Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đất đai là nguồn tài nguyên quốc gia đặc biệt, là tư liệu sản xuất không thể thay thế và là cơ sở phân bố các hoạt động kinh tế - xã hội. Quản lý đất đai đòi hỏi hệ thống tư liệu kỹ thuật có tính pháp lý cao, trong đó công tác đo đạc lập bản đồ địa chính, xây dựng hồ sơ địa chính và cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất giữ vai trò then chốt theo quy định của Luật Đất đai năm 2013.

Tại thành phố Hà Nội, tốc độ đô thị hóa nhanh chóng đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc hiện đại hóa và chuẩn hóa cơ sở dữ liệu không gian đất đai. Được sự đồng ý của cơ quan quản lý và phục vụ Thiết kế kỹ thuật - Dự toán: "Đo đạc, chỉnh lý bản đồ địa chính và xây dựng cơ sở dữ liệu quản lý đất đai tại phường Phúc Diễn, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội" do Công ty Cổ phần Phát triển Bất động sản Sài Gòn (SGRED) thực hiện, đề tài đã được triển khai nhằm giải quyết nhiệm vụ đo đạc thực tế tại địa phương.

Mục tiêu nghiên cứu của khóa luận được xác định cụ thể:

  1. Mục tiêu chung: Ứng dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử vào thành lập lưới khống chế đo vẽ, đo vẽ chi tiết và biên tập một tờ bản đồ địa chính; hỗ trợ công tác quản lý hồ sơ địa chính và quản lý nhà nước về đất đai.
  2. Mục tiêu cụ thể:
    • Nghiên cứu quy trình kỹ thuật thành lập bản đồ địa chính số.
    • Thành lập hoàn chỉnh tờ bản đồ địa chính số 26 tỷ lệ 1:500 tại phường Phúc Diễn, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Ứng dụng công nghệ định vị vệ tinh GPS, máy toàn đạc điện tử và các phần mềm đồ họa, biên tập chuyên ngành (MicroStation v8i, VietMap XM, DPSurvey) trong quy trình đo vẽ chi tiết và biên tập bản đồ địa chính.
  • Phạm vi không gian: Tờ bản đồ địa chính số 26 tỷ lệ 1:500, thuộc địa phận phường Phúc Diễn, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội.
  • Phạm vi thời gian: Quá trình nghiên cứu và thực tập được thực hiện từ ngày 02/01/2018 đến ngày 10/04/2018.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng trên khung cơ sở pháp lý, toán học và kỹ thuật chuyên ngành trắc địa - bản đồ:

Cơ sở pháp lý và quy chuẩn kỹ thuật

  • Luật Đất đai năm 2013 (khoản 4 Điều 3 quy định về khái niệm và giá trị pháp lý của bản đồ địa chính).
  • Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT ngày 19/5/2014 của Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định về thành lập bản đồ địa chính.
  • Chỉ thị số 31/CT-TTg của Thủ tướng Chính phủ về việc trích đo đất của các tổ chức.
  • Kế hoạch số 78/KH-UBND ngày 24/5/2012 của Ủy ban nhân dân thành phố Hà Nội về trích đo địa chính các khu đất, thửa đất của cơ quan, tổ chức.

Cơ sở toán học của bản đồ địa chính

  • Hệ quy chiếu và hệ tọa độ: Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ Quốc gia VN-2000.
  • Phép chiếu: Phép chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM (Universal Transverse Mercator), lưới chiếu múi 3°, kinh tuyến trục $105^\circ00'$ áp dụng riêng cho thành phố Hà Nội.
  • Tham số Elipxoid WGS-84 (VN-2000): Bán trục lớn $a = 6.378.137,0\text{ m}$; 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 $GM = 3986005 \times 10^8\text{ m}^3/\text{s}^2$. Điểm gốc tọa độ quốc gia $N_{00}$ đặt tại Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ (Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội).
  • Quy tắc phân mảnh: Bản đồ tỷ lệ 1:500 được chia từ mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2000 thành 16 ô vuông (kích thước thực tế $0,25 \times 0,25\text{ km}$ mỗi ô). Kích thước khung trong tiêu chuẩn là $50 \times 50\text{ cm}$, tương ứng với diện tích thực địa $6,25\text{ ha}$.

Phương pháp nghiên cứu

  • Phương pháp khảo sát, thu thập tài liệu: Thu thập số liệu 3 điểm địa chính hạng IV hiện có làm điểm gốc khởi tính; thu thập bản đồ địa giới 364, bản đồ địa hình tỷ lệ 1:2000 thành lập năm 2004, hệ thống bản đồ địa chính cũ (gồm 25 mảnh tỷ lệ 1:500 thị trấn Phúc Diễn cũ và 15 mảnh tỷ lệ 1:1000 xã Mỹ Đình cũ đo vẽ giai đoạn 1987 - 1996 đã số hóa chuyển sang VN-2000), sổ mục kê và sổ cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất.
  • Phương pháp đo đạc trắc địa:
    • Thành lập lưới khống chế đo vẽ mặt bằng: Sử dụng máy định vị vệ tinh GPS Trimble 4600LS (GPS 1 tần số) đo tĩnh theo đồ hình chuỗi tam giác, tứ giác dày đặc nối với các điểm địa chính cơ sở.
    • Đo đường chuyền kinh vĩ và đo vẽ chi tiết: Sử dụng máy toàn đạc điện tử Topcon GPT 2005F áp dụng phương pháp tọa độ cực để xác định góc bằng, góc đứng và khoảng cách nghiêng tới từng điểm góc thửa, địa vật.
  • Phương pháp xử lý số liệu: Trút số liệu dã ngoại từ máy đo sang máy tính qua phần mềm DPSurvey; tính toán tọa độ không gian $(X, Y, H)$ và bình sai lưới đường chuyền theo đúng quy phạm kỹ thuật.
  • Phương pháp bản đồ số: Sử dụng phần mềm đồ họa MicroStation v8i phối hợp phân hệ chuyên ngành VietMap XM để xử lý dữ liệu vector, xây dựng quan hệ topo (topology), sửa lỗi hình học, gán nhãn thuộc tính thửa đất, chia mảnh và xuất bản đồ địa chính chính quy.

Nội dung chính theo từng chương

PHẦN 1: MỞ ĐẦU

Chương này phân tích vai trò của đất đai và tầm quan trọng của hệ thống bản đồ địa chính số đối với công tác quản lý nhà nước tại đô thị. Tác giả nêu rõ mục tiêu chung, 2 mục tiêu cụ thể, ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của đề tài trong việc hoàn thiện hồ sơ địa chính phục vụ công tác cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất tại phường Phúc Diễn, quận Bắc Từ Liêm.

PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Nội dung chương tổng hợp hệ thống lý luận trắc địa và địa chính:

  • Định nghĩa, vai trò pháp lý, các yếu tố nội dung của bản đồ địa chính (yếu tố điểm, đường, ranh giới thửa đất, loại đất, công trình xây dựng, giao thông, thủy văn, địa vật định hướng, mốc quy hoạch).
  • Phân tích cơ sở toán học: So sánh phép chiếu Gauss-Kruger và UTM, làm rõ ưu điểm giảm thiểu biến dạng độ dài của lưới chiếu UTM múi 3° trong hệ VN-2000.
  • Quy định kỹ thuật phân mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500, tiêu chuẩn lựa chọn tỷ lệ đo vẽ theo mật độ thửa trung bình ($M_t \ge 25$ đối với đất đô thị), hạn sai độ chính xác vị trí điểm ($0,07\text{ m}$ trên thực địa đối với tỷ lệ 1:500).
  • Cấu tạo, nguyên lý đo đạc và thuật toán tính tọa độ cực trên máy toàn đạc điện tử:

$$\Delta X_{A-P} = S \cdot \cos \alpha_{A-P}$$

$$\Delta Y_{A-P} = S \cdot \sin \alpha_{A-P}$$

$$X_P = X_A + \Delta X_{A-P}$$

$$Y_P = Y_A + \Delta Y_{A-P}$$

$$H_P = H_A + h_{A-P}$$

  • Giới thiệu cấu trúc phân hệ và giao diện làm việc của phần mềm VietMap XM chạy trên nền MicroStation v8i (các module: hệ thống, biên tập, bản đồ, bản đồ địa chính, tiện ích).

PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Xác định cụ thể không gian thực nghiệm tại địa bàn phường Phúc Diễn và đơn vị tiếp nhận thực tập (Công ty SGRED). Thiết lập quy trình công nghệ gồm 4 bước chính:

  1. Thu thập, đánh giá và quy chuẩn hóa các nguồn tài liệu trắc địa, địa chính cũ.
  2. Thiết kế kỹ thuật, đo đạc lưới khống chế đo vẽ bằng GPS Trimble 4600LS và đường chuyền kinh vĩ bằng máy Topcon GPT 2005F; bình sai tọa độ.
  3. Đo vẽ chi tiết ranh giới thửa đất, nhà ở và các công trình nhân tạo ngoài thực địa bằng phương pháp tọa độ cực.
  4. Trút số liệu, xử lý đồ họa trên DPSurvey, MicroStation v8i và VietMap XM; đối soát thực địa và xuất hồ sơ kỹ thuật thửa đất.

PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU & THẢO LUẬN

Chương tập trung trình bày các kết quả thực nghiệm và số liệu cụ thể:

  • Điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội phường Phúc Diễn: Phường nằm ở trung tâm quận Bắc Từ Liêm, cách trung tâm Hà Nội khoảng 10 km. Địa hình đồng bằng châu thổ sông Hồng nghiêng theo hướng Tây Bắc - Đông Nam (cao độ trung bình 6,0 - 6,5 m). Thủy văn chịu ảnh hưởng của sông Hồng (đoạn qua quận dài hơn 7 km), sông Nhuệ và sông Pheo. Hệ thống giao thông gồm đường Phạm Văn Đồng (Bắc Thăng Long - Nội Bài), Đường 70, Đường 23, Đường 69.
  • Hiện trạng sử dụng đất: Phân tích số liệu kiểm kê đất đai năm 2017 của phường với tổng diện tích tự nhiên $284,59\text{ ha}$.
  • Thành lập lưới khống chế đo vẽ: Xây dựng lưới đường chuyền kinh vĩ dựa trên 3 điểm địa chính hạng IV có sẵn; kiểm soát chặt chẽ các chỉ tiêu kỹ thuật và hạn sai đo góc, đo cạnh theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT.
  • Quy trình công nghệ biên tập tờ bản đồ số 26 tỷ lệ 1:500:
    • Trút dữ liệu từ máy toàn đạc Topcon GPT 2005F qua DPSurvey, tính toán ra tệp tọa độ định dạng $(X, Y, H)$.
    • Phun điểm chi tiết lên bản vẽ MicroStation v8i, tiến hành nối ranh giới thửa đất theo sổ dã ngoại.
    • Sửa lỗi hình học (lỗi hở vùng, bắt nhầm đỉnh, đè vạch) trên các level làm việc.
    • Tạo cấu trúc vùng (topology), tạo tâm thửa tự động, đánh số thửa chính thức và tính diện tích từng thửa đất.
    • Gán dữ liệu thuộc tính từ nhãn địa chính (số thửa, loại đất, diện tích), vẽ nhãn thửa và tạo khung bản đồ tiêu chuẩn tỷ lệ 1:500.
    • Xuất "Phiếu xác nhận kết quả hiện trạng thửa đất" phục vụ đối soát, ký nhận ranh giới với các chủ sử dụng đất.

Kết quả và đóng góp

Số liệu hiện trạng sử dụng đất địa bàn nghiên cứu

Dữ liệu kiểm kê đất đai năm 2017 của phường Phúc Diễn được tổng hợp chi tiết trong khóa luận:

STT Loại đất hiện trạng Diện tích (ha) Cơ cấu tỷ lệ (%)
I Đất nông nghiệp 99,00 34,79
1.1 Đất trồng cây hàng năm 14,84 5,21
1.2 Đất trồng cây lâu năm 78,99 27,76
1.3 Đất nuôi trồng thủy sản 5,17 1,82
1.4 Đất lâm nghiệp 0,00 0,00
II Đất phi nông nghiệp 180,05 63,27
2.1 Đất ở tại đô thị 100,50 35,31
2.2 Đất chuyên dùng 63,35 22,26
- Đất trụ sở cơ quan, công trình sự nghiệp 0,27 0,09
- Đất quốc phòng 10,35 3,64
- Đất có mục đích công cộng 52,73 18,53
- Trong đó: Đất giao thông 40,53 14,24
- Trong đó: Đất thủy lợi 6,70 2,35
- Trong đó: Đất cơ sở giáo dục - đào tạo 3,08 1,08
- Trong đó: Đất nghĩa trang, nghĩa địa 3,80 1,34
2.3 Đất tôn giáo, tín ngưỡng 2,20 0,77
2.4 Đất sông suối và mặt nước chuyên dùng 10,20 3,58
III Đất chưa sử dụng (đất bằng chưa sử dụng) 5,05 1,77
Tổng Tổng diện tích tự nhiên 284,59 100,00

Các chỉ tiêu kỹ thuật và hạn sai lưới khống chế đo vẽ

Quá trình thiết kế và bình sai lưới đường chuyền kinh vĩ tuân thủ nghiêm ngặt các hạn sai quy định tại Thông tư 25/2014/TT-BTNMT:

Chỉ tiêu kỹ thuật Lưới khống chế cấp 1 Lưới khống chế cấp 2
Sai số trung phương vị trí điểm sau bình sai $\le 5\text{ cm}$ $\le 7\text{ cm}$
Sai số trung phương tương đối cạnh sau bình sai $\le 1/25.000$ $\le 1/10.000$
Sai số khép tương đối giới hạn $\le 1/10.000$ $\le 1/5.000$
Chiều dài cạnh lớn nhất $\le 400\text{ m}$ $\le 400\text{ m}$
Chiều dài cạnh ngắn nhất $\ge 20\text{ m}$ $\ge 20\text{ m}$
Tỷ lệ chênh lệch chiều dài 2 cạnh liền kề $\le 2,5\text{ lần}$ $\le 2,5\text{ lần}$
Số cạnh tối đa trong một đường chuyền $\le 15\text{ cạnh}$ $\le 15\text{ cạnh}$
Góc ngoặt đường chuyền $\ge 30^\circ$ $\ge 30^\circ$

Quy định hạn sai đo góc bằng máy có độ chính xác $1'' - 5''$:

  • Chênh lệch trị giá góc giữa các lần đo: $\le 8''$.
  • Chênh lệch trị giá góc giữa các nửa lần đo: $\le 8''$.
  • Dao động $2C$ trong 1 lần đo: $\le 12''$.
  • Sai số khép về hướng mở đầu: $\le 8''$.
  • Chênh giá trị hướng các lần đo đã quy "0": $\le 8''$.

Đóng góp thực tiễn của khóa luận

  1. Hoàn thiện sản phẩm bản đồ số: Thành lập hoàn chỉnh tờ bản đồ địa chính số 26 tỷ lệ 1:500 tại phường Phúc Diễn với độ chính xác mặt bằng đạt yêu cầu tiêu chuẩn ($\le 0,07\text{ m}$ ngoài thực địa), đầy đủ thông tin về ranh giới, diện tích, mục đích sử dụng đất và hiện trạng công trình xây dựng.
  2. Quy trình kết nối công nghệ: Minh chứng tính hiệu quả và đồng bộ khi kết hợp thiết bị đo dã ngoại (máy toàn đạc Topcon GPT 2005F, GPS Trimble 4600LS) với bộ phần mềm xử lý DPSurvey, MicroStation v8i và VietMap XM trong môi trường đo đạc đô thị mật độ thửa cao.
  3. Cung cấp tư liệu quản lý: Sản phẩm tờ bản đồ số và phiếu xác nhận hiện trạng thửa đất được bàn giao trực tiếp phục vụ công tác chỉnh lý biến động đất đai và cấp mới/cấp đổi Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất tại quận Bắc Từ Liêm.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế:
    • Khóa luận mới chỉ giới hạn thực nghiệm thành lập 01 tờ bản đồ địa chính (tờ số 26 tỷ lệ 1:500) trong tổng thể mạng lưới bản đồ địa chính của phường Phúc Diễn.
    • Thời gian nghiên cứu và thực tập dã ngoại ngắn (từ tháng 1 đến tháng 4/2018), kinh nghiệm thực tế của tác giả trong xử lý các tranh chấp ranh giới phức tạp ở khu vực đô thị hóa nhanh còn có giới hạn nhất định.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Mở rộng áp dụng quy trình công nghệ để hoàn thiện toàn bộ các tờ bản đồ địa chính còn lại trên địa bàn phường Phúc Diễn.
    • Liên kết cơ sở dữ liệu không gian của bản đồ địa chính với hệ thống thông tin đất đai (LIS), phục vụ quản lý đa mục tiêu tại văn phòng đăng ký đất đai cấp quận.

Giá trị tham khảo

Khóa luận có giá trị tham khảo thiết thực đối với:

  • Sinh viên và học viên chuyên ngành: Ngành Quản lý đất đai, Kỹ thuật trắc địa - bản đồ, Quản lý tài nguyên môi trường.
  • Kỹ thuật viên và cán bộ đo đạc: Đang công tác tại các công ty tư vấn địa chính, phòng Tài nguyên và Môi trường, cán bộ địa chính cấp xã/phường.
  • Các phần nội dung đáng tham khảo nhất:
    • Quy trình từng bước sử dụng phần mềm VietMap XM trên nền MicroStation v8i (phun điểm, sửa lỗi topology, tạo tâm thửa, đánh số thửa tự động, gán nhãn).
    • Bảng tra cứu các chỉ tiêu kỹ thuật, hạn sai đo góc, đo cạnh của lưới khống chế đo vẽ theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT.
    • Phương pháp xử lý dữ liệu dã ngoại từ máy toàn đạc Topcon bằng phần mềm DPSurvey.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận sử dụng các thiết bị phần cứng và phần mềm chuyên dụng nào?

Khóa luận sử dụng máy định vị vệ tinh GPS Trimble 4600LS (GPS 1 tần số đo tĩnh) để lập lưới khống chế; máy toàn đạc điện tử Topcon GPT 2005F để đo góc, cạnh và đo vẽ chi tiết theo phương pháp tọa độ cực; phần mềm DPSurvey để trút và tính toán số liệu; phần mềm MicroStation v8i kết hợp phân hệ chuyên ngành VietMap XM để biên tập và hoàn thiện bản đồ số.

2. Cơ sở toán học của tờ bản đồ số 26 tỷ lệ 1:500 được quy định như thế nào?

Bản đồ được thành lập trên Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ Quốc gia VN-2000, Elipxoid WGS-84, lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM múi chiếu 3°, kinh tuyến trục $105^\circ00'$. Kích thước khung trong tiêu chuẩn là $50 \times 50\text{ cm}$, tương ứng diện tích thực địa $6,25\text{ ha}$, được phân mảnh từ mảnh tỷ lệ 1:2000 chia thành 16 ô vuông.

3. Cơ cấu sử dụng đất của phường Phúc Diễn năm 2017 có đặc điểm gì nổi bật?

Tổng diện tích tự nhiên của phường là $284,59\text{ ha}$, trong đó đất phi nông nghiệp chiếm tỷ trọng lớn nhất với $180,05\text{ ha}$ ($63,27%$, nổi bật là đất ở đô thị $100,50\text{ ha}$ và đất công cộng $52,73\text{ ha}$); đất nông nghiệp chiếm $99,00\text{ ha}$ ($34,79%$, chủ yếu là đất trồng cây lâu năm $78,99\text{ ha}$); đất chưa sử dụng còn $5,05\text{ ha}$ ($1,77%$).

4. Hạn sai kỹ thuật cơ bản của lưới khống chế đo vẽ cấp 1 theo quy phạm áp dụng trong đề tài là bao nhiêu?

Theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT, lưới khống chế cấp 1 quy định: Sai số trung phương vị trí điểm sau bình sai $\le 5\text{ cm}$; sai số trung phương tương đối cạnh sau bình sai $\le 1/25.000$; sai số khép tương đối giới hạn $\le 1/10.000$; chiều dài cạnh từ $20\text{ m}$ đến $400\text{ m}$; góc ngoặt $\ge 30^\circ$; số cạnh trong đường chuyền không quá 15.

5. Các bước xử lý hình học và thuộc tính thửa đất trên phần mềm VietMap XM được thực hiện theo trình tự nào?

Trình tự gồm: (1) Nhập số liệu dã ngoại và phun điểm lên bản vẽ; (2) Nối ranh giới thửa đất theo sổ đo; (3) Sửa lỗi tiếp biên và lỗi hình học trên các level; (4) Tạo topology để đóng vùng thửa đất; (5) Tạo tâm thửa tự động; (6) Đánh số thửa chính thức; (7) Gán dữ liệu thuộc tính từ nhãn; (8) Vẽ nhãn thửa; (9) Tạo khung bản đồ tỷ lệ 1:500 và xuất phiếu xác nhận kết quả hiện trạng thửa đất.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Vũ Hoàng Tuấn Anh đã hệ thống hóa đầy đủ cơ sở lý luận và quy chuẩn kỹ thuật hiện hành về thành lập bản đồ địa chính số theo quy định của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Thông qua việc ứng dụng đồng bộ máy toàn đạc điện tử Topcon GPT 2005F, máy GPS Trimble 4600LS và các phần mềm chuyên ngành MicroStation v8i, VietMap XM, tác giả đã thành lập thành công tờ bản đồ địa chính số 26 tỷ lệ 1:500 tại phường Phúc Diễn, quận Bắc Từ Liêm. Công trình thể hiện quy trình công nghệ rõ ràng, dữ liệu thực nghiệm chính xác, đóng góp thiết thực cho công tác quản lý đất đai và cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất tại địa phương.