Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong công tác quản lý nhà nước, đất đai giữ vị trí là nguồn tài nguyên quốc gia, tư liệu sản xuất và không gian sinh tồn của xã hội. Sự phân bố đất đai cùng tính chất phức tạp của các mối quan hệ sở hữu, sử dụng đặt ra yêu cầu phải có công cụ quản lý thống nhất, chặt chẽ và khoa học. Bản đồ địa chính là tài liệu cơ bản nhất trong bộ hồ sơ địa chính, mang tính pháp lý cao, thể hiện vị trí, ranh giới, diện tích, loại đất và chủ sử dụng đến từng thửa đất. Đây là căn cứ kỹ thuật bắt buộc phục vụ việc đăng ký đất đai, cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, lập quy hoạch - kế hoạch sử dụng đất, thu hồi, giao đất và thống kê kiểm kê định kỳ.

Tại khu vực nông thôn như xã Đắk Sắk, huyện Đắk Mil, tỉnh Đắk Nông, yêu cầu hiện đại hóa công tác đo đạc địa chính và hoàn thiện cơ sở dữ liệu đất đai đòi hỏi phải áp dụng các tiến bộ công nghệ số, thay thế các phương pháp đo vẽ thủ công truyền thống bằng việc ứng dụng máy toàn đạc điện tử kết hợp các phần mềm chuyên ngành. Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, khóa luận thực hiện việc nghiên cứu quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa chính số.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài được tác giả xác định cụ thể:

  1. Áp dụng quy trình công nghệ và xây dựng bản đồ địa chính tỷ lệ lớn từ các số liệu đo vẽ ngoại nghiệp.
  2. Ứng dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử thành lập một mảnh bản đồ địa chính số 55 tỉ lệ 1:1000 tại xã Đắk Sắk, huyện Đắk Mil, tỉnh Đắk Nông.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quy trình và phương pháp đo vẽ, biên tập bản đồ địa chính.
  • Phạm vi không gian: Khu vực xã Đắk Sắk, huyện Đắk Mil, tỉnh Đắk Nông. Địa điểm thực tập và phối hợp kỹ thuật là Công ty Cổ phần Khảo sát Đo đạc và Môi trường Nam Việt kết hợp với Ủy ban nhân dân xã Đắk Sắk.
  • Phạm vi thời gian: Quá trình điều tra ngoại nghiệp và xử lý nội nghiệp được thực hiện từ ngày 28/05/2018 đến ngày 15/09/2018.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng hệ thống cơ sở lý luận dựa trên các khái niệm nền tảng của ngành trắc địa - địa chính, bao gồm: khái niệm bản đồ, bản đồ địa chính, bản đồ địa chính gốc, bản trích đo địa chính, thửa đất, thửa đất phụ, lô đất, xứ đồng và hồ sơ địa chính. Cấu trúc cơ sở dữ liệu bản đồ số địa chính được làm rõ gồm hai hợp phần: cơ sở dữ liệu không gian (lưu trữ tọa độ, hình học, quan hệ không gian topology) và cơ sở dữ liệu thuộc tính hồ sơ địa chính (số hiệu thửa, diện tích, loại đất, chủ sử dụng). Hệ thống dữ liệu không gian được tổ chức thành 10 nhóm đối tượng phân lớp theo quy chuẩn: điểm khống chế trắc địa, thửa đất, nhà, điểm kinh tế - văn hóa - xã hội, đường giao thông, thủy hệ, quy hoạch, phân vùng đặc biệt và cơ sở hạ tầng.

Cơ sở toán học thành lập bản đồ được áp dụng chặt chẽ theo quy định quốc gia:

  • Hệ quy chiếu và hệ tọa độ: Hệ quy chiếu và hệ tọa độ Quốc gia VN-2000, Elipsoid WGS-84 toàn cầu (bán trục lớn $a = 6378137.0\text{ m}$, độ dẹt $f = 1/298.257223563$, tốc độ góc quay $\omega = 7292115.0 \times 10^{-11}\text{ rad/s}$, hằng số trọng trường $GM = 3986005 \times 10^{8}\text{ m}^3\text{s}^{-2}$).
  • Phép chiếu: Lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM quốc tế, múi chiếu $3^\circ$, kinh tuyến trục địa phương tỉnh Đắk Nông, hệ số biến dạng chiều dài trên kinh tuyến trục $m_0 = 0.9999$.
  • Gốc tọa độ và độ cao: Điểm gốc tọa độ phẳng đặt tại $X = 0\text{ km}, Y = 500\text{ km}$; Điểm gốc tọa độ quốc gia N00 đặt tại Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ (Hà Nội); Điểm gốc độ cao quốc gia đặt tại Hòn Dấu (Hải Phòng).
  • Quy tắc chia mảnh tỷ lệ 1:1000: Mảnh bản đồ 1:1000 được chia từ mảnh bản đồ 1:2000 thành 4 ô vuông ký hiệu a, b, c, d; kích thước thực tế mỗi ô là $0.5 \times 0.5\text{ km}$ (tương ứng diện tích 25 ha), kích thước khung hữu ích trên bản đồ là $50 \times 50\text{ cm}$.

Cơ sở pháp lý của đề tài bao gồm hệ thống văn bản quy phạm pháp luật của Trung ương và địa phương:

  • Luật Đất đai năm 2013; các Nghị định của Chính phủ: Nghị định số 181/2004/NĐ-CP, Nghị định số 12/2002/NĐ-CP, Nghị định số 88/2009/NĐ-CP, Nghị định số 21/2013/NĐ-CP, Nghị định số 43/2014/NĐ-CP, 44/2014/NĐ-CP, 45/2014/NĐ-CP, 46/2014/NĐ-CP, 47/2014/NĐ-CP.
  • Quyết định số 235/2000/QĐ-TCĐC của Tổng cục Địa chính về công bố hệ thống phần mềm chuẩn thống nhất trong toàn ngành địa chính; Quyết định số 08/2008/QĐ-BTNMT về quy phạm thành lập bản đồ địa chính.
  • Các Thông tư của Bộ Tài nguyên và Môi trường: Thông tư số 973/2001/TT-TCĐC, Thông tư số 08/2007/TT-BTNMT, Thông tư số 05/2009/TT-BTNMT, Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT, Thông tư số 49/2016/TT-BTNMT; Công văn số 106/TCQLĐĐ-CĐKTK, Công văn số 1734/TCQLĐĐ-CĐKĐĐ.
  • Các văn bản chỉ đạo của tỉnh Đắk Nông: Quyết định số 1815/QĐ-UBND (2008), Quyết định số 1635/QĐ-UBND (2010), Quyết định số 1727/QĐ-UBND (2011), Quyết định số 20/2014/QĐ-UB (2014), Chỉ thị số 05-CT/UBND (2006) và các Công văn số 1202/UBND-NL, 456/UBND-NL, 680/UBND-NL, 907/UBND-NL.

Phương pháp và công cụ nghiên cứu thực tế được tổng hợp trong bảng sau:

Hạng mục công việc Phương pháp / Kỹ thuật thực hiện Thiết bị / Phần mềm chuyên dụng
Thu thập số liệu Thu thập tài liệu thứ cấp về tự nhiên, kinh tế - xã hội, quản lý đất đai Báo cáo, văn bản quy phạm, số liệu thống kê
Đo khống chế tọa độ Định vị vệ tinh phục vụ thành lập lưới khống chế đo vẽ Máy đo GPS
Đo vẽ chi tiết ngoại nghiệp Phương pháp toàn đạc (1 người đứng máy, 1 người đi gương) Máy toàn đạc điện tử TOPCON GTS-225N (Nhật Bản), gương đơn
Bình sai lưới Xử lý, tính toán bình sai tọa độ lưới khống chế Phần mềm COMPASS
Trút và chuyển đổi dữ liệu Trút số liệu đo từ bộ nhớ máy toàn đạc và đổi định dạng Phần mềm T-COM, TOP2ASC
Xử lý đồ họa và CSDL Biên tập bản đồ số, kết nối cơ sở dữ liệu trị đo Phần mềm MicroStation
Biên tập địa chính chuyên ngành Phun điểm, sửa lỗi Clean/Flag, tạo topology, đánh số thửa, vẽ nhãn, tạo khung Phần mềm FAMIS (Field Work and Cadastral Mapping Integrated Software)

Nội dung chính theo từng phần

Phần 1: Đặt vấn đề

Phần này trình bày tính cấp thiết của công tác quản lý đất đai gắn liền với việc ứng dụng công nghệ thông tin và thiết bị đo đạc điện tử hiện đại. Tác giả khẳng định bản đồ địa chính là thành phần cốt lõi của hồ sơ địa chính, phục vụ trực tiếp cho công tác cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, quy hoạch và quản lý biến động. Mục tiêu nghiên cứu được xác định rõ là làm chủ quy trình công nghệ và thành lập hoàn chỉnh mảnh bản đồ địa chính số 55 tỷ lệ 1:1000 tại xã Đắk Sắk, huyện Đắk Mil, tỉnh Đắk Nông, góp phần hiện đại hóa hệ thống quản lý đất đai theo quy định của Bộ Tài nguyên và Môi trường.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Tác giả hệ thống hóa toàn bộ cơ sở khoa học về bản đồ địa chính, bao gồm định nghĩa, nội dung biểu thị (điểm khống chế, ranh giới thửa, loại đất, công trình xây dựng, giao thông, thủy văn, địa giới hành chính), cơ sở toán học hệ tọa độ VN-2000 múi chiếu $3^\circ$, và nguyên tắc phân mảnh, đánh số tờ bản đồ từ tỷ lệ 1:10.000 đến 1:200. Phần này phân tích chi tiết ưu và nhược điểm của phương pháp đo vẽ toàn đạc trực tiếp ngoài thực địa so với phương pháp ảnh hàng không; đồng thời giới thiệu cấu trúc tính năng của phần mềm nền tảng MicroStation và phần mềm địa chính chuyên ngành FAMIS. Các quy chuẩn về phân lớp thông tin (10 nhóm đối tượng), quy tắc tiếp biên bản đồ (sai số không vượt quá 0,3 mm trên bản đồ) và hệ thống văn bản pháp lý áp dụng tại Đắk Nông cũng được trình bày đầy đủ.

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

Nội dung phần 3 xác định đối tượng nghiên cứu là quy trình đo vẽ, biên tập bản đồ địa chính tại xã Đắk Sắk; phạm vi thời gian thực hiện từ 28/05/2018 đến 15/09/2018. Phương pháp nghiên cứu được chia làm hai giai đoạn rõ rệt:

  • Ngoại nghiệp: Chuẩn bị tài liệu, khảo sát thực địa, thiết kế mạng lưới khống chế; sử dụng máy GPS đo lưới và máy toàn đạc điện tử TOPCON GTS-225N kèm gương để đo chi tiết các đỉnh thửa đất với tổ đo gồm 2 người (1 người đứng máy, 1 người đi gương).
  • Nội nghiệp: Trút số liệu qua phần mềm T-COM/TOP2ASC, bình sai lưới bằng phần mềm COMPASS; sử dụng phần mềm MicroStation làm môi trường nền và FAMIS để xử lý dữ liệu đo, phun điểm, nối ranh giới, sửa lỗi hình học, tạo topology, đánh số thửa và xuất bản đồ.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương này tập trung trình bày kết quả thực hiện đề tài qua các nội dung:

  • Điều tra cơ bản về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và hiện trạng sử dụng đất xã Đắk Sắk (nằm trong huyện Đắk Mil có tọa độ địa lý từ $12^\circ 34'$ đến $13^\circ 10'$ Vĩ độ Bắc, $107^\circ 55'$ đến $108^\circ 27'$ Kinh độ Đông, diện tích tự nhiên toàn huyện gồm 10 đơn vị hành chính cấp xã/thị trấn).
  • Triển khai thành lập lưới khống chế đo vẽ và thực hiện đo chi tiết các thửa đất tại thực địa bằng máy TOPCON GTS-225N.
  • Quy trình biên tập bản đồ số trên MicroStation và FAMIS: trút số liệu, chuyển đổi định dạng tệp sang .txt và .acs, kết nối cơ sở dữ liệu trị đo, phun điểm chi tiết lên bản vẽ, tạo nhãn trị đo và nối các điểm ranh giới thửa đất.
  • Xử lý lỗi đồ họa bằng các module tự động tìm và sửa lỗi Clean, Flag (sửa các lỗi bắt điểm hở, bắt điểm thừa, trùng lặp đoạn thẳng); tiến hành chia mảnh bản đồ, tạo topology (tạo tâm thửa), đánh số thửa tự động, gán thông tin thuộc tính từ nhãn, vẽ nhãn thửa, chỉnh sửa bảng nhãn thửa và tạo khung bản đồ địa chính tờ số 55 tỷ lệ 1:1000.
  • Kiểm tra kết quả đo đạc, đánh giá độ chính xác tiếp biên, phân tích các thuận lợi, khó khăn trong quá trình thi công và lập bảng thống kê diện tích các thửa đất thuộc tờ bản đồ số 55.

Phần 5: Kết luận – Kiến nghị

Tác giả tổng kết các kết quả đạt được: hoàn thành việc ứng dụng công nghệ tin học kết hợp máy toàn đạc điện tử để xây dựng tờ bản đồ địa chính số 55 tỷ lệ 1:1000 đúng tiêu chuẩn kỹ thuật; đánh giá khả năng ứng dụng thực tiễn của phần mềm FAMIS trên nền MicroStation. Đồng thời, tác giả đưa ra các kiến nghị đối với chính quyền địa phương và cơ quan quản lý đất đai nhằm tiếp tục đầu tư kỹ thuật, đẩy mạnh công tác đo đạc phủ kín bản đồ địa chính số phục vụ đăng ký đất đai và cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất trên địa bàn.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã hoàn thành toàn bộ quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa chính số tỷ lệ lớn từ khâu ngoại nghiệp đến nội nghiệp với các kết quả cụ thể:

Giai đoạn kỹ thuật Quy trình thực hiện Kết quả đạt được
Đo đạc ngoại nghiệp Đo lưới khống chế bằng GPS; đo chi tiết ranh giới thửa bằng TOPCON GTS-225N Thu thập đầy đủ hệ thống điểm tọa độ lưới và các điểm mia chi tiết của các thửa đất
Trút và xử lý sơ bộ Sử dụng phần mềm T-COM và TOP2ASC chuyển đổi tệp số liệu Xuất thành công tệp dữ liệu dạng ASCII (.txt, .acs) chuẩn cấu trúc
Xử lý đồ họa nội nghiệp Nạp dữ liệu vào FAMIS trên nền MicroStation, phun điểm và nối ranh Hiển thị chính xác tọa độ điểm đo, hình thành các đường bao ranh giới thửa đất
Chuẩn hóa cấu trúc Topology Chạy module MRFClean và MRFFlag phát hiện và sửa lỗi hình học Loại bỏ các lỗi đồ họa (hở đỉnh, đè cạnh), tạo tâm thửa và đóng vùng khép kín
Hoàn thiện bản đồ địa chính Tự động đánh số thửa, gán thông tin nhãn, vẽ nhãn và lập khung Thành lập hoàn chỉnh tờ bản đồ địa chính số 55 tỷ lệ 1:1000 xã Đắk Sắk kèm bảng thống kê diện tích

Các giải pháp và kiến nghị được tác giả đề xuất:

  • Cần tuân thủ nghiêm ngặt quy trình kiểm tra nghiệm thu theo từng công đoạn: sau khi đo ngoại nghiệp phải kiểm tra số liệu sổ đo trước khi trút; sau khi nối điểm phải kiểm tra tiếp biên và sửa lỗi topology trước khi gán nhãn thuộc tính.
  • Kiến nghị Ủy ban nhân dân huyện Đắk Mil và Ủy ban nhân dân xã Đắk Sắk tiếp tục ứng dụng đồng bộ công nghệ đo đạc điện tử và các phần mềm chuyên ngành (MicroStation, FAMIS) để đo vẽ phủ kín các tờ bản đồ còn lại, làm căn cứ cấp đổi Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất và xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính đồng bộ.

Đóng góp của khóa luận:

  • Đã kiểm chứng và làm rõ tính hiệu quả của quy trình tích hợp giữa thiết bị đo toàn đạc điện tử TOPCON GTS-225N với các phần mềm xử lý dữ liệu (T-COM, COMPASS) và phần mềm biên tập bản đồ địa chính (MicroStation, FAMIS) trong điều kiện thực tế tại vùng đồi núi Tây Nguyên.
  • Cung cấp sản phẩm kỹ thuật hoàn chỉnh là mảnh bản đồ địa chính số 55 tỷ lệ 1:1000 cùng dữ liệu đo đạc cho chính quyền địa phương xã Đắk Sắk phục vụ trực tiếp công tác quản lý đất đai.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận phản ánh các hạn chế xuất phát từ điều kiện thực hiện:

  • Hạn chế về phạm vi và thời gian: Thời gian thực tập tốt nghiệp có hạn (từ 28/05/2018 đến 15/09/2018), kinh nghiệm thực tế của sinh viên chưa nhiều nên đề tài mới chỉ dừng lại ở phạm vi một mảnh bản đồ đơn lẻ (mảnh số 55 tỷ lệ 1:1000) tại xã Đắk Sắk, chưa mở rộng đo vẽ phủ kín toàn bộ địa bàn xã.
  • Hạn chế của phương pháp: Phương pháp toàn đạc đòi hỏi khối lượng lao động ngoại nghiệp lớn, thời gian đo ngoài thực địa kéo dài, phụ thuộc vào điều kiện thời tiết và địa hình phức tạp, dễ xảy ra sai sót nếu việc sơ họa ranh giới tại hiện trường không khớp với số liệu ghi nhận trong máy.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng quy trình đo vẽ và biên tập số cho toàn bộ các tờ bản đồ địa chính còn lại của xã Đắk Sắk; tiến hành lồng ghép cơ sở dữ liệu không gian của bản đồ với cơ sở dữ liệu thuộc tính hồ sơ địa chính để xây dựng hệ thống thông tin đất đai (LIS) hoàn chỉnh phục vụ cấp xã và huyện.

Giá trị tham khảo

Khóa luận có giá trị tham khảo thực tiễn và học thuật cho các nhóm đối tượng:

  • Sinh viên và học viên: Chuyên ngành Quản lý đất đai, Địa chính môi trường, Kỹ thuật trắc địa - bản đồ có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo chi tiết về quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa chính số tỷ lệ lớn (1:1000).
  • Kỹ thuật viên và cán bộ đo đạc: Các kỹ thuật viên tại các công ty đo đạc và cán bộ địa chính cấp xã có thể tham khảo trực tiếp quy trình xử lý lỗi hình học (Clean/Flag), tạo topology, đánh số thửa tự động và biên tập bản đồ trên phần mềm FAMIS chạy trên môi trường MicroStation.

Câu hỏi thường gặp

1. Đề tài sử dụng các thiết bị ngoại nghiệp và phần mềm nội nghiệp cụ thể nào? Đề tài sử dụng máy định vị vệ tinh GPS để đo lưới khống chế; máy toàn đạc điện tử TOPCON GTS-225N (Nhật Bản) kèm gương đơn phục vụ đo chi tiết ngoại nghiệp với tổ đo 2 người. Về phần mềm nội nghiệp, tác giả sử dụng phần mềm COMPASS để bình sai lưới; phần mềm T-COM và TOP2ASC để trút và đổi định dạng dữ liệu đo; phần mềm MicroStation làm nền tảng đồ họa CAD và phần mềm FAMIS để xử lý cơ sở dữ liệu trị đo, tạo topology, sửa lỗi, đánh số thửa, vẽ nhãn và xuất bản đồ.

2. Cơ sở toán học được áp dụng để thành lập mảnh bản đồ địa chính số 55 là gì? Bản đồ được thành lập trên Hệ quy chiếu và hệ tọa độ Quốc gia VN-2000, Elipsoid WGS-84 toàn cầu, phép chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM quốc tế múi chiếu $3^\circ$ với kinh tuyến trục địa phương tỉnh Đắk Nông, hệ số chiếu $m_0 = 0.9999$. Điểm gốc tọa độ phẳng $X = 0\text{ km}, Y = 500\text{ km}$, điểm gốc tọa độ quốc gia N00 (Hà Nội) và điểm gốc độ cao tại Hòn Dấu (Hải Phòng).

3. Quy trình xử lý lỗi hình học và tạo vùng thửa đất trên phần mềm FAMIS diễn ra như thế nào? Sau khi trút số liệu và nối các điểm đo ranh giới thửa đất, phần mềm FAMIS kích hoạt module MRFClean để tự động tìm và sửa các lỗi đồ họa cơ bản (bắt điểm thừa, hở góc trong phạm vi dung sai), sau đó dùng MRFFlag để gắn cờ các lỗi còn lại cho người dùng hiệu chỉnh thủ công. Khi các đường ranh khép kín hoàn toàn, phần mềm thực hiện chức năng tạo topology (tạo tâm thửa), tính diện tích tự động và thiết lập mối quan hệ không gian theo mô hình vector.

4. Mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 có kích thước thực tế và diện tích quy ước là bao nhiêu? Theo quy chuẩn phân mảnh bản đồ địa chính, mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1000 được chia từ mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2000 thành 4 ô vuông (ký hiệu a, b, c, d). Mỗi ô vuông có kích thước thực tế ngoài thực địa là $0.5 \times 0.5\text{ km}$, tương ứng với diện tích bao phủ là 25 ha. Trên bản vẽ, kích thước khung hữu ích của tờ bản đồ là $50 \times 50\text{ cm}$.

5. Vì sao phần mềm MicroStation được lựa chọn làm môi trường nền trong công tác thành lập bản đồ địa chính? MicroStation là phần mềm đồ họa thiết kế mạnh mẽ, có khả năng quản lý đồng thời dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính với dung lượng lớn, tổ chức dữ liệu theo cơ chế đa lớp (levels) linh hoạt và hỗ trợ nhiều hệ tọa độ khác nhau. MicroStation đóng vai trò là môi trường nền tảng để tích hợp và vận hành các module chuyên ngành của Tổng cục Địa chính như FAMIS, MRFCLEAN, MRFFLAG và GEOVEC.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Phạm Văn Tiến đã áp dụng đúng quy trình kỹ thuật để ứng dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử TOPCON GTS-225N vào công tác thành lập mảnh bản đồ địa chính số 55 tỷ lệ 1:1000 tại xã Đắk Sắk, huyện Đắk Mil, tỉnh Đắk Nông. Tác giả đã xử lý toàn diện từ khâu đo đạc ngoại nghiệp, trút và bình sai dữ liệu đến biên tập bản đồ số trên môi trường phần mềm MicroStation và FAMIS tuân thủ các quy định hiện hành của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Kết quả nghiên cứu cung cấp một sản phẩm bản đồ số có tính pháp lý và độ chính xác kỹ thuật cao, làm cơ sở phục vụ công tác quản lý đất đai tại địa phương và là tài liệu tham khảo có giá trị trong chuyên ngành Địa chính Môi trường.