Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đất đai là nguồn tư liệu sản xuất đặc biệt của ngành nông nghiệp, nguồn đầu vào của các ngành kinh tế và là không gian sinh sống của con người. Sự phân bố và quan hệ đất đai phức tạp đòi hỏi công tác quản lý nhà nước về đất đai phải được thực hiện chặt chẽ và khoa học. Trong hệ thống hồ sơ địa chính, bản đồ địa chính là tài liệu cơ bản, thể hiện chi tiết đến từng thửa đất về vị trí, hình thể, diện tích, loại đất và chủ sử dụng, mang giá trị pháp lý phục vụ việc thống kê, kiểm kê, quy hoạch, thu hồi, giao đất và cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất.

Tại xã Bá Xuyên, thành phố Sông Công, tỉnh Thái Nguyên, sự biến động về sử dụng đất do quá trình phát triển kinh tế - xã hội, chuyển đổi mục đích sử dụng đất và các giao dịch dân sự đòi hỏi phải tiến hành đo đạc chỉnh lý, bổ sung bản đồ địa chính dạng số. Việc kết hợp máy toàn đạc điện tử, máy định vị vệ tinh GPS và các phần mềm chuyên ngành là giải pháp kỹ thuật cần thiết nhằm nâng cao độ chính xác, giảm thiểu sai số đồ họa và tự động hóa công tác thành lập bản đồ. Khóa luận tập trung giải quyết các mục tiêu và nhiệm vụ cụ thể:

  1. Ứng dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử thực hiện công tác đo đạc chỉnh lý, bổ sung bản đồ địa chính tờ số 41 tỷ lệ 1:1000 xã Bá Xuyên, thành phố Sông Công, tỉnh Thái Nguyên.
  2. Hỗ trợ công tác quản lý hồ sơ địa chính và nâng cao hiệu lực quản lý nhà nước về đất đai cho Ủy ban nhân dân các cấp.
  3. Hỗ trợ cán bộ quản lý đất đai tại địa phương thực hiện các nghiệp vụ quản lý đất đai thuận tiện và chính xác.
  4. Nghiên cứu khả năng ứng dụng của 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 xã Bá Xuyên.
  • Đối tượng nghiên cứu: Quy trình ứng dụng công nghệ tin học và thiết bị đo đạc điện tử phục vụ đo đạc chỉnh lý, bổ sung bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000.
  • Phạm vi khoa học: Cơ sở lý luận, quy phạm kỹ thuật về đo đạc, thành lập và chỉnh lý bản đồ địa chính tỷ lệ lớn.
  • Phạm vi không gian: Tờ bản đồ địa chính số 41, thuộc địa giới hành chính xã Bá Xuyên, thành phố Sông Công, tỉnh Thái Nguyên.
  • Phạm vi thời gian: Đề tài được tiến hành thực hiện từ ngày 28/05/2018 đến ngày 15/09/2018.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng hệ thống luận cứ dựa trên các văn bản quy phạm pháp luật, cơ sở toán học trắc địa - bản đồ và quy trình công nghệ chuyên ngành đất đai:

Cơ sở pháp lý và tiêu chuẩn kỹ thuật

  • Luật Đất đai năm 2013 ngày 29/11/2013 của Quốc hội.
  • Nghị định số 181/2004/NĐ-CP ngày 29/10/2004 của Chính phủ về thi hành Luật Đất đai.
  • Nghị định số 43/2014/NĐ-CP ngày 15/05/2014 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Đất đai.
  • Quyết định số 08/2008/QĐ-BTNMT ngày 10/11/2008 của Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành Quy phạm thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:200, 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000 và 1:10000.
  • Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT ngày 19/05/2014 của Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định về 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.
  • Thông tư số 08/2007/TT-BTNMT hướng dẫn thống kê, kiểm kê đất đai và xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất.

Cơ sở toán học của bản đồ địa chính

  • Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000, Elipxoid quy chiếu WGS-84 ($a = 6.378.137,0\text{ m}$; độ dẹt $f = 1:298,257223563$; tốc độ góc quay $\omega = 7.292.115,0 \times 10^{-11}\text{ rad/s}$; hằng số trọng trường $GM = 398.600,5 \times 10^{8}\text{ m}^3\text{s}^{-2}$).
  • Điểm gốc tọa độ quốc gia N00 tại Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ (Hoàng Quốc Việt, Hà Nội); điểm gốc độ cao quốc gia đặt tại Hòn Dấu (Hải Phòng).
  • Phép chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM quốc tế, múi chiếu $3^\circ$, kinh tuyến trục quy định cho tỉnh Thái Nguyên là $105^\circ00'$, hệ số biến dạng chiều dài trên kinh tuyến trục $m_0 = 0,9999$.
  • Quy chuẩn chia mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000: Mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2000 (kích thước $1 \times 1\text{ km}$, diện tích 100 ha) được chia thành 4 ô vuông ký hiệu a, b, c, d, tạo thành mảnh 1:1000 có kích thước thực tế $0,5 \times 0,5\text{ km}$, diện tích 25 ha, kích thước khung hữu ích $50 \times 50\text{ cm}$.

Phương pháp nghiên cứu và công nghệ sử dụng

  • Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp: Thu thập tài liệu điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, báo cáo quản lý đất đai xã Bá Xuyên; bản đồ địa giới hành chính, bản trích đo đất các tổ chức theo Chỉ thị 31/CT-TTg, bản đồ quy hoạch khu dân cư và bản đồ hiện trạng sử dụng đất xã Bá Xuyên năm 2014.
  • Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp (Ngoại nghiệp): Đo đạc thực địa bằng phương pháp toàn đạc và công nghệ định vị vệ tinh GPS. Thiết bị sử dụng gồm máy GPS South (các số hiệu máy: H1066108972, H1166110522, H1166110579, SO966103899, SO966104557, SO966105851).
  • Phương pháp xử lý số liệu và biên tập bản đồ (Nội nghiệp):
    • Trút dữ liệu thô từ máy đo bằng phần mềm TOP2AS.
    • Bình sai lưới kinh vĩ bằng phần mềm GPSPro của hãng South.
    • Xây dựng cơ sở dữ liệu đồ họa và không gian trên nền MicroStation SE.
    • Xử lý trị đo, kiểm tra lỗi hình học (MRFClean, MRFFlag), tạo vùng thửa đất, gán nhãn, đánh số thửa và biên tập bản đồ trên phần mềm FAMIS và Emap.

Nội dung chính theo từng phần của khóa luận

Phần 1: Mở đầu

Tác giả trình bày tính cấp thiết của việc hiện đại hóa công tác đo đạc địa chính thông qua công nghệ tin học và thiết bị điện tử. Xác lập 4 mục tiêu nghiên cứu cụ thể, phân tích ý nghĩa khoa học trong việc củng cố kiến thức đào tạo chuyên ngành Quản lý đất đai và ý nghĩa thực tiễn đối với công tác chuẩn hóa cơ sở dữ liệu địa chính tại thành phố Sông Công.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Hệ thống hóa toàn diện các khái niệm chuyên ngành: bản đồ địa chính, bản đồ địa chính gốc, bản trích đo địa chính, hồ sơ địa chính, thửa đất và phân loại đất. Phân tích sự khác biệt giữa bản đồ giấy truyền thống và bản đồ số địa chính (quản lý theo mô hình vector, liên kết dữ liệu không gian và thuộc tính, loại bỏ sai số đồ họa do co giãn giấy).

Phần này phân tích cấu trúc 10 nhóm đối tượng trong cơ sở dữ liệu không gian bản đồ địa chính (Điểm khống chế trắc địa, Thửa đất, Nhà, Điểm quan trọng, Giao thông, Thủy hệ, Quy hoạch, Phân vùng đặc biệt, Cơ sở hạ tầng). Đồng thời, tổng quan quy trình công nghệ thành lập bản đồ bằng phương pháp toàn đạc và ảnh hàng không, giới thiệu tính năng của bộ phần mềm MicroStation và FAMIS trong việc tự động hóa tính diện tích, tạo topology, quản lý lớp thông tin và kết xuất hồ sơ kỹ thuật thửa đất.

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

Xác định cụ thể địa bàn thực tập tại Công ty Cổ phần Trắc địa địa chính và Xây dựng Thăng Long phối hợp với UBND xã Bá Xuyên. Thiết kế khung nội dung nghiên cứu gồm: phân tích điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã hội, đánh giá hiện trạng quản lý đất đai, thiết kế kỹ thuật lưới khống chế đo vẽ, thực hiện công tác ngoại nghiệp và quy trình công nghệ nội nghiệp trên MicroStation, FAMIS.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương này tập trung trình bày các kết quả khảo sát, số liệu đo đạc thực tế và quy trình công nghệ thành lập tờ bản đồ địa chính số 41:

1. Điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội xã Bá Xuyên

  • Vị trí và địa hình: Tổng diện tích tự nhiên $8,6727\text{ km}^2$ (867,27 ha). Phía Tây Bắc giáp xã Đồng Quế, phía Đông giáp xã Tân Lập, phía Tây Nam và Nam giáp thị trấn Tam Sơn. Địa hình trung du tương đối bằng phẳng, chia cắt bởi các đồi thấp và hệ thống sông suối.
  • Tài nguyên: Gồm 4 nhóm đất chính (đất phù sa bồi tụ, đất bạc màu, đất feralit đỏ vàng, đất xói mòn trơ sỏi đá); diện tích rừng sản xuất đạt 31,84 ha (chủ yếu theo Chương trình 327); mực nước ngầm khảo sát sơ bộ ở độ sâu 20 - 25 m.
  • Dân số và lao động: Toàn xã có 12 xóm, 1.573 hộ với 5.665 nhân khẩu (bình quân 3,6 người/hộ). Lực lượng trong độ tuổi lao động có 1.832 người.
  • Chăn nuôi: Tổng đàn lợn 12.713 con, đàn bò 2.328 con, đàn trâu 64 con, đàn gia cầm 83.000 con.

2. Hiện trạng sử dụng đất xã Bá Xuyên năm 2018

Tác giả tổng hợp cơ cấu diện tích đất đai toàn xã theo bảng số liệu thống kê:

STT Mục đích sử dụng đất Mã loại đất Diện tích (ha) Cơ cấu (%)
I Đất nông nghiệp NNP 603,27 69,56
1 Đất sản xuất nông nghiệp SXN 343,89 39,65
1.1 Đất trồng cây hàng năm (LUA: 159,60 ha; HNK: 92,51 ha) CHN 252,11 29,07
1.2 Đất trồng cây lâu năm CLN 91,78 10,58
2 Đất lâm nghiệp (Rừng sản xuất) LNP 31,84 3,67
3 Đất nuôi trồng thủy sản NTS 6,62 0,76
4 Đất nông nghiệp khác NKH 0,00 0,00
II Đất phi nông nghiệp PNN 233,47 26,92
1 Đất ở tại nông thôn ONT 3,95 0,46
2 Đất ở tại nông thôn kết hợp đất trồng cây lâu năm ONT+CLN 135,47 15,62
3 Đất chuyên dùng CDG 70,07 8,08
4 Đất quốc phòng CQP 34,00 3,92
5 Đất xây dựng công trình sự nghiệp DSN 10,98 1,27
6 Đất trụ sở cơ quan TSC 9,00 1,04
7 Đất sinh hoạt cộng đồng DSH 4,00 0,46
8 Đất bãi thải, xử lý chất thải DRA 4,23 0,49
9 Đất làm nghĩa trang, nghĩa địa NTD 4,93 0,57
10 Đất sản xuất, kinh doanh phi nông nghiệp CSK 2,71 0,31
11 Đất cơ sở tín ngưỡng TIN 2,30 0,27
12 Đất chợ DCH 1,50 0,17
13 Đất công trình bưu chính, viễn thông DBV 1,00 0,12
14 Đất sông, ngòi, kênh, rạch, suối SON 11,15 1,29
15 Đất có mặt nước chuyên dùng MNC 5,60 0,65
III Đất chưa sử dụng (Đất bằng chưa sử dụng) CSD / BCS 30,53 3,52
TỔNG Tổng diện tích tự nhiên 867,27 100,00

3. Công tác xây dựng lưới khống chế đo vẽ

  • Khảo sát và sử dụng 7 điểm tọa độ địa chính cấp cao đo bằng công nghệ GPS phân bố trên địa bàn xã làm điểm khởi tính (điểm mốc gốc trích dẫn: TR091478 có tọa độ $X = 2372150,68\text{ m}$).
  • Thiết kế mạng lưới đường chuyền theo dạng chuỗi tam giác, tứ giác dày đặc gồm 75 điểm kinh vĩ.
  • Cọc mốc sử dụng cọc gỗ kích thước $4 \times 4\text{ cm}$, dài $30 - 50\text{ cm}$, đóng đinh tâm và sơn đỏ nhận biết.
  • Đo ngắm bằng máy GPS South với 2 lượt đo đi và đo về (mỗi lượt 2 nửa lần đo), đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật: góc ngoặt $\ge 30^\circ$, số cạnh trong đường chuyền $\le 15$, chiều dài cạnh $200 - 1400\text{ m}$ (trung bình $500 - 700\text{ m}$), sai số trung phương đo góc $\le 5''$, sai số khép tương đối $f_s / [s] \le 1:25.000$.
  • Số liệu trút qua phần mềm TOP2AS và bình sai không gian bằng phần mềm GPSPro, đưa về hệ tọa độ VN-2000 kinh tuyến trục $105^\circ00'$.

4. Đo vẽ chi tiết và biên tập bản đồ số

  • Thực hiện đo chi tiết các góc thửa, ranh giới sử dụng đất, nhà ở và công trình xây dựng bằng máy toàn đạc điện tử.
  • Xử lý file số liệu đo ngoại nghiệp, chuyển đổi định dạng đưa vào MicroStation.
  • Sử dụng mô-đun phần mềm FAMIS để xử lý đồ họa:
    • Phun điểm đo chi tiết lên bản vẽ theo tọa độ.
    • Sửa lỗi hình học tự động bằng công cụ MRFClean (tìm và xử lý các lỗi bắt điểm, đè cạnh, hở đỉnh thửa).
    • Đóng vùng thửa đất (tạo topology), tạo tâm thửa tự động.
    • Đánh số thứ tự thửa đất tự động, gán thông tin thuộc tính (loại đất, diện tích) từ nhãn thửa vào cơ sở dữ liệu.
    • Tạo khung bản đồ địa chính, phân mảnh và hoàn thiện tờ bản đồ số 41 tỷ lệ 1:1000 theo chuẩn quy phạm của Bộ Tài nguyên và Môi trường.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật và số liệu đạt được

  1. Thiết lập mạng lưới khống chế trắc địa: Hoàn thành đo nối và bình sai lưới khống chế đo vẽ gồm 75 điểm kinh vĩ dựa trên 7 điểm địa chính cấp cao, đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật về sai số vị trí điểm và sai số khép cạnh theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT.
  2. Thành lập tờ bản đồ địa chính số: Biên tập hoàn chỉnh tờ bản đồ địa chính số 41 tỷ lệ 1:1000 xã Bá Xuyên ở định dạng số vector (*.dgn), hiển thị đầy đủ hình thể thửa đất, ranh giới công trình, hệ thống giao thông, thủy hệ và nhãn thửa chuẩn hóa.
  3. Thống kê diện tích và cơ cấu đất đai: Tổng hợp biến động sử dụng đất toàn xã (nông nghiệp chiếm 69,56%, phi nông nghiệp chiếm 26,92%, đất chưa sử dụng chiếm 3,52%), tạo cơ sở dữ liệu chính xác cho tờ bản đồ số 41.

Đánh giá thực trạng quản lý và đề xuất của tác giả

  • Thuận lợi: Địa hình trung du không quá phức tạp; hệ thống giao thông liên thôn được bê tông hóa tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển trạm máy; nhận được sự hỗ trợ từ chính quyền địa phương và Công ty Cổ phần Trắc địa địa chính và Xây dựng Thăng Long.
  • Tồn tại phát hiện tại địa phương: Tình trạng tự ý đổ đất thải xây dựng sai quy định; việc san lấp, lấn chiếm hành lang an toàn giao thông và dựng lều quán trái phép diễn ra phức tạp do sự phối hợp giữa chính quyền và các đoàn thể chưa đồng bộ.
  • Kiến nghị: Tăng cường kiểm soát thủ tục hành chính đất đai; đẩy mạnh công tác cấp đổi Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất; xử lý triệt để các hành vi lấn chiếm hành lang giao thông và hoàn thiện đồng bộ hệ thống hồ sơ địa chính số phục vụ công tác quản lý lâu dài.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Đề tài được thực hiện trong thời gian giới hạn (từ 28/05/2018 đến 15/09/2018) trong khuôn khổ thực tập tốt nghiệp. Phạm vi thực nghiệm chuyên sâu tập trung vào tờ bản đồ địa chính số 41 tỷ lệ 1:1000 mà chưa mở rộng biên tập toàn bộ các tờ bản đồ khác trên địa bàn toàn xã.
  • Hướng phát triển: Mở rộng ứng dụng quy trình công nghệ toàn đạc kết hợp MicroStation - FAMIS cho toàn bộ hệ thống các tờ bản đồ địa chính còn lại của xã Bá Xuyên; tích hợp dữ liệu không gian bản đồ với phần mềm quản lý hồ sơ địa chính để xây dựng hệ thống thông tin đất đai (LIS) đồng bộ cấp thành phố.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng thụ hưởng:
    • Sinh viên ngành Quản lý đất đai, Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ, Địa chính môi trường tham khảo quy trình thực tập tốt nghiệp và các bước đo vẽ bản đồ số.
    • Cán bộ địa chính cấp xã, phường và kỹ thuật viên tại các doanh nghiệp đo đạc bản đồ.
  • Nội dung giá trị:
    • Quy trình kỹ thuật thành lập và bình sai lưới khống chế đo vẽ bằng thiết bị GPS kết hợp phần mềm GPSPro.
    • Hướng dẫn chi tiết các thao tác xử lý lỗi topo (Clean, Flag), tạo vùng, gán thuộc tính và tạo khung bản đồ trên bộ phần mềm MicroStation SE và FAMIS theo chuẩn quy phạm ngành Tài nguyên và Môi trường.

Câu hỏi thường gặp

1. Đề tài áp dụng hệ quy chiếu và cơ sở toán học nào để thành lập bản đồ?

Đề tài sử dụng Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000, Ellipsoid quy chiếu WGS-84, múi chiếu $3^\circ$, kinh tuyến trục $105^\circ00'$ (kinh tuyến trục của tỉnh Thái Nguyên), hệ số chiếu $m_0 = 0,9999$. Điểm gốc tọa độ N00 (Hà Nội) và điểm gốc độ cao tại Hòn Dấu (Hải Phòng).

2. Mạng lưới khống chế đo vẽ tại xã Bá Xuyên được thiết kế với số lượng điểm như thế nào?

Mạng lưới gồm 75 điểm kinh vĩ được bố trí theo đồ hình chuỗi tam giác, tứ giác dày đặc, đo nối với 7 điểm địa chính cấp cao đã biết tọa độ (đo bằng công nghệ GPS) làm điểm khởi tính, sử dụng các máy định vị GPS South.

3. Quy trình xử lý nội nghiệp trên phần mềm FAMIS gồm những bước kỹ thuật chính nào?

Quy trình gồm: Nhập số liệu trị đo ngoại nghiệp (*.txt, *.acs), hiển thị và kiểm tra điểm đo, xử lý mã tạo bản đồ tự động, sửa lỗi hình học (MRFClean, MRFFlag), tạo vùng thửa đất (tạo topology), đánh số thửa tự động, gán nhãn thuộc tính thửa đất, vẽ nhãn thửa, tạo khung bản đồ và xuất lưu trữ dưới dạng file .dgn.

4. Tỷ lệ diện tích các nhóm đất chính của xã Bá Xuyên năm 2018 là bao nhiêu?

Tổng diện tích tự nhiên là 867,27 ha. Trong đó, đất nông nghiệp (NNP) chiếm 603,27 ha (69,56%); đất phi nông nghiệp (PNN) chiếm 233,47 ha (26,92%); đất chưa sử dụng (CSD/BCS) chiếm 30,53 ha (3,52%).

5. Khóa luận sử dụng các phần mềm chuyên ngành nào để xử lý số liệu?

Các phần mềm được sử dụng gồm: TOP2AS (trút dữ liệu GPS), GPSPro (bình sai lưới tọa độ), MicroStation SE (môi trường nền đồ họa), FAMIS và Emap (xử lý trị đo, tạo vùng, gán nhãn và biên tập bản đồ địa chính).

Kết luận

Khóa luận của tác giả Phạm Đức Toán đã hoàn thành việc ứng dụng quy trình công nghệ kết hợp giữa thiết bị đo đạc điện tử (GPS, toàn đạc) và các phần mềm tin học chuyên ngành (MicroStation, FAMIS, GPSPro) vào thực tế đo đạc chỉnh lý bản đồ địa chính tờ số 41 tỷ lệ 1:1000 xã Bá Xuyên. Các kết quả bình sai lưới khống chế 75 điểm và biên tập bản đồ số đều tuân thủ các chỉ tiêu kỹ thuật theo quy định hiện hành của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Công trình là tài liệu thực nghiệm có giá trị chuyên môn cao, phục vụ thiết thực cho công tác quản lý đất đai và hoàn thiện cơ sở dữ liệu địa chính tại địa phương.