Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Công tác đo đạc lập bản đồ địa chính, xây dựng hồ sơ địa chính và đăng ký, cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất là những nội dung trọng tâm trong quản lý nhà nước về đất đai theo quy định của Luật Đất đai. Bản đồ địa chính là tài liệu cơ sở cung cấp thông tin không gian và thuộc tính pháp lý đến từng thửa đất, phục vụ công tác quy hoạch, giao đất, thu hồi đất, thống kê kiểm kê và giải quyết tranh chấp đất đai. Tại thị trấn Phố Lu, huyện Bảo Thắng, tỉnh Lào Cai, nhằm hoàn thiện hệ thống tư liệu quản lý đất đai chính quy, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Lào Cai đã phê duyệt cho Công ty TNHH VIETMAP tổ chức khảo sát, lập Thiết kế kỹ thuật - Dự toán đo vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ 1/10000, 1/1000, 1/500 và cấp giấy chứng nhận. Trên cơ sở đó, đề tài "Ứng dụng công nghệ tin học vào thành lập bản đồ địa chính TT. Phố Lu - huyện Bảo Thắng - tỉnh Lào Cai" được thực hiện.

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

  1. Ứng dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử vào đo vẽ chi tiết và biên tập một tờ bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 tại thị trấn Phố Lu, huyện Bảo Thắng, tỉnh Lào Cai (cụ thể là tờ bản đồ số 20).
  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 và 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 thị trấn Phố Lu.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Ứng dụng máy toàn đạc điện tử, phần mềm MicroStation và phần mềm TMV.MAP (FAMIS) trong việc xây dựng lưới khống chế đo vẽ, đo vẽ chi tiết và biên tập bản đồ địa chính.
  • Phạm vi không gian: Khu vực thị trấn Phố Lu, huyện Bảo Thắng, tỉnh Lào Cai; tập trung nghiên cứu và biên tập hoàn chỉnh tờ bản đồ địa chính số 20 tỷ lệ 1:1000.
  • Thời gian và địa điểm thực hiện: Thời gian thực tập từ ngày 02/01/2018 đến ngày 25/04/2018 tại Công ty TNHH VIETMAP và địa bàn thị trấn Phố Lu.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở lý luận và khung pháp lý

Khóa luận xây dựng trên các căn cứ lý luận về trắc địa - địa chính, quy định của Luật Đất đai 2003 và hệ thống quy trình, quy phạm đo vẽ bản đồ địa chính do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành. Các khái niệm nền tảng bao gồm: bản đồ địa chính, thửa đất, thửa đất phụ, lô đất, xứ đồng và các yếu tố nội dung bản đồ (ranh giới thửa, loại đất, công trình xây dựng, giao thông, thủy văn, địa vật, mốc giới quy hoạch).

Về cơ sở toán học:

  • Hệ quy chiếu và hệ tọa độ: Hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN-2000 (sử dụng Elipxoid WGS-84 với bán trục lớn $a = 6378137{,}0\text{ m}$, độ dẹt $\alpha = 1/298{,}25723563$, tốc độ quay $\omega = 7292115{,}0 \times 10^{-11}\text{ rad/s}$, hằng số trọng trường $GM = 3986005 \times 10^8\text{ m}^3/\text{s}^2$, điểm gốc tọa độ quốc gia N00 tại Hoàng Quốc Việt, Hà Nội).
  • Phép chiếu: Phép chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM kết hợp kinh tuyến trục quy định cho tỉnh Lào Cai để đảm bảo độ biến dạng chiều dài nằm trong giới hạn cho phép.
  • Quy chuẩn phân mảnh bản đồ: Hệ thống chia mảnh bản đồ địa chính từ tỷ lệ 1:10000 ($6 \times 6\text{ km}$, kích thước khung $60 \times 60\text{ cm}$, diện tích 3600 ha), 1:5000 ($3 \times 3\text{ km}$, 900 ha), 1:2000 ($1 \times 1\text{ km}$, 100 ha), 1:1000 ($0{,}5 \times 0{,}5\text{ km}$, chia làm 4 ô a, b, c, d từ mảnh 1:2000, diện tích 25 ha, khung $50 \times 50\text{ cm}$), 1:500 (16 ô từ mảnh 1:2000, diện tích 6,25 ha) và 1:200 (100 ô từ mảnh 1:2000, diện tích 1,0 ha).

Thiết bị và phương pháp kỹ thuật

  1. Phương pháp thành lập lưới khống chế: Thiết kế và đo đạc đường chuyền kinh vĩ cấp 1 và cấp 2 (KV1, KV2) dựa trên các điểm tọa độ nhà nước và điểm địa chính cơ sở. Các chỉ tiêu kỹ thuật tuân thủ quy chuẩn: chiều dài cạnh từ 20 m đến 400 m, số cạnh không quá 15, sai số trung phương đo cạnh sau bình sai $\le 0{,}05\text{ m}$, sai số khép góc $f_\beta \le 2m_\beta \sqrt{n}$.
  2. Phương pháp đo vẽ chi tiết: Sử dụng phương pháp tọa độ cực bằng máy toàn đạc điện tử SOUTH NTS-340B. Tọa độ điểm chi tiết $P$ được tính toán từ trạm máy $A_1$ và điểm định hướng theo công thức: $$X_P = X_{A1} + \Delta X_{A1-P} = X_{A1} + S \cdot \cos\alpha_{A1-P}$$ $$Y_P = Y_{A1} + \Delta Y_{A1-P} = Y_{A1} + S \cdot \sin\alpha_{A1-P}$$ Độ cao $H$ được xác định theo phương pháp đo cao lượng giác kết hợp đồng thời trong quá trình đo góc và cạnh nghiêng.
  3. Phương pháp công nghệ thông tin và phần mềm xử lý:
    • Phần mềm trút và chuyển đổi số liệu: Southchange (trút dữ liệu từ máy đo SOUTH dưới dạng tệp FC5 sang định dạng tệp số liệu ASC), phần mềm chuyển đổi TDC của TOCO.
    • Môi trường đồ họa: Phần mềm nền MicroStation kết hợp bộ Mapping Office (MGE, I/RASC, I/RASB, I/GEOVEC).
    • Phần mềm biên tập địa chính chuyên dụng: TMV.MAP (chạy trên nền MicroStation), tích hợp các công cụ kiểm tra và sửa lỗi topology (MRFClean, MRFFlag), tạo vùng thửa đất, gán nhãn thuộc tính, đánh số thửa tự động, tạo nhãn thông tin và vẽ khung bản đồ.

Nguồn dữ liệu thu thập

  • Số liệu điểm tọa độ khống chế trắc địa và tài liệu địa chính từ Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Bảo Thắng, UBND thị trấn Phố Lu.
  • Số liệu thống kê đất đai, dân số, kinh tế - xã hội địa phương năm 2017 - 2018.
  • Dữ liệu đo đạc ngoại nghiệp thực tế gồm 1 điểm địa chính và 189 điểm lưới kinh vĩ của toàn khu đo.

Nội dung chính theo từng chương

Mở đầu

Trình bày tính cấp thiết của công tác đo vẽ bản đồ địa chính chính quy phục vụ quản lý đất đai tại thị trấn Phố Lu, huyện Bảo Thắng; mục đích, yêu cầu kỹ thuật và ý nghĩa khoa học - thực tiễn của đề tài trong việc rèn luyện kỹ năng xây dựng cơ sở dữ liệu GIS và thành lập bản đồ địa chính số.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Hệ thống hóa toàn diện cơ sở lý thuyết về bản đồ địa chính: khái niệm, các yếu tố nội dung cơ bản (ranh giới, loại đất, công trình, thủy hệ, giao thông); cơ sở toán học (lưới chiếu Gauss-Kruger, phép chiếu UTM, hệ tọa độ VN-2000); quy tắc phân mảnh và danh pháp bản đồ địa chính các tỷ lệ từ 1:10000 đến 1:200. Chương này trình bày chi tiết các yêu cầu kỹ thuật của lưới đường chuyền kinh vĩ, nguyên lý đo tọa độ cực bằng máy toàn đạc điện tử, cấu tạo ba khối chính (EDM, kinh vĩ số DT, vi xử lý CPU), cùng cấu trúc các phần mềm MicroStation, Mapping Office và chức năng xử lý dữ liệu của phần mềm TMV.MAP.

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

Xác định đối tượng nghiên cứu là quy trình ứng dụng máy toàn đạc điện tử SOUTH NTS-340B và hệ thống phần mềm MicroStation, TMV.MAP để thành lập tờ bản đồ địa chính số 20 tỷ lệ 1:1000 tại thị trấn Phố Lu (thời gian thực tập từ 02/01/2018 đến 25/04/2018 tại Công ty TNHH VIETMAP). Xác lập các phương pháp nghiên cứu: phương pháp khảo sát thu thập số liệu, phương pháp đo đạc ngoại nghiệp, phương pháp xử lý số liệu bình sai đường chuyền và phương pháp biên tập bản đồ số.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu & thảo luận

Tập trung trình bày ba khối nội dung chính:

  1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và quản lý đất đai thị trấn Phố Lu: Vị trí địa lý huyện lỵ Bảo Thắng tiếp giáp sông Hồng, có Quốc lộ 4E, tuyến đường sắt Hà Nội - Lào Cai và đường cao tốc chạy qua; đặc điểm địa hình thung lũng xen đồi bát úp; khí hậu nhiệt đới gió mùa. Phân tích hiện trạng dân số 2017 (6.832 nhân khẩu/1.571 hộ tại 13 khu dân cư) và cơ cấu sử dụng đất năm 2018 (tổng diện tích tự nhiên 1642,13 ha).
  2. Hiện trạng tài liệu bản đồ: Thống kê số lượng bản đồ hiện có gồm 01 tờ tỷ lệ 1:10000, 42 tờ tỷ lệ 1:1000 và 22 tờ tỷ lệ 1:500.
  3. Thành lập tờ bản đồ địa chính số 20 tỷ lệ 1:1000: Thực hiện các bước ngoại nghiệp và nội nghiệp:
    • Sử dụng hệ thống 1 điểm địa chính và 189 điểm lưới kinh vĩ đã lập.
    • Tiến hành đo chi tiết ranh giới thửa đất, ranh giới hành chính, nhà ở và công trình xây dựng.
    • Trút số liệu từ máy SOUTH NTS-340B qua phần mềm Southchange (chuyển đổi tệp FC5 sang ASC), xử lý qua phần mềm TDC.
    • Phun điểm chi tiết vào phần mềm MicroStation, thực hiện nối điểm dã ngoại, tự động tìm và sửa lỗi hình học (lỗi bắt điểm, đè đè, hở đỉnh) bằng MRFClean và MRFFlag.
    • Sử dụng TMV.MAP để tạo vùng thửa đất, tạo tâm thửa, đánh số thửa tự động, gán thông tin thuộc tính nhãn thửa, vẽ nhãn và tạo khung bản đồ địa chính tiêu chuẩn.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tổng kết kết quả hoàn thành việc ứng dụng quy trình công nghệ tin học để đo vẽ và biên tập hoàn chỉnh tờ bản đồ địa chính số 20 tỷ lệ 1:1000 đảm bảo độ chính xác theo quy chuẩn; đưa ra các kiến nghị về việc tiếp tục hoàn thiện cơ sở dữ liệu địa chính và cấp đổi giấy chứng nhận quyền sử dụng đất trên địa bàn.

Kết quả và đóng góp

Số liệu hiện trạng địa bàn nghiên cứu

Nghiên cứu đã tổng hợp chi tiết số liệu nhân khẩu và hiện trạng sử dụng đất tại thị trấn Phố Lu làm căn cứ thực tế cho công tác quản lý:

STT Hiện trạng sử dụng đất (năm 2018) Diện tích (ha) Tỷ lệ (%)
I Đất nông nghiệp 267,10 16,27
1 Đất sản xuất nông nghiệp 231,10 14,07
- Đất trồng cây hàng năm 232,20 14,14
- Đất trồng cây hàng năm khác 14,20 0,86
- Đất trồng cây lâu năm 68,20 4,15
2 Đất lâm nghiệp 28,10 1,71
- Đất rừng sản xuất 119,20 7,26
- Đất rừng phòng hộ 30,30 1,85
3 Đất nuôi trồng thuỷ sản 36,20 2,20
II Đất phi nông nghiệp 66,10 4,03
1 Đất ở tại nông thôn 60,20 3,67
2 Đất chuyên dùng 92,30 5,62
- Đất trụ sở cơ quan, công trình sự nghiệp 2,20 0,13
- Đất quốc phòng 2,30 0,14
- Đất có mục đích công cộng 31,10 1,89
- Đất giao thông 28,20 1,72
- Đất thủy lợi 68,30 4,16
- Đất cơ sở y tế 4,70 0,29
- Đất cơ sở giáo dục - đào tạo 3,08 0,19
- Đất nghĩa trang, nghĩa địa 5,50 0,34
3 Đất sông suối và mặt nước chuyên dùng 51,11 3,11
III Đất chưa sử dụng 3,10 0,19
- Đất bằng chưa sử dụng 1,20 0,07
- Đất đồi núi chưa sử dụng 3,00 0,18
Tổng diện tích tự nhiên 1642,13 100,00

Ghi chú: Số liệu hiện trạng theo báo cáo thống kê đất đai năm 2018 của UBND thị trấn Phố Lu.

Kết quả kỹ thuật và đóng góp

  • Xây dựng hoàn chỉnh sản phẩm bản đồ: Đã hoàn thành đo vẽ chi tiết và biên tập số hóa 01 tờ bản đồ địa chính số 20 tỷ lệ 1:1000 tại thị trấn Phố Lu, tuân thủ tiêu chuẩn kỹ thuật quy phạm của Bộ Tài nguyên và Môi trường trên nền hệ tọa độ VN-2000.
  • Chuẩn hóa quy trình công nghệ số: Khóa luận làm rõ chuỗi quy trình tích hợp khép kín: thu nhận số liệu ngoại nghiệp bằng máy toàn đạc điện tử SOUTH NTS-340B $\rightarrow$ trút và chuyển đổi định dạng tệp bằng Southchange / TDC $\rightarrow$ xử lý đồ họa trên MicroStation $\rightarrow$ xử lý topology, tạo cơ sở dữ liệu không gian, gán nhãn thuộc tính và xuất bản đồ trên phần mềm TMV.MAP.
  • Hỗ trợ thực tiễn địa phương: Cung cấp tài liệu bản đồ chính xác phục vụ công tác chỉnh lý biến động đất đai, cấp đổi giấy chứng nhận quyền sử dụng đất và xây dựng cơ sở dữ liệu hồ sơ địa chính cho UBND thị trấn Phố Lu và Phòng Tài nguyên & Môi trường huyện Bảo Thắng.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế:
    • Về phạm vi thực hiện: Do giới hạn thời gian thực tập tốt nghiệp (từ tháng 01/2018 đến tháng 04/2018), tác giả chỉ tập trung thực hiện đo vẽ chi tiết và biên tập hoàn chỉnh 01 tờ bản đồ địa chính (tờ số 20 tỷ lệ 1:1000) trong tổng số 42 tờ bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 của toàn khu đo thị trấn Phố Lu.
    • Về công đoạn lưới: Công đoạn thiết kế và chôn mốc mạng lưới khống chế đường chuyền kinh vĩ ban đầu đã được đơn vị sản xuất (Công ty TNHH VIETMAP) hoàn thành trước thời điểm thực tập, tác giả chủ yếu kế thừa mạng lưới gồm 1 điểm địa chính và 189 điểm kinh vĩ để tiến hành đo chi tiết.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Triển khai đo vẽ chi tiết và biên tập đồng bộ toàn bộ các tờ bản đồ còn lại trên địa bàn thị trấn Phố Lu theo dự toán thiết kế kỹ thuật đã được phê duyệt.
    • Kết nối cơ sở dữ liệu không gian từ phần mềm TMV.MAP với phần mềm quản lý hồ sơ địa chính (CADDB hoặc hệ thống VILIS) nhằm hoàn thiện hệ thống thông tin đất đai đa mục tiêu, phục vụ công tác cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất đồng loạt.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng tham khảo: Sinh viên chuyên ngành Quản lý Đất đai, Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ, Địa chính và Quản lý Tài nguyên Môi trường; kỹ thuật viên đo đạc tại các công ty tư vấn khảo sát và cán bộ địa chính cấp xã, huyện.
  • Nội dung có giá trị ứng dụng cao:
    • Quy trình từng bước hướng dẫn trút dữ liệu từ máy toàn đạc điện tử SOUTH sang máy tính qua phần mềm Southchange và xử lý định dạng tệp số liệu ASC/TDC.
    • Các thao tác chuẩn trên phần mềm MicroStation và TMV.MAP: phương pháp sửa lỗi hình học (lỗi trượt đỉnh, hở vùng), tạo topology thửa đất, đánh số thửa tự động, vẽ nhãn thuộc tính thửa và biên tập khung bản đồ địa chính tiêu chuẩn.

Câu hỏi thường gặp

1. Mục tiêu và sản phẩm cụ thể của khóa luận là gì?

Khóa luận nhằm ứng dụng máy toàn đạc điện tử và các phần mềm tin học chuyên ngành (MicroStation, TMV.MAP, Southchange) để đo vẽ chi tiết và biên tập hoàn chỉnh tờ bản đồ địa chính số 20 tỷ lệ 1:1000 tại thị trấn Phố Lu, huyện Bảo Thắng, tỉnh Lào Cai, phục vụ công tác quản lý nhà nước về đất đai và cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất.

2. Thiết bị ngoại nghiệp và các phần mềm được tác giả sử dụng trong nghiên cứu gồm những loại nào?

  • Thiết bị ngoại nghiệp: Máy toàn đạc điện tử SOUTH NTS-340B cùng hệ thống gương sào, chân máy, bảng ngắm dọi tâm quang học.
  • Phần mềm xử lý: Phần mềm trút số liệu Southchange, chương trình chuyển đổi dữ liệu TDC, phần mềm nền đồ họa MicroStation (bộ Mapping Office) và phần mềm biên tập bản đồ địa chính TMV.MAP (FAMIS).

3. Quy trình kỹ thuật xử lý dữ liệu từ đo đạc ngoại nghiệp đến biên tập bản đồ số được tiến hành ra sao?

Quy trình gồm các bước: (1) Đo tọa độ cực các điểm chi tiết ngoài thực địa bằng máy SOUTH NTS-340B; (2) Trút tệp số liệu FC5 từ máy sang máy tính và đổi sang định dạng ASC bằng phần mềm Southchange; (3) Sửa lỗi dữ liệu qua phần mềm TDC; (4) Phun điểm chi tiết vào môi trường MicroStation và nối điểm theo sơ đồ dã ngoại; (5) Tìm và sửa lỗi topology bằng công cụ MRFClean/MRFFlag; (6) Nạp bản đồ vào TMV.MAP để tạo vùng, tạo tâm thửa, đánh số thửa tự động, vẽ nhãn thông tin thửa và đóng khung bản đồ.

4. Cơ sở toán học được áp dụng để thành lập bản đồ địa chính trong nghiên cứu là gì?

Bản đồ được thành lập trên Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000, sử dụng phép chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM với kinh tuyến trục quy định riêng cho tỉnh Lào Cai để hạn chế biến dạng độ dài, kích thước khung bản đồ chuẩn tỷ lệ 1:1000 là $50 \times 50\text{ cm}$ (tương ứng diện tích 25 ha ngoài thực địa).

5. Số liệu cơ bản về mạng lưới khống chế và hiện trạng sử dụng đất tại khu đo được ghi nhận như thế nào?

Toàn khu đo sử dụng mạng lưới gồm 01 điểm địa chính và 189 điểm lưới kinh vĩ. Tổng diện tích tự nhiên của thị trấn Phố Lu năm 2018 là 1642,13 ha; trong đó đất nông nghiệp chiếm 267,10 ha (16,27%), đất phi nông nghiệp chiếm 66,10 ha (4,03%) và đất chưa sử dụng chiếm 3,10 ha (0,19%).

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Trần Huy Hoàng đã giải quyết trọn vẹn nhiệm vụ ứng dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử SOUTH NTS-340B vào quy trình thành lập bản đồ địa chính số tại thị trấn Phố Lu, huyện Bảo Thắng, tỉnh Lào Cai. Kết quả nghiên cứu đã xây dựng hoàn chỉnh tờ bản đồ địa chính số 20 tỷ lệ 1:1000 trên hệ tọa độ VN-2000 theo đúng quy chuẩn kỹ thuật của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Tài liệu cung cấp quy trình công nghệ chi tiết từ thu nhận dữ liệu dã ngoại đến biên tập trên phần mềm MicroStation và TMV.MAP, đóng góp nguồn tư liệu hữu ích phục vụ công tác quản lý đất đai tại địa phương và học tập chuyên ngành Quản lý Đất đai.