hiểu rõ bản chất các yếu tố cơ bản của bản đồ địa chính và các yếu tố phụ khác có liên quan. Yếu tố điểm: Điểm là một vị trí được đánh dấu ở thực địa bằng mốc đặc biệt.

Trong thực tế đó là các điểm trắc địa, các điểm đặc trưng trên đường biên thửa đất, các điểm đặc trưng của địa vật, địa hình. Trong địa chính cần quản lý dấu mốc thể hiện điểm ở thực địa và toạ độ của chúng. Yếu tố đường: Đó là các đoạn thẳng, đường thẳng, đường cong nối qua các điểm thực địa. Đối với đoạn thẳng cần xác định và quản lý toạ độ hai điểm đầu và cuối, từ toạ độ có thể tính ra chiều dài và phương vị của đoạn thẳng.

Đối với đường gấp khúc cần quản lý toạ độ các điểm đặc trưng của nó. Các đường cong có dạng hình học cơ bản có thể quản lý các yếu tố đặc trưng. Tuy nhiên trên thực tế đo đạc nói chung và đo đạc địa chính nói riêng thường xác định đường cong bằng cách chia nhỏ đường cong tới mức các đoạn nhỏ của nó có thể coi là đoạn thẳng và nó được quản lý như một đường gấp khúc. Thửa đất: Là yếu tố đơn vị cơ bản của đất đai.

Thửa đất là một mảnh tồn tại ở thực địa có diện tích xác định, được giới hạn bởi một đường bao khép kín, thuộc một chủ sở hữu hoặc chủ sử dụng nhất định. Trong mỗi thửa đất có thể có một hoặc một số loại đất. Đường ranh giới thửa đất ở thực địa có thể là con đường, bờ ruộng, tường xây, hàng rào. hoặc đánh dấu bằng các dấu mốc theo quy ước của các chủ sử dụng đất.

Các yếu tố đặc trưng của thửa đất là các điểm góc thửa, chiều dài các cạnh thửa và diện tích của nó. Thửa đất phụ: Trên mỗi thửa đất lớn có thể tồn tại các thửa nhỏ có đường ranh giới phân chia không ổn định, có các phần được sử dụng vào các mục đích khác nhau, trồng cây khác nhau, mức tính thuế khác nhau, thậm chí thường xuyên thay đổi chủ sử dụng đất. Loại thửa này gọi là thửa đất phụ hay đơn vị tính thuế. Lô đất: Là vùng đất có thể gồm một hoặc nhiều loại đất.

Thông thường lô đất được giới hạn bởi các con đường kênh mương, sông ngòi. Đất đai được 6 chia lô theo điều kiện địa lý khác nhau như có cùng độ cao, độ dốc, theo điều kiện giao thông, thuỷ lợi, theo mục đích sử dụng hay cùng loại cây trồng. Khu đất, xứ đồng: Đó là vùng đất gồm nhiều thửa đất, nhiều lô đất. Khu đất và xứ đồng thường có tên gọi riêng được đặt từ lâu.

Thôn, bản, xóm, ấp: Đó là các cụm dân cư tạo thành một cộng đồng người cùng sống và lao động sản xuất trên một vùng đất. Các cụm dân cư thường có sự cố kết mạnh về các yếu tố dân tộc, tôn giáo nghề nghiệp. Xã, phường: Là đơn vị hành chính cơ sở gồm nhiều thôn, bản hoặc đường phố.