Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Đất đai là nguồn tài nguyên thiên nhiên quý giá, là tư liệu sản xuất đặc biệt và là nền tảng không gian cho mọi hoạt động kinh tế - xã hội. Trong bối cảnh sự gia tăng dân số, quá trình phát triển kinh tế cùng các tác động tự nhiên như xói mòn, thoái hóa đất làm biến động liên tục hiện trạng sử dụng đất, việc thiết lập hệ thống hồ sơ quản lý chặt chẽ trở thành yêu cầu cấp thiết. Theo quy định của Luật Đất đai năm 2013, công tác đo đạc lập bản đồ địa chính, đăng ký đất đai và cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất là các nhiệm vụ trọng tâm trong quản lý nhà nước về đất đai. Để quản lý đất đai theo hệ thống tư liệu khoa học và kỹ thuật, các địa phương cần hoàn thiện hệ thống bản đồ địa chính chính quy.
Xuất phát từ chủ trương của Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Lào Cai, Phòng Quản lý các dự án đo đạc và bản đồ thuộc Công ty TNHH VietMap đã triển khai dự án khảo sát, đo đạc lập bản đồ địa chính và cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất tại xã Tân Dương, huyện Bảo Thắng, tỉnh Lào Cai. Đề tài khóa luận được thực hiện nhằm ứng dụng công nghệ tin học và thiết bị đo động thời gian thực (RTK) vào công tác chỉnh lý bản đồ địa chính tại địa phương.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể như sau:
- Mục tiêu chung: Ứng dụng công nghệ tin học và máy định vị vệ tinh RTK (KOLIDA K9-T) vào công tác thành lập lưới khống chế đo vẽ, đo vẽ chi tiết và biên tập bản đồ địa chính ở các tỷ lệ (1:1000, 1:2000, 1:5000...), hỗ trợ quản lý hồ sơ địa chính và nâng cao hiệu quả quản lý nhà nước về đất đai tại địa phương.
- Mục tiêu cụ thể:
- Xác định chính xác ranh giới, vị trí, kích thước hình học, diện tích từng thửa đất của các chủ sử dụng; xác định hiện trạng quỹ đất, diện tích các loại đất và phạm vi địa giới hành chính khu đo lên bản đồ địa chính.
- Làm chủ quy trình vận hành máy đo KOLIDA K9-T kết hợp các phần mềm chuyên ngành gồm MicroStation V8i và gCadas trong việc thành lập lưới khống chế đo vẽ và đo vẽ chi tiết.
- Xây dựng cơ sở dữ liệu không gian và thuộc tính bản đồ, phục vụ công tác lập hồ sơ địa chính và quản lý tài nguyên đất cấp cơ sở.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Quy trình công nghệ đo vẽ bản đồ bằng phương pháp RTK, phương pháp xử lý số liệu đo đạc và quy trình biên tập bản đồ số địa chính; các yếu tố không gian và thuộc tính của thửa đất.
- Phạm vi không gian: Tờ bản đồ địa chính số 20 tỷ lệ 1:1000 thuộc địa bàn xã Tân Dương, huyện Bảo Thắng, tỉnh Lào Cai.
- Phạm vi thời gian: Nghiên cứu được thực hiện trong đợt thực tập tốt nghiệp khóa học 2014 – 2018 (năm 2018).
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết và cơ sở pháp lý
Nghiên cứu được xây dựng trên hệ thống các văn bản quy phạm pháp luật và tiêu chuẩn kỹ thuật chuyên ngành do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành, bao gồm:
- Luật Đất đai năm 2013;
- Thông tư số 17/2010/TT-BTNMT quy định về chuẩn dữ liệu địa chính;
- Thông tư số 04/2013/TT-BTNMT quy định về xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai;
- Thông tư số 23/2014/TT-BTNMT quy định về Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, quyền sở hữu nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất;
- Thông tư số 24/2014/TT-BTNMT quy định về hồ sơ địa chính;
- Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT quy định về bản đồ địa chính;
- Thông tư số 28/2014/TT-BTNMT quy định về thống kê, kiểm kê đất đai và lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất.
Về cơ sở toán học bản đồ, khóa luận áp dụng Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000 với Ellipsoid WGS-84 quy ước quốc tế có các tham số:
- Bán trục lớn $a = 6.378.137,0\text{ m}$;
- Độ dẹt $\alpha = 1 / 298,25723563$;
- Tốc độ góc quay quanh trục $\omega = 7,292115 \times 10^{-11}\text{ rad/s}$;
- Hằng số trọng trường Trái Đất $GM = 398.600,5 \times 10^9\text{ m}^3/\text{s}^2$;
- Điểm gốc tọa độ quốc gia $N_{00}$ đặt tại Viện Công nghệ Địa chính, đường Hoàng Quốc Việt, Hà Nội; sử dụng kinh tuyến trục của tỉnh Lào Cai trong phép chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM.
Phương pháp nghiên cứu và công nghệ sử dụng
- Phương pháp đo động thời gian thực (RTK - Real-Time Kinematic): Sử dụng thiết bị định vị vệ tinh KOLIDA K9-T bao gồm một trạm tĩnh (Base) đặt tại điểm mốc nhà nước đã biết tọa độ và trạm động (Rover) di chuyển đo các điểm chi tiết ranh giới thửa đất. Số liệu hiệu chỉnh được truyền từ trạm Base tới Rover thông qua sóng Radio hoặc kết nối Bluetooth với sổ tay điện tử chạy phần mềm EGStar.
- Phương pháp tọa độ cực: Ứng dụng nguyên lý đo góc ngang, góc đứng và khoảng cách nghiêng/ngang để tính toán tọa độ mặt phẳng $(X_P, Y_P)$ của điểm chi tiết theo công thức:
$$X_P = X_{A1} + \Delta X_{A1-P} = X_{A1} + S \cdot \cos(\alpha_{A1-P})$$
$$Y_P = Y_{A1} + \Delta Y_{A1-P} = Y_{A1} + S \cdot \sin(\alpha_{A1-P})$$
(Trong đó $S$ là chiều dài cạnh, $\alpha_{A1-P}$ là góc phương vị).
- Phương pháp xử lý số liệu nội nghiệp và đồ họa:
- Sử dụng phần mềm đồ họa thiết kế MicroStation V8i để quản lý các lớp đối tượng đồ họa vector (định dạng tệp
.dgn), thiết lập tệp chuẩn (seed file), xử lý các đối tượng dạng điểm, đường, vùng và khung bản đồ.
- Ứng dụng phần mềm chuyên ngành gCadas để nhập dữ liệu đo thô, xây dựng cấu trúc không gian thửa đất (Topology), tự động tìm và sửa lỗi hình học (lỗi hở ranh, bắt nhầm đỉnh), gán nhãn thuộc tính thửa đất, tính toán diện tích và xuất hồ sơ kỹ thuật thửa đất.
Nguồn dữ liệu
- Dữ liệu tọa độ mốc khống chế trắc địa quốc gia trên địa bàn khu vực đo.
- Dữ liệu tọa độ thực địa thu thập trực tiếp từ máy thu RTK KOLIDA K9-T tại tờ bản đồ số 20 xã Tân Dương.
- Tài liệu hiện trạng sử dụng đất, hồ sơ địa chính và bản đồ địa chính cũ của xã Tân Dương do UBND xã và Công ty TNHH VietMap cung cấp.
Nội dung chính theo từng chương
Phần 1: Đặt vấn đề
Tác giả trình bày tính cấp thiết của công tác đo đạc, thành lập và chỉnh lý bản đồ địa chính chính quy phục vụ công tác quản lý nhà nước về đất đai; phân tích vai trò của khoa học công nghệ, đặc biệt là công nghệ GPS/RTK và các phần mềm xử lý dữ liệu địa chính số; xác định rõ mục đích, mục tiêu chung, mục tiêu cụ thể và ý nghĩa thực tiễn của đề tài đối với xã Tân Dương, huyện Bảo Thắng, tỉnh Lào Cai.
Phần 2: Tổng quan tài liệu
Chương này tập trung hệ thống hóa toàn diện các cơ sở lý luận và kỹ thuật:
- Khái niệm và vai trò bản đồ địa chính: Định nghĩa bản đồ địa chính dạng giấy và bản đồ số; phân loại bản đồ địa chính gốc và bản đồ địa chính cơ sở; làm rõ các yếu tố cấu thành gồm điểm, đường, thửa đất, thửa phụ, lô đất, khu đất/xứ đồng, thôn/bản và xã/phường.
- Cơ sở toán học và phân mảnh bản đồ: Phân tích phép chiếu Gauss-Kruger và phép chiếu UTM; quy định phân mảnh bản đồ từ tỷ lệ 1:10.000 (kích thước $60 \times 60\text{ cm}$, tương ứng diện tích 3.600 ha thực địa) chia thành 4 mảnh 1:5.000 (900 ha), chia tiếp thành 9 mảnh 1:2.000 (100 ha), chia tiếp thành 4 mảnh 1:1.000 (25 ha), 16 mảnh 1:500 (6,25 ha) và 100 mảnh 1:200 (1,00 ha).
- Yêu cầu kỹ thuật lưới khống chế: Viện dẫn các tiêu chuẩn đường chuyền kinh vĩ theo Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT về sai số trung phương vị trí điểm ($\le 5\text{ cm}$), sai số khép cạnh, sai số phương vị và sai số độ cao.
- Công nghệ RTK và thiết bị KOLIDA K9-T: Mô tả chi tiết quy trình đo 7 bước bằng máy RTK kết hợp sổ tay EGStar, bao gồm: kiểm tra pin/ăng-ten, bật nguồn Base, kết nối Bluetooth, khởi tạo Job mới và chọn hệ tọa độ VN-2000 Lào Cai, nhập tọa độ trạm Base, kết nối máy Rover qua sóng Radio và kiểm tra điểm khống chế trước khi đo chi tiết ở trạng thái nghiệm cố định (Fixed).
- Ứng dụng phần mềm tin học: Trình bày cấu trúc và tính năng của MicroStation V8i (quản lý file
.dgn, công cụ Fence, Reference, Drawing) và hệ thống các phân hệ chức năng của phần mềm gCadas (Hệ thống, Bản đồ tổng, Bản đồ địa chính, Tạo Topology, Hồ sơ thửa đất, Hồ sơ địa chính).
Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Trình bày tổng quan về địa bàn thực hiện tại xã Tân Dương, huyện Bảo Thắng; phân tích các điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội ảnh hưởng đến công tác đo đạc; xác lập quy trình công nghệ gồm 2 giai đoạn:
- Công tác ngoại nghiệp: Khảo sát thực địa, chọn mốc, đặt trạm Base, sử dụng đầu thu Rover đo các góc ranh thửa, đường giao thông, thủy hệ và địa vật liên quan.
- Công tác nội nghiệp: Chuyển đổi dữ liệu từ thiết bị đo, nhập điểm tọa độ vào môi trường đồ họa, tạo vùng topology, gán thông tin chủ sử dụng đất, vẽ nhãn thửa và biên tập bản đồ địa chính tờ số 20 tỷ lệ 1:1000.
Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Tác giả trình bày kết quả thực hiện các nội dung kỹ thuật:
- Đánh giá điều kiện khu vực đo: Phân tích đặc điểm địa hình đồi núi, phân bố khu dân cư và hiện trạng sử dụng đất xã Tân Dương theo số liệu thống kê năm 2017.
- Kết quả đo ngoại nghiệp: Vận hành thành công trạm Base và máy Rover KOLIDA K9-T thu thập toàn bộ các điểm chi tiết của tờ bản đồ số 20, đảm bảo điều kiện nghiệm giải số Fixed, xử lý gia số tọa độ $(\Delta X, \Delta Y, \Delta H)$ khi kiểm tra mốc chuẩn.
- Kết quả xử lý nội nghiệp trên gCadas và MicroStation V8i:
- Chuyển đổi tệp dữ liệu thô sang định dạng tương thích;
- Thiết lập đơn vị hành chính và trút điểm chi tiết lên bản vẽ;
- Tự động hóa quá trình tạo topology khép kín các vòng ranh thửa, xử lý dứt điểm các lỗi đồ họa;
- Gán nhãn thông tin địa chính (số thứ tự thửa, diện tích, loại đất, tên chủ sử dụng) và đồng bộ với cơ sở dữ liệu thuộc tính;
- Hoàn thiện việc biên tập, đóng khung và xuất bản tờ bản đồ địa chính số 20 tỷ lệ 1:1000 theo quy chuẩn kỹ thuật.
- Đánh giá và đề xuất: Đánh giá ưu thế về độ chính xác và thời gian đo của công nghệ RTK, đồng thời đề xuất giải pháp đồng bộ trang thiết bị cho cán bộ địa chính cấp cơ sở.
Phần 5: Kết luận và kiến nghị
Tổng kết các kết quả kỹ thuật đạt được trong quá trình đo đạc chỉnh lý tờ bản đồ số 20; đưa ra kiến nghị đối với các cấp quản lý nhằm tiếp tục mở rộng ứng dụng công nghệ đo đạc tiên tiến và phần mềm địa chính số trên toàn địa bàn huyện Bảo Thắng.
Kết quả và đóng góp
Số liệu kỹ thuật và kết quả đo đạc chính
Khóa luận đã áp dụng và tuân thủ các chỉ tiêu kỹ thuật của đường chuyền kinh vĩ và quy chuẩn phân mảnh bản đồ địa chính quy định tại Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT:
| STT |
Tiêu chí đánh giá chất lượng lưới địa chính |
Chỉ tiêu kỹ thuật theo quy định |
| 1 |
Trị tuyệt đối sai số trung phương vị trí điểm sau bình sai |
$\le 5\text{ cm}$ |
| 2 |
Sai số trung phương tương đối cạnh sau bình sai |
$\le 1:50.000$ |
| 3 |
Trị tuyệt đối sai số trung phương tuyệt đối cạnh dưới $400\text{ m}$ sau bình sai |
$\le 1,2\text{ cm}$ |
| 4 |
Trị tuyệt đối sai số trung phương phương vị cạnh sau bình sai (cạnh $\ge 400\text{ m}$) |
$\le 5\text{ giây}$ |
| 5 |
Trị tuyệt đối sai số trung phương phương vị cạnh sau bình sai (cạnh $< 400\text{ m}$) |
$\le 10\text{ giây}$ |
| 6 |
Trị tuyệt đối sai số trung phương độ cao sau bình sai (vùng đồng bằng) |
$\le 10\text{ cm}$ |
| 7 |
Trị tuyệt đối sai số trung phương độ cao sau bình sai (vùng núi) |
$\le 12\text{ cm}$ |
Thông số phân mảnh bản đồ địa chính từ hệ thống phân mảnh cơ bản:
| Tỷ lệ bản đồ |
Cơ sở phân mảnh |
Kích thước khung bản vẽ (cm) |
Kích thước thực tế (m) |
Diện tích thực địa (ha) |
| 1:10.000 |
Mảnh cơ sở |
$60 \times 60$ |
$6.000 \times 6.000$ |
3.600 |
| 1:5.000 |
Chia 4 từ mảnh 1:10.000 |
$60 \times 60$ |
$3.000 \times 3.000$ |
900 |
| 1:2.000 |
Chia 9 từ mảnh 1:5.000 |
$50 \times 50$ |
$1.000 \times 1.000$ |
100 |
| 1:1.000 |
Chia 4 từ mảnh 1:2.000 |
$50 \times 50$ |
$500 \times 500$ |
25 |
| 1:500 |
Chia 16 từ mảnh 1:2.000 |
$50 \times 50$ |
$250 \times 250$ |
6,25 |
| 1:200 |
Chia 100 từ mảnh 1:2.000 |
$50 \times 50$ |
$100 \times 100$ |
1,00 |
Giải pháp và kiến nghị của tác giả
- Tăng cường đầu tư trang thiết bị đo đạc công nghệ cao (máy GPS/RTK hai tần số) và các phần mềm biên tập bản đồ chuyên dụng cho cơ quan tài nguyên môi trường cấp huyện.
- Thường xuyên kiểm tra, bảo dưỡng và bảo vệ hệ thống mốc khống chế trắc địa nhà nước trên địa bàn để đảm bảo độ tin cậy cho các dự án đo đạc bổ sung.
- Đẩy nhanh tiến độ cấp mới, cấp đổi Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất dựa trên nền tảng bản đồ địa chính số đã được chỉnh lý đồng bộ.
Đóng góp kỹ thuật của đề tài
So với phương pháp đo đạc truyền thống (sử dụng máy kinh vĩ quang cơ hoặc máy toàn đạc điện tử yêu cầu phải thông hướng quang học giữa các điểm đo), phương pháp đo RTK giúp tinh giản nhân lực đo đạc ngoại nghiệp, không yêu cầu thiết lập quá nhiều trạm máy phụ và cho phép thu nhận tọa độ điểm chi tiết với độ chính xác cao trong thời gian thực. Việc tích hợp quy trình từ máy RTK sang phần mềm gCadas trên nền MicroStation V8i giúp tự động hóa khâu tạo topology và biên tập bản đồ, hạn chế sai sót chủ quan trong quá trình số hóa thủ công.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế: Nghiên cứu mới dừng lại ở phạm vi thử nghiệm và hoàn thiện trên 01 tờ bản đồ địa chính (tờ số 20 tỷ lệ 1:1000) tại xã Tân Dương; hiệu quả truyền tín hiệu của sóng Radio giữa trạm Base và Rover đôi khi bị ảnh hưởng bởi địa hình đồi núi che khuất và điều kiện thời tiết phức tạp.
- Hướng phát triển: Mở rộng việc ứng dụng quy trình công nghệ đo RTK và biên tập số liệu bằng gCadas cho toàn bộ các tờ bản đồ địa chính còn lại của xã Tân Dương cũng như các xã, thị trấn khác trên địa bàn huyện Bảo Thắng; kết nối đồng bộ cơ sở dữ liệu bản đồ với Hệ thống thông tin đất đai đa mục tiêu (LIS).
Giá trị tham khảo
- Đối tượng sử dụng: Sinh viên, học viên chuyên ngành Quản lý đất đai, Trắc địa - Bản đồ, Địa chính - Môi trường; kỹ thuật viên đo đạc tại các doanh nghiệp tư vấn bản đồ; cán bộ địa chính - xây dựng tại UBND cấp xã, phường và Chi nhánh Văn phòng Đăng ký đất đai cấp huyện.
- Nội dung tham khảo trọng tâm:
- Quy trình từng bước thiết lập trạm Base, trạm Rover và cài đặt phần mềm sổ tay EGStar trên thiết bị RTK KOLIDA K9-T;
- Trình tự nhập số liệu thô, xử lý lỗi đồ họa, tạo topology và tự động gán nhãn thuộc tính thửa đất trên phần mềm chuyên ngành gCadas kết hợp MicroStation V8i.
Câu hỏi thường gặp
1. Phần mềm gCadas được xây dựng dựa trên các văn bản quy phạm pháp luật nào?
Phần mềm gCadas được thiết kế tuân thủ hệ thống văn bản quy chuẩn của Bộ Tài nguyên và Môi trường gồm: Thông tư số 17/2010/TT-BTNMT (chuẩn dữ liệu địa chính), Thông tư số 04/2013/TT-BTNMT (xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai), Thông tư số 23/2014/TT-BTNMT (in Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất), Thông tư số 24/2014/TT-BTNMT (hồ sơ địa chính), Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT (bản đồ địa chính) và Thông tư số 28/2014/TT-BTNMT (thống kê, kiểm kê đất đai và lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất).
2. Thiết bị đo RTK chính được tác giả sử dụng trong khóa luận là loại máy nào và phần mềm điều khiển sổ tay là gì?
Tác giả sử dụng thiết bị đo RTK model KOLIDA K9-T kết hợp với sổ tay điện tử cài đặt phần mềm điều khiển EGStar để thực hiện cấu hình trạm Base, trạm Rover và thu thập tọa độ điểm chi tiết ngoài thực địa.
3. Quy trình thiết lập trạm Base khi đo RTK gồm những bước cơ bản nào?
Quy trình gồm: bật nguồn trạm Base, kết nối Bluetooth giữa sổ tay và trạm Base qua phần mềm EGStar, tạo Job mới và chọn hệ tọa độ VN-2000 Lào Cai, nhập tọa độ chuẩn của mốc khống chế và chiều cao ăng-ten trạm Base, kích hoạt phát tín hiệu (đèn TX nhấp nháy xanh) và đồng bộ kênh Radio với máy Rover.
4. Mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 có kích thước khung vẽ và diện tích thực tế ngoài thực địa là bao nhiêu?
Theo quy chuẩn phân mảnh bản đồ địa chính, mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1000 được chia từ mảnh tỷ lệ 1:2.000 thành 4 ô vuông; kích thước khung trong tiêu chuẩn của bản vẽ là $50 \times 50\text{ cm}$, tương ứng với kích thước thực tế ngoài thực địa là $0,5 \times 0,5\text{ km}$ ($500 \times 500\text{ m}$) và diện tích đo vẽ là 25 ha.
5. Định dạng tệp làm việc mặc định trong phần mềm MicroStation V8i là gì?
Tệp bản vẽ thiết kế trong phần mềm MicroStation V8i được lưu trữ và xử lý dưới định dạng chuẩn là .dgn.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Lò Văn Tiến đã hệ thống hóa cơ sở lý thuyết và hoàn thiện quy trình ứng dụng công nghệ đo động thời gian thực RTK bằng máy thu KOLIDA K9-T kết hợp phần mềm MicroStation V8i và gCadas trong công tác chỉnh lý bản đồ địa chính. Nghiên cứu đã thực hiện thành công việc đo vẽ, xử lý topology, đồng bộ dữ liệu thuộc tính và biên tập hoàn chỉnh tờ bản đồ địa chính số 20 tỷ lệ 1:1000 tại xã Tân Dương, huyện Bảo Thắng, tỉnh Lào Cai. Kết quả đề tài minh chứng cho tính hiệu quả, độ chính xác và khả năng ứng dụng thực tiễn của công nghệ đo đạc số trong việc hiện đại hóa công tác quản lý nhà nước về đất đai tại địa phương.
