Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đất đai là tài nguyên thiên nhiên quý giá, tư liệu sản xuất đặc biệt và là nguồn đầu vào quan trọng của nhiều ngành kinh tế. Dưới tác động từ các hoạt động nhân sinh và tự nhiên, tình trạng biến động đất đai diễn ra liên tục, đặt ra yêu cầu cấp thiết về công tác quản lý Nhà nước đối với nguồn tài nguyên này. Để quản lý đất đai chặt chẽ, khoa học và đúng quy định của Bộ Tài nguyên và Môi trường, việc thành lập hệ thống bản đồ địa chính chính quy và lập hồ sơ địa chính đồng bộ là nhiệm vụ trọng tâm hàng đầu. Tại khu vực đô thị như thành phố Hà Nội, tốc độ đô thị hóa nhanh đòi hỏi tài liệu bản đồ địa chính phải có độ chính xác cao, tỷ lệ lớn để phục vụ đăng ký đất đai, cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, lập quy hoạch và giải quyết tranh chấp.

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Bùi Văn Chuẩn được thực hiện nhằm giải quyết các nhiệm vụ thực tiễn về kỹ thuật đo đạc và thành lập bản đồ địa chính tại địa bàn cơ sở. Mục tiêu nghiên cứu được tác giả xác định cụ thể gồm 3 nội dung:

  1. 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 tỉ lệ 1:500 tại phường Phú Diễn, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội.
  2. Hỗ trợ việc quản lý hồ sơ địa chính và công tác quản lý nhà nước về đất đai cho Ủy ban nhân dân các cấp.
  3. Nghiên cứu khả năng ứng dụng của công nghệ tin học bao gồm hệ thống phần mềm trắc địa, máy toàn đạc điện tử trong công tác thành lập bản đồ địa chính và quản lý cơ sở dữ liệu tài nguyên đất tại phường Phú Diễn.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài được giới hạn như sau:

  • Đối tượng nghiên cứu: Kỹ thuật sử dụng máy toàn đạc điện tử và các phần mềm đồ họa chuyên ngành (MicroStation, VietMap XM) trong việc xây dựng lưới khống chế đo vẽ, đo vẽ chi tiết và xử lý dữ liệu bản đồ địa chính. Trong phần thuyết minh đối tượng nghiên cứu, tác giả đề cập đến việc biên tập và xử lý số liệu của tờ bản đồ số 17 và hoàn thiện sản phẩm ở tờ bản đồ số 41.
  • Phạm vi không gian: Khu vực đo vẽ thuộc địa bàn phường Phú Diễn, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội, trọng tâm là khu vực thành lập tờ bản đồ địa chính số 41 tỷ lệ 1:500.
  • Phạm vi thời gian: Đề tài được triển khai thực tập và nghiên cứu thực tế từ ngày 02 tháng 01 năm 2018 đến ngày 10 tháng 04 năm 2018, phối hợp cùng Đội đo đạc thuộc Công ty Cổ phần Phát triển Bất động sản Sài Gòn.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở lý luận của khóa luận dựa trên các quy chuẩn kỹ thuật trắc địa bản đồ và quy định quản lý đất đai của Bộ Tài nguyên và Môi trường, đặc biệt là các quy chuẩn biên tập bản đồ địa chính theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT. Về mặt toán học, bản đồ được xây dựng dựa trên Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000 áp dụng phép chiếu UTM (Universal Transverse Mercator) và Elipxoid WGS84 với các tham số chính thức: bán trục lớn $a = 6.378.137,0$ m; độ dẹt $\alpha = 1/298,25723563$; tốc độ quay quanh trục $\omega = 7.292.115,0 \times 10^{-11}$ rad/s; hằng số trọng trường Trái Đất $GM = 3.986.005 \times 10^8 \text{ m}^3/\text{s}^2$; điểm gốc tọa độ quốc gia $N_{00}$ đặt tại Viện Công nghệ Địa chính, đường Hoàng Quốc Việt, Hà Nội. Khu vực Hà Nội nằm trong phạm vi kinh tuyến trục quy định từ $103^\circ$ đến $109^\circ$ với múi chiếu hẹp nhằm khống chế độ biến dạng chiều dài.

Về phương pháp phân mảnh bản đồ, mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500 được chia từ mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2000 thành 16 ô vuông (mỗi ô vuông có kích thước thực tế ngoài thực địa là $0,25 \times 0,25$ km, diện tích 6,25 ha, kích thước khung trong tiêu chuẩn trên bản đồ là $50 \times 50$ cm). Số hiệu mảnh 1:500 gồm số hiệu mảnh 1:2000, gạch nối và số thứ tự ô vuông từ 1 đến 16 đặt trong dấu ngoặc đơn.

Quy định kỹ thuật xây dựng lưới đường chuyền kinh vĩ khu vực đô thị phục vụ đo vẽ tỷ lệ 1:500 được tổng hợp trong bảng tiêu chuẩn kỹ thuật sau:

Cấp đường chuyền Chiều dài tuyến lớn nhất $[S]_{\max}$ (m) Sai số trung phương đo góc $m_\beta$ (giây) Sai số khép tương đối $f_S/[S]$
Đường chuyền kinh vĩ 1 (KV1) 600 15" 1:4000
Đường chuyền kinh vĩ 2 (KV2) 300 15" 1:2500

Các yêu cầu kỹ thuật đi kèm bao gồm: chiều dài cạnh đường chuyền không vượt quá 400 m và không ngắn hơn 20 m; chiều dài hai cạnh kề nhau không chênh lệch quá 2,5 lần; số cạnh trong một tuyến đường chuyền không quá 15 cạnh; sai số trung phương đo cạnh sau bình sai không lớn hơn 0,05 m; sai số khép góc $f_\beta \le 2 m_\beta \sqrt{n}$; chênh lệch hướng quy "0" nhỏ hơn hoặc bằng 20"; sai số chênh cao đo đi và đo về không vượt quá $\pm 100\sqrt{L}$ mm ($L$ tính bằng km).

Phương pháp nghiên cứu thực tế gồm:

  • Phương pháp khảo sát, thu thập tài liệu: Thu thập số liệu tọa độ mốc gốc, hồ sơ địa giới hành chính, số liệu tự nhiên, kinh tế - xã hội từ UBND phường Phú Diễn và Phòng Tài nguyên và Môi trường quận Bắc Từ Liêm.
  • Phương pháp đo đạc ngoại nghiệp: Sử dụng máy GPS Trimble 4600LS (loại 1 tần số) đo tĩnh để xây dựng lưới khống chế mặt bằng. Sử dụng máy toàn đạc điện tử Leica TCRA 1103 plus thực hiện đo góc, cạnh đường chuyền kinh vĩ và đo chi tiết các góc thửa đất, công trình theo phương pháp tọa độ cực.
  • Phương pháp xử lý dữ liệu và biên tập nội nghiệp: Sử dụng phần mềm trút số liệu, phần mềm bình sai đường chuyền, phần mềm thiết kế đồ họa MicroStation V8i (quản lý 63 lớp dữ liệu, 256 bảng màu, thiết lập Working Units) kết hợp phần mềm biên tập bản đồ địa chính VietMap XM để sửa lỗi hình học, tạo vùng (topology), gắn nhãn thửa và xuất dữ liệu.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Tác giả trình bày tính cấp thiết của công tác quản lý đất đai trong bối cảnh phát triển kinh tế và biến động đất đai nhanh chóng tại khu vực đô thị hóa. Nội dung nêu bật vai trò pháp lý nền tảng của bản đồ địa chính chính quy đối với các hoạt động cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, thống kê, thanh tra và giải quyết tranh chấp đất đai. Phần này xác định 3 mục tiêu cụ thể, ý nghĩa khoa học trong việc làm chủ công nghệ đo đạc số hóa (GIS, toàn đạc điện tử) và ý nghĩa thực tiễn đối với công tác chuẩn hóa dữ liệu địa chính cơ sở tại phường Phú Diễn.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Nội dung chương tập trung hệ thống hóa toàn diện các lý thuyết chuyên ngành về bản đồ địa chính, gồm khái niệm, mục đích sử dụng, các yếu tố nội dung biểu thị (điểm khống chế, ranh giới hành chính, ranh giới thửa đất, loại đất, công trình xây dựng, giao thông, thủy văn, địa vật, mốc quy hoạch, dáng đất). Phân tích chi tiết cơ sở toán học của hai phép chiếu đẳng góc Gauss - Kruger và UTM, các tham số kỹ thuật chuẩn của Hệ quy chiếu VN-2000 và quy tắc chia mảnh bản đồ từ tỷ lệ 1:10000 xuống 1:200.

Về phương diện kỹ thuật, chương trình bày phương pháp thành lập lưới khống chế trắc địa, các chỉ tiêu kỹ thuật của đường chuyền kinh vĩ cấp 1 và cấp 2, cấu tạo 3 khối của máy toàn đạc điện tử (máy đo xa điện tử EDM, máy kinh vĩ số DT và bộ vi xử lý CPU), nguyên tắc tính toán tọa độ cực ($X, Y, H$). Đồng thời, tác giả thuyết minh chi tiết cấu trúc phần mềm MicroStation V8i (các thanh công cụ Primary, Attributes, Standard, Main, bảng Snap Mode, cơ chế phân tầng 63 Level) và các phân hệ chức năng của phần mềm VietMap XM theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT (tạo topology, kiểm tra tiếp biên, gán nhãn địa chính, xuất hồ sơ giải tỏa).

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

Chương 3 xác định cụ thể đối tượng nghiên cứu là quy trình ứng dụng máy toàn đạc điện tử kết hợp phần mềm MicroStation và VietMap XM trong đo vẽ thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500 tại phường Phú Diễn (tập trung biên tập tờ bản đồ số 41). Địa điểm thực hiện gắn liền với hoạt động sản xuất của Công ty Cổ phần Phát triển Bất động sản Sài Gòn từ tháng 1 đến tháng 4 năm 2018. Khung nội dung nghiên cứu gồm 3 phần: nghiên cứu điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội; thực trạng quản lý đất đai; quy trình kỹ thuật đo vẽ thành lập bản đồ địa chính tờ 41 từ công tác ngoại nghiệp đến nội nghiệp. Bốn nhóm phương pháp nghiên cứu được xác lập cụ thể: khảo sát thu thập tài liệu, phương pháp đo đạc ngoại nghiệp (GPS Trimble 4600LS và Leica TCRA 1103 plus), phương pháp xử lý số liệu bình sai và phương pháp bản đồ số.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương này phản ánh toàn bộ dữ liệu thực địa và kết quả kỹ thuật đạt được:

  • Điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội: Phường Phú Diễn nằm ở trung tâm quận Bắc Từ Liêm, cách trung tâm Hà Nội khoảng 10 km; tiếp giáp các phường Cổ Nhuế 1, Cổ Nhuế 2, Minh Khai, Mai Dịch, Cầu Diễn và Phúc Diễn. Khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ trung bình năm đạt $24^\circ$C (cao nhất $32^\circ$C vào tháng 6 - 7, thấp nhất $13^\circ$C vào tháng 1), tổng nhiệt độ hàng năm là $8.700^\circ$C, lượng bốc hơi trung bình 938 mm/năm, độ ẩm trung bình 82%, số ngày mưa từ 140 - 145 ngày/năm (lượng mưa tháng 7, 8, 9 chiếm 70% cả năm, riêng tháng 8 đạt 300 - 500 mm). Địa hình nghiêng Tây Bắc - Đông Nam, cao độ trung bình từ 6,0 m đến 6,5 m (phía Bắc ven sông Hồng cao từ 8 - 11 m). Mạng lưới thủy văn chịu chi phối của sông Hồng (chảy qua quận hơn 7 km, lưu lượng mùa lũ đạt $15.000 \text{ m}^3/\text{s}$, mùa cạn $920 \text{ m}^3/\text{s}$), sông Nhuệ (điều tiết qua cống Liên Mạc) và sông Pheo. Hạ tầng giao thông gồm các tuyến huyết mạch: đường Bắc Thăng Long - Nội Bài (Phạm Văn Đồng dài qua quận 5,5 km, mặt cắt 23,5 m), đường 70 (dài 13 km, rộng 10,5 m), đường 23 (dài 7,5 km), đường 69. Tốc độ tăng trưởng sản xuất các ngành giai đoạn 2001-2005 đạt 17,8%/năm, giai đoạn 2006-2011 đạt 18,9%/năm.
  • Công tác đo vẽ và biên tập bản đồ: Khóa luận mô tả quy trình bố trí lưới khống chế đo vẽ, sử dụng điểm gốc tọa độ nhà nước, lập trạm đo dã ngoại bằng máy Leica TCRA 1103 plus, trút dữ liệu qua tệp tọa độ không gian ($X, Y, H$), nhập số liệu vào MicroStation V8i để phun điểm chi tiết lên bản vẽ tổng, nối vẽ ranh giới thửa đất theo sổ đo và sơ đồ ngoại nghiệp. Dữ liệu sau đó được xử lý trên phần mềm VietMap XM để làm sạch đồ họa, tự động tạo vùng topology, tính diện tích thửa đất, kiểm tra tiếp biên, gán số thửa, loại đất và biên tập hoàn thiện tờ bản đồ địa chính số 41 tỷ lệ 1:500.

Phần 5: Kết luận và đề nghị

Khóa luận tổng kết việc hoàn thành các nội dung nghiên cứu theo đề cương: xây dựng cơ sở dữ liệu số cho tờ bản đồ số 41, nắm vững công nghệ tích hợp giữa thiết bị ngoại nghiệp và phần mềm nội nghiệp. Tác giả đưa ra các đề xuất về việc tiếp tục tăng cường đầu tư trang thiết bị đo đạc đồng bộ, đẩy mạnh cấp đổi giấy chứng nhận quyền sử dụng đất và ứng dụng công nghệ thông tin vào quản lý hồ sơ địa chính tại địa phương.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đạt được các kết quả kỹ thuật cụ thể dựa trên số liệu thực tế tại thực địa:

  • Xây dựng hoàn chỉnh lưới khống chế đo vẽ và thực hiện đo đạc chi tiết toàn bộ các góc thửa, ranh giới sử dụng đất, nhà ở, công trình xây dựng, đường giao thông, hệ thống thủy văn trên phạm vi khu đo tờ bản đồ số 41 bằng máy toàn đạc điện tử Leica TCRA 1103 plus.
  • Thực hiện trút số liệu, tính toán tọa độ không gian 3 chiều ($X, Y, H$) và liên kết dữ liệu thành công giữa môi trường đồ họa MicroStation V8i và tiện ích biên tập bản đồ VietMap XM.
  • Hoàn thành biên tập sản phẩm bản đồ địa chính tờ số 41 tỷ lệ 1:500 tại phường Phú Diễn, đáp ứng đầy đủ quy chuẩn kỹ thuật theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT, bao gồm: phân lớp đối tượng chính xác (63 lớp dữ liệu), đóng vùng topology không để xảy ra lỗi bắt nhầm đỉnh thửa hoặc bỏ sót thửa, gán nhãn đầy đủ số hiệu thửa, diện tích và loại đất.
  • Về giải pháp và đề xuất: Tác giả kiến nghị chính quyền địa phương và cơ quan chuyên môn cần ứng dụng triệt để quy trình số hóa bằng máy toàn đạc kết hợp phần mềm chuyên dụng nhằm rút ngắn thời gian thành lập bản đồ; tăng cường kiểm tra, đối soát ranh giới sử dụng đất ngoài thực địa để hạn chế tranh chấp phát sinh trong quá trình cấp giấy chứng nhận.
  • Đóng góp khoa học: Khóa luận hệ thống hóa và minh chứng tính hiệu quả của quy trình phối hợp kỹ thuật trắc địa hiện đại (đo GPS tĩnh kết hợp toàn đạc điện tử) với các phần mềm đồ họa chuyên dùng trong việc hiện đại hóa công tác thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ lớn tại vùng đô thị có mật độ dân cư và mật độ xây dựng cao.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Thời gian thực tập tốt nghiệp có giới hạn (khoảng hơn 3 tháng, từ tháng 1 đến tháng 4 năm 2018) và kinh nghiệm thực tế của tác giả chưa nhiều nên phạm vi nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở việc hoàn thiện thực nghiệm trên một tờ bản đồ địa chính cụ thể (tờ số 41). Quá trình đo đạc ngoại nghiệp chịu ảnh hưởng bất lợi từ điều kiện thời tiết (mưa gây ngập úng cục bộ) và đặc điểm đất đai đô thị có mật độ nhà ở dày đặc, ranh giới che khuất nhiều.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Tiếp tục triển khai quy trình công nghệ này để đo vẽ bổ sung và hoàn thiện toàn bộ các tờ bản đồ địa chính còn lại trên phạm vi toàn phường Phú Diễn; tích hợp cơ sở dữ liệu không gian của bản đồ vào hệ thống thông tin đất đai (LIS/GIS) nhằm phục vụ quản lý biến động đất đai thường xuyên và cải cách thủ tục hành chính tại quận Bắc Từ Liêm.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu tham khảo thực nghiệm hữu ích cho sinh viên, học viên thuộc các chuyên ngành Quản lý đất đai, Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ, Địa chính và Quản lý tài nguyên môi trường. Đề tài đặc biệt có giá trị đối với những người thực hiện đồ án tốt nghiệp hoặc dự án sản xuất có nội dung thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ lớn ($1:500, 1:1000$) ở khu vực đô thị.

Các nội dung có giá trị tham khảo chuyên môn cao bao gồm:

  • Quy trình kỹ thuật chi tiết từng bước khi vận hành máy toàn đạc điện tử Leica TCRA 1103 plus và máy GPS Trimble 4600LS từ khâu thiết lập trạm máy, đặt hướng quy "0", ghi sổ đo đến trút dữ liệu tọa độ.
  • Các bảng tra cứu chỉ tiêu kỹ thuật khống chế đo vẽ đường chuyền kinh vĩ theo quy phạm hiện hành.
  • Hướng dẫn thao tác thực tế trên phần mềm MicroStation V8i và phân hệ bản đồ địa chính của VietMap XM theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT trong các bước xử lý tệp $XYH$, vẽ điểm, tạo topology và biên tập khung bản đồ chuẩn.

Câu hỏi thường gặp

1. Kích thước và diện tích chuẩn của một mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500 được quy định như thế nào?

Theo quy phạm chia mảnh bản đồ địa chính được trình bày trong khóa luận, mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500 được chia từ mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2000 thành 16 ô vuông. Mỗi ô vuông có kích thước thực tế ngoài thực địa là $0,25 \times 0,25$ km, tương ứng với diện tích là 6,25 ha. Kích thước khung trong tiêu chuẩn trên giấy vẽ của mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500 là $50 \times 50$ cm.

2. Tác giả đã sử dụng những trang thiết bị và phần mềm cụ thể nào trong quá trình thực hiện đề tài?

Về phần cứng và thiết bị ngoại nghiệp, tác giả sử dụng máy GPS Trimble 4600LS (GPS 1 tần số) để đo tĩnh lưới khống chế mặt bằng, máy toàn đạc điện tử Leica TCRA 1103 plus để đo góc, cạnh đường chuyền và đo chi tiết, cùng các phụ kiện như gương sào, giá ba chân dọi tâm quang học, thước thép 2 m. Về phần mềm nội nghiệp, tác giả sử dụng MicroStation V8i làm nền tảng đồ họa và phần mềm VietMap XM (cập nhật theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT) để xử lý dữ liệu và biên tập bản đồ địa chính.

3. Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của đường chuyền kinh vĩ khu vực đô thị tỷ lệ 1:500 được quy định ra sao?

Theo Bảng 2.1 trong văn bản, đối với khu vực đô thị tỷ lệ 1:500, chiều dài tuyến lớn nhất $[S]{\max}$ của đường chuyền cấp 1 (KV1) là 600 m, cấp 2 (KV2) là 300 m. Sai số trung phương đo góc $m\beta$ của cả hai cấp đều không vượt quá 15 giây. Sai số khép tương đối $f_S/[S]$ đối với cấp KV1 không vượt quá 1:4000 và đối với cấp KV2 không vượt quá 1:2500.

4. Tọa độ điểm chi tiết ngoài thực địa được tính toán từ các yếu tố đo nào của máy toàn đạc điện tử?

Tọa độ phẳng ($X_P, Y_P$) và độ cao ($H$) của điểm chi tiết được máy toàn đạc điện tử tính toán dựa trên phương pháp tọa độ cực thông qua: tọa độ điểm trạm máy ($X_A, Y_A, H_A$), tọa độ điểm định hướng ($X_B, Y_B$), chiều cao máy ($i_m$), chiều cao gương ($l_g$), khoảng cách nghiêng ($D$) chuyển đổi về khoảng cách ngang ($S = D \cdot \cos v$), góc bằng kẹp giữa hướng mở đầu và hướng ngắm điểm đo, cùng góc đứng ($v$) hoặc góc thiên đỉnh ($z$).

5. Đặc điểm tự nhiên và thủy văn tại phường Phú Diễn có những yếu tố nào tác động đến công tác đo vẽ địa chính?

Phường Phú Diễn có địa hình tương đối bằng phẳng với cao độ trung bình từ 6,0 m đến 6,5 m, nghiêng theo hướng Tây Bắc - Đông Nam. Khu vực chịu ảnh hưởng của chế độ thủy văn sông Hồng, sông Nhuệ và sông Pheo. Vào mùa mưa (tập trung từ tháng 5 đến tháng 10, chiếm 70% lượng mưa cả năm, đỉnh điểm tháng 8 lượng mưa từ 300 - 500 mm), địa bàn dễ xảy ra tình trạng ngập úng trên các tuyến đường và đồng ruộng, gây khó khăn cho việc định vị mốc khống chế và đo ngắm ngoại nghiệp.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Bùi Văn Chuẩn đã hoàn thành mục tiêu ứng dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử Leica TCRA 1103 plus vào công tác thành lập bản đồ địa chính tờ số 41 tỷ lệ 1:500 tại phường Phú Diễn, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội. Đề tài đã hệ thống hóa cơ sở lý luận, tuân thủ các chỉ tiêu kỹ thuật khống chế mặt bằng và quy chuẩn phân mảnh bản đồ trong Hệ quy chiếu quốc gia VN-2000. Toàn bộ quy trình xử lý nội nghiệp được thực hiện bài bản qua phần mềm MicroStation V8i và VietMap XM theo đúng Thông tư 25/2014/TT-BTNMT, tạo ra sản phẩm bản đồ bảo đảm độ chính xác, đóng góp thiết thực cho công tác quản lý Nhà nước về đất đai tại địa phương.