Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đất đai là nguồn tài nguyên thiên nhiên đặc biệt quan trọng, là tư liệu sản xuất chủ yếu của ngành nông nghiệp và là tư liệu không gian cho mọi hoạt động kinh tế - xã hội. Sự biến động không ngừng của hiện trạng sử dụng đất dưới tác động của các yếu tố tự nhiên và nhân tạo đòi hỏi công tác quản lý nhà nước về đất đai phải được thực hiện chặt chẽ, khoa học và có tính pháp lý cao. Công tác đo đạc thành lập bản đồ địa chính chính quy, lập hồ sơ địa chính và đăng ký cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất là những nhiệm vụ trọng tâm nhằm hiện đại hóa hệ thống quản lý đất đai theo quy định của Bộ Tài nguyên và Môi trường.

Tại xã Nhạo Sơn, huyện Sông Lô, tỉnh Vĩnh Phúc, nhu cầu xây dựng và hoàn thiện bộ bản đồ địa chính chính quy tỷ lệ lớn là đòi hỏi cấp thiết nhằm phục vụ công tác quản lý đến từng thửa đất và từng chủ sử dụng đất. Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, khóa luận tốt nghiệp "Ứng dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử thành lập bản đồ địa chính tờ số 12 tỷ lệ 1:1000 xã Nhạo Sơn – huyện Sông Lô – tỉnh Vĩnh Phúc" được tác giả Lương Bá Tân thực hiện tại Khoa Quản lý Tài nguyên, Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên, dưới sự hướng dẫn của TS. Vũ Thị Thanh Thủy và sự hỗ trợ phối hợp của Đội đo đạc thuộc Công ty Cổ phần Trắc địa Địa chính và Xây dựng Thăng Long.

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

  1. Mục tiêu tổng quát:
    • Thành lập mạng lưới khống chế đo vẽ cho khu vực xã Nhạo Sơn, huyện Sông Lô, tỉnh Vĩnh Phúc.
    • Thành lập bản đồ địa chính tờ số 12 tỷ lệ 1:1000 cho xã Nhạo Sơn đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành.
  2. Mục tiêu cụ thể (nhiệm vụ nghiên cứu):
    • Điều tra, tổng hợp điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên và thực trạng kinh tế - xã hội, quản lý đất đai tại khu vực đo vẽ.
    • Thiết kế, đo đạc và tính toán bình sai lưới khống chế đo vẽ (đường chuyền kinh vĩ).
    • Thực hiện công tác đo vẽ chi tiết các yếu tố ranh giới thửa đất, địa vật, địa hình ngoài thực địa bằng máy toàn đạc điện tử.
    • Ứng dụng các phần mềm tin học chuyên ngành để xử lý số liệu trị đo, biên tập và hoàn thiện mảnh bản đồ địa chính dạng số.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quy trình ứng dụng máy toàn đạc điện tử và các phần mềm tin học chuyên ngành (MicroStation, FAMIS, Emap, Pronet) trong công tác thành lập lưới khống chế đo vẽ, đo vẽ chi tiết và biên tập bản đồ địa chính.
  • Phạm vi không gian: Tờ bản đồ địa chính số 12 tỷ lệ 1:1000 thuộc địa giới hành chính xã Nhạo Sơn, huyện Sông Lô, tỉnh Vĩnh Phúc (tổng diện tích tự nhiên toàn xã là 366,23 ha).
  • Phạm vi thời gian: Đề tài được triển khai thực hiện từ ngày 15/01/2015 đến ngày 15/04/2015.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở pháp lý và quy chuẩn kỹ thuật

Khóa luận được xây dựng dựa trên các văn bản quy phạm pháp luật và tiêu chuẩn kỹ thuật chuyên ngành địa chính, bao gồm:

  • Luật Đất đai năm 2003 và Luật Đất đai năm 2013;
  • Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT ngày 19/05/2014 của Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định về thành lập bản đồ địa chính;
  • Thông tư số 30/2013/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định thực hiện lồng ghép việc đo đạc lập hoặc chỉnh lý bản đồ địa chính và đăng ký, cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, quyền sở hữu nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất, xây dựng hồ sơ địa chính, cơ sở dữ liệu địa chính.

Cơ sở toán học của bản đồ địa chính

Bản đồ địa chính được thành lập trên hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN-2000 với các tham số kỹ thuật:

  • Elipsoid quy chiếu: WGS-84; bán trục lớn $a = 6.378.137,0\text{ m}$; độ dẹt $\alpha = 1/298,25723563$; tốc độ quay quanh trục $\omega = 7.292.115,0 \times 10^{-11}\text{ rad/s}$; hằng số trọng trường Trái Đất $GM = 3.986.005 \times 10^8\text{ m}^3/\text{s}^2$.
  • Phép chiếu: Lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM, múi chiếu $3^\circ$, kinh tuyến trục $105^\circ00'$ áp dụng riêng cho địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc (nhằm đảm bảo biến dạng chiều dài không vượt quá giới hạn cho phép khi đo vẽ cách xa kinh tuyến trục không quá 80 km).
  • Điểm gốc tọa độ quốc gia: Điểm $N_{00}$ đặt tại Viện Công nghệ Địa chính, đường Hoàng Quốc Việt, Hà Nội.
  • Phân mảnh bản đồ: Đối với bản đồ tỷ lệ 1:1000, mặt phẳng chiếu được chia từ mảnh 1:2000 thành 4 ô vuông ký hiệu a, b, c, d; kích thước khung trong tiêu chuẩn là $50 \times 50\text{ cm}$, tương ứng diện tích thực tế là $25\text{ ha}$ ($0,5 \times 0,5\text{ km}$).

Phương pháp nghiên cứu và công cụ kỹ thuật

  1. Phương pháp khảo sát, thu thập tài liệu:
    • Thu thập tài liệu địa hình, kinh tế - xã hội, báo cáo thống kê đất đai năm 2013–2014 tại UBND xã Nhạo Sơn và Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Sông Lô.
    • Thu thập tọa độ 7 điểm mốc địa chính cấp cao đo bằng công nghệ GPS phân bố trên địa bàn xã để làm điểm khởi tính cho lưới đo vẽ.
  2. Phương pháp đo đạc ngoại nghiệp:
    • Sử dụng máy toàn đạc điện tử South NTS-312B để đo góc, đo cạnh lưới khống chế theo phương pháp đo đi và đo về. Đo chênh cao bằng phương pháp lượng giác kết hợp trong quá trình đo góc - cạnh.
    • Đo vẽ chi tiết các điểm góc thửa, ranh giới đất đai, địa mạo, công trình theo phương pháp tọa độ cực. Toạ độ điểm chi tiết ($P$) từ trạm máy ($A$) định hướng về ($B$) được tính toán tự động qua hệ phương trình: $$\Delta X_{A-P} = S \cdot \cos \alpha_{A-P}$$ $$\Delta Y_{A-P} = S \cdot \sin \alpha_{A-P}$$ $$X_P = X_A + \Delta X_{A-P}, \quad Y_P = Y_A + \Delta Y_{A-P}$$
  3. Phương pháp xử lý số liệu và bình sai:
    • Sử dụng phần mềm Pronet để tính toán và bình sai lưới đường chuyền kinh vĩ mặt bằng, đánh giá sai số khép góc ($f_\beta$), sai số khép cạnh tuyệt đối ($f_s$) và sai số tương đối ($f_s/[S]$).
  4. Phương pháp bản đồ và biên tập số:
    • Môi trường đồ họa nền tảng: MicroStation (SE/V8), gói công cụ Mapping Office (MGE, I/RASB, I/RASC, I/Geovec).
    • Phần mềm ứng dụng chuyên ngành: FAMIS (Field Work and Cadastral Mapping Integrated Software) phục vụ trút số liệu, xử lý mã điểm, kiểm tra sửa lỗi topology (lệnh MRFClean, MRFFlag), đóng vùng thửa đất, gán nhãn thuộc tính, đánh số thửa tự động, tạo khung bản đồ và xuất hồ sơ kỹ thuật thửa đất.
    • Phần mềm phụ trợ: Emap.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Phần này làm rõ tính cấp thiết của việc xây dựng hệ thống bản đồ địa chính chính quy tại xã Nhạo Sơn; xác định mục tiêu tổng quát (xây dựng lưới khống chế và biên tập bản đồ tỷ lệ 1:1000), 4 mục tiêu cụ thể, cùng ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài trong việc củng cố kiến thức chuyên môn và phục vụ công tác quản lý đất đai tại địa phương.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Tác giả hệ thống hóa toàn diện các khái niệm, cơ sở lý luận và tiêu chuẩn kỹ thuật ngành địa chính:

  • Khái niệm và nội dung của bản đồ địa chính: Thể hiện các yếu tố điểm khống chế, địa giới hành chính, ranh giới thửa đất, loại đất (5 loại chính), công trình xây dựng, ranh giới sử dụng đất, mạng lưới giao thông, thủy văn, dáng đất và mốc giới quy hoạch.
  • Khung cơ sở toán học: So sánh phép chiếu Gauss – Krüger và UTM; trình bày các tham số của hệ quy chiếu VN-2000 và quy tắc phân mảnh, đánh số hiệu bản đồ địa chính từ tỷ lệ 1:10.000 đến 1:200.
  • Các phương pháp thành lập bản đồ địa chính: Phương pháp toàn đạc, phương pháp ảnh hàng không kết hợp đo vẽ thực địa, và phương pháp biên tập bổ sung.
  • Yêu cầu kỹ thuật lưới đường chuyền kinh vĩ theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT: Chiều dài tuyến, chiều dài cạnh (20 m đến 400 m), góc ngoặt ($\ge 30^\circ$), sai số trung phương đo góc ($m_\beta \le 5''$), giới hạn sai số khép góc ($f_\beta \le 5\sqrt{n}''$) và sai số khép tương đối ($f_s/[S] \le 1:25.000$).
  • Giới thiệu cấu tạo, nguyên lý của máy toàn đạc điện tử (ghép nối giữa khối đo xa EDM, kinh vĩ số DT và bộ vi xử lý CPU) cùng tính năng của các phần mềm MicroStation và FAMIS.

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

Xác định cụ thể địa bàn thực hiện tại xã Nhạo Sơn, thời gian tiến hành (15/01/2015 – 15/04/2015); quy định quy trình công nghệ 4 giai đoạn:

  1. Công tác ngoại nghiệp: Khảo sát thực địa, thiết kế mạng lưới khống chế trên bản đồ nền, chôn mốc, đo nối với các điểm địa chính GPS cấp cao;
  2. Đo vẽ chi tiết: Dùng máy South NTS-312B đo các điểm ranh giới theo phương pháp tọa độ cực;
  3. Công tác nội nghiệp: Trút số liệu, bình sai lưới bằng phần mềm Pronet, chuyển đổi định dạng dữ liệu;
  4. Biên tập bản đồ: Xử lý topology, làm sạch dữ liệu, tạo vùng, gán nhãn, đánh số thửa và tạo khung bản đồ trên MicroStation kết hợp FAMIS.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương này trình bày toàn bộ số liệu và kết quả thực nghiệm đạt được:

  • Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội:
    • Vị trí: Phía Đông huyện Sông Lô; tiếp giáp xã Đồng Quế (Tây Bắc), xã Tân Lập (Đông), thị trấn Tam Sơn (Tây Nam và Nam); tọa độ địa lý $21^\circ24'05''$ – $21^\circ26'08''$ vĩ độ Bắc và $105^\circ24'07''$ – $105^\circ25'05''$ kinh độ Đông.
    • Địa hình dạng đồi thấp trung du bị chia cắt; khí hậu nhiệt đới gió mùa chia 2 mùa (nóng ẩm từ tháng 4–10, khô lạnh từ tháng 11–3 năm sau). Đất gồm 4 nhóm chính: phù sa bồi tụ, bạc màu, feralit đỏ vàng và xói mòn trơ sỏi đá.
    • Xã có 7 thôn, 895 hộ, 3.248 nhân khẩu (bình quân 3,63 người/hộ), 1.726 lao động.
  • Hiện trạng quản lý và sử dụng đất:
    • Tổng diện tích tự nhiên là 366,23 ha; trong đó đất nông nghiệp chiếm 227,23 ha (62,05%), đất phi nông nghiệp 138,85 ha (37,91%), đất chưa sử dụng 0,15 ha (0,04%).
    • Năm 2014, UBND xã đã triển khai cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất đạt 100% kế hoạch được giao.
  • Thành lập lưới khống chế đo vẽ:
    • Thiết kế mạng lưới đường chuyền đo nối với 7 điểm mốc địa chính GPS hiện có trên địa bàn, chọn 4 điểm mốc làm điểm khởi tính.
    • Đo đạc góc, cạnh bằng máy South NTS-312B; xử lý bình sai trên phần mềm Pronet đảm bảo các hạn sai kỹ thuật theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT.
  • Đo vẽ chi tiết và biên tập bản đồ:
    • Trút dữ liệu thô dạng file text/ACS từ máy toàn đạc vào máy tính; xử lý mã trạm đo và mã điểm chi tiết.
    • Đưa dữ liệu sang định dạng DGN của MicroStation, sử dụng FAMIS để tự động tìm và sửa lỗi bằng lệnh MRFClean, phát hiện lỗi hở/bắt nhầm điểm bằng MRFFlag.
    • Tạo tâm thửa, đánh số thửa tự động, gán thông tin thuộc tính từ nhãn thửa, tạo khung bản đồ tiêu chuẩn và hoàn thiện biên tập tờ bản đồ địa chính số 12 tỷ lệ 1:1000.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tổng kết kết quả hoàn thành việc lập lưới khống chế và thành lập tờ bản đồ địa chính số 12; nêu kiến nghị tăng cường quản lý nhà nước về đất đai, xử lý dứt điểm tình trạng lấn chiếm hành lang giao thông và đổ thải xây dựng trái phép.

Kết quả và đóng góp

Kết quả định lượng về hiện trạng đất đai

Khóa luận đã tổng hợp chi tiết hiện trạng cơ cấu quỹ đất của xã Nhạo Sơn năm 2014 phục vụ công tác đối soát địa chính:

STT Loại đất Diện tích (ha) Cơ cấu (%)
1 Đất nông nghiệp 227,23 62,05
1.1 Đất trồng cỏ 4,29 1,17
1.2 Đất trồng cây hàng năm khác 18,24 4,98
1.3 Đất trồng cây lâu năm 8,22 2,24
1.4 Đất rừng sản xuất 31,84 8,69
1.5 Đất rừng phòng hộ Không có 0,00
1.6 Đất rừng đặc dụng Không có 0,00
1.7 Đất nuôi trồng thủy sản 5,76 1,57
1.8 Đất trồng lúa và nông nghiệp khác 158,88 43,40
2 Đất phi nông nghiệp 138,85 37,91
2.1 Đất ở nông thôn 77,29 21,10
2.2 Đất trụ sở cơ quan, công trình sự nghiệp 14,76 4,03
2.3 Đất quốc phòng 1,68 0,46
2.4 Đất an ninh 0,11 0,03
2.5 Đất sản xuất kinh doanh phi nông nghiệp 4,91 1,34
2.6 Đất có mục đích công cộng 35,42 9,67
2.7 Đất tôn giáo, tín ngưỡng 0,11 0,03
2.8 Đất nghĩa trang, nghĩa địa 2,25 0,61
2.9 Đất sông suối, mặt nước chuyên dùng 1,74 0,47
2.10 Đất phi nông nghiệp khác Không có 0,00
3 Đất chưa sử dụng 0,15 0,04
Tổng Tổng diện tích tự nhiên 366,23 100,00

Kết quả kỹ thuật và đóng góp của tác giả

  • Xây dựng mạng lưới trắc địa chính xác: Thiết lập thành công mạng lưới đường chuyền kinh vĩ đo nối từ 4 điểm khởi tính GPS cấp cao, đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật khắt khe theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT (sai số trung phương đo góc $m_\beta \le 5''$, sai số khép tương đối $f_s/[S] \le 1:25.000$).
  • Hoàn thành sản phẩm bản đồ số: Ứng dụng thành công quy trình công nghệ kết hợp máy toàn đạc South NTS-312B, phần mềm bình sai Pronet và hệ thống MicroStation/FAMIS để đo vẽ chi tiết và biên tập hoàn chỉnh tờ bản đồ địa chính số 12 tỷ lệ 1:1000 của xã Nhạo Sơn. Dữ liệu bản đồ được chuẩn hóa topology, phân lớp thông tin đúng quy chuẩn và sẵn sàng tích hợp vào cơ sở dữ liệu địa chính.
  • Giải pháp và kiến nghị quản lý:
    • Kiến nghị chính quyền xã Nhạo Sơn tăng cường kiểm soát thủ tục hành chính, phối hợp chặt chẽ giữa các đoàn thể nhằm xử lý dứt điểm các vi phạm về lấn chiếm hành lang an toàn giao thông và tình trạng đổ đất thải xây dựng không đúng nơi quy định.
    • Đề xuất tiếp tục hoàn thiện công tác cấp mới, cấp đổi Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất trên cơ sở bộ bản đồ địa chính số hóa mới thành lập, đảm bảo tính thống nhất giữa hồ sơ dạng giấy và cơ sở dữ liệu số.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế:
    • Phạm vi thực nghiệm của đề tài tập trung chủ yếu vào việc thành lập tờ bản đồ địa chính số 12 tỷ lệ 1:1000 trong thời gian thực tập 3 tháng (từ 15/01/2015 đến 15/04/2015), chưa bao quát toàn bộ các tờ bản đồ khác trên phạm vi toàn xã.
    • Nguồn dữ liệu về tài nguyên nước ngầm của địa phương chưa có số liệu điều tra thăm dò đầy đủ (chỉ mới dừng lại ở kết quả khảo sát sơ bộ về mực nước ngầm ở độ sâu 20 – 25 m).
  • Hướng phát triển tiếp theo:
    • Tiếp tục mở rộng công tác đo đạc ngoại nghiệp và biên tập nội nghiệp cho các tờ bản đồ địa chính còn lại của xã Nhạo Sơn.
    • Thực hiện liên kết và tích hợp hai chiều giữa cơ sở dữ liệu không gian của bản đồ (trên phần mềm FAMIS) với cơ sở dữ liệu thuộc tính hồ sơ địa chính (trên phần mềm CADDB) để xây dựng hệ thống thông tin đất đai (LIS) đồng bộ phục vụ cấp huyện và cấp xã.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng sử dụng:
    • Sinh viên và học viên chuyên ngành Quản lý Đất đai, Địa chính Môi trường, Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ, Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS).
    • Cán bộ địa chính cấp xã, chuyên viên phòng Tài nguyên và Môi trường cấp huyện, cùng các kỹ sư đo đạc tại các doanh nghiệp trắc địa bản đồ.
  • Nội dung giá trị:
    • Tài liệu cung cấp bản mô tả chi tiết quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa chính số tỷ lệ lớn theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT.
    • Hướng dẫn thực hành cụ thể về thao tác thiết lập trạm đo trên máy toàn đạc South NTS-312B, phương pháp xử lý file trị đo và các bước làm sạch lỗi dữ liệu topology (MRFClean, MRFFlag) trong phần mềm FAMIS trên nền MicroStation.

Câu hỏi thường gặp

1. Đề tài áp dụng hệ quy chiếu và các thông số tọa độ nào khi đo vẽ bản đồ địa chính tại xã Nhạo Sơn?
Khóa luận sử dụng Hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN-2000, Elipsoid WGS-84, lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM, múi chiếu $3^\circ$, với kinh tuyến trục quy định cho tỉnh Vĩnh Phúc là $105^\circ00'$.

2. Thiết bị đo đạc ngoại nghiệp và các phần mềm nội nghiệp chính được sử dụng trong khóa luận là gì?
Tác giả sử dụng máy toàn đạc điện tử South NTS-312B cho công tác đo đạc ngoại nghiệp. Về phần mềm nội nghiệp, đề tài sử dụng Pronet để tính toán bình sai lưới đường chuyền, MicroStation làm nền tảng đồ họa, FAMIS (phiên bản 2006) để xử lý trị đo và biên tập bản đồ địa chính, cùng phần mềm phụ trợ Emap.

3. Tiêu chuẩn kỹ thuật nào được áp dụng cho lưới đường chuyền kinh vĩ trong đề tài?
Tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT: góc ngoặt đường chuyền $\ge 30^\circ$, số cạnh trong đường chuyền $\le 15$, chiều dài cạnh từ 200 m đến 1400 m (trung bình 500 – 700 m), sai số trung phương đo góc $m_\beta \le 5''$, sai số giới hạn khép góc $f_\beta \le 5\sqrt{n}''$, và sai số khép tương đối $f_s/[S] \le 1:25.000$.

4. Kích thước tiêu chuẩn và diện tích thực địa của mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 được quy định như thế nào?
Mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 được chia từ mảnh 1:2000 thành 4 ô vuông (a, b, c, d), có kích thước khung trong tiêu chuẩn trên giấy là $50 \times 50\text{ cm}$, tương ứng với kích thước thực tế ngoài thực địa là $0,5 \times 0,5\text{ km}$ ($25\text{ ha}$).

5. Quy trình xử lý lỗi dữ liệu bản đồ trên phần mềm FAMIS diễn ra qua các bước nào?
Dữ liệu đo sau khi nạp vào MicroStation dưới dạng file DGN sẽ được FAMIS tự động tìm và sửa lỗi bắt điểm bằng lệnh MRFClean, hiển thị và cảnh báo các lỗi thửa đất còn sót bằng MRFFlag. Sau khi sửa lỗi hoàn chỉnh, phần mềm tiến hành tạo vùng thửa đất, gán nhãn thuộc tính, đánh số thửa tự động và vẽ khung bản đồ.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Lương Bá Tân đã hoàn thành việc ứng dụng quy trình kỹ thuật tích hợp giữa máy toàn đạc điện tử South NTS-312B và các phần mềm chuyên ngành MicroStation, FAMIS, Pronet để thành lập tờ bản đồ địa chính số 12 tỷ lệ 1:1000 tại xã Nhạo Sơn, huyện Sông Lô, tỉnh Vĩnh Phúc. Kết quả đo đạc lưới khống chế và biên tập bản đồ đều tuân thủ chặt chẽ các quy chuẩn kỹ thuật theo Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Công trình cung cấp bộ tư liệu bản đồ số có độ chính xác cao, phục vụ thiết thực cho công tác thống kê đất đai, cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất và nâng cao hiệu lực quản lý nhà nước về đất đai tại địa phương.