Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Công tác đo đạc thành lập bản đồ địa chính, lập hồ sơ địa chính và đăng ký cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất là những nội dung trọng tâm trong công tác quản lý nhà nước về đất đai. Nhằm quản lý đất đai một cách chặt chẽ theo hệ thống tư liệu mang tính khoa học và kỹ thuật cao, việc xây dựng bộ bản đồ địa chính chính quy và hồ sơ địa chính hoàn chỉnh theo quy định của Bộ Tài nguyên và Môi trường là yêu cầu cấp thiết. Thực tiễn quản lý đất đai đòi hỏi cơ quan chuyên môn phải nắm chắc và quản lý chi tiết đến từng thửa đất, từ đó tạo tiền đề hoàn thiện hệ thống thông tin đất đai và cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất cho người dân.

Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin và thiết bị đo đạc, việc ứng dụng các phần mềm chuyên ngành và máy toàn đạc điện tử, máy định vị vệ tinh đã mang lại giải pháp tự động hóa, tăng độ chính xác và rút ngắn thời gian thành lập bản đồ số. Đề tài "Ứng dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử trong công tác thành lập bản đồ địa chính tờ số 26 tỷ lệ 1:500 phường Tam Thanh, thành phố Lạng Sơn, tỉnh Lạng Sơn" do sinh viên Đàm Văn Cường thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Nguyễn Khắc Thái Sơn (Khoa Quản lý Tài nguyên, Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên) và sự hỗ trợ kỹ thuật của Công ty TNHH MTV Mạnh Chung.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài bao gồm:

  1. Ứng dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử vào công tác thành lập lưới khống chế đo vẽ và đo vẽ chi tiết tại thực địa.
  2. Thành lập hoàn chỉnh tờ bản đồ địa chính số 26 tỷ lệ 1:500 tại phường Tam Thanh, thành phố Lạng Sơn, tỉnh Lạng Sơn.

Ý nghĩa của đề tài được thể hiện trên hai phương diện:

  • Trong học tập và nghiên cứu khoa học: Giúp hệ thống hóa, củng cố khối kiến thức chuyên ngành Quản lý đất đai và kỹ thuật trắc địa đã tiếp thu trong nhà trường để vận dụng vào quy trình sản xuất thực tế.
  • Trong thực tiễn: Cung cấp tài liệu bản đồ địa chính số có độ chính xác cao, phục vụ công tác quản lý đất đai, chỉnh lý biến động và hiện đại hóa hệ thống hồ sơ địa chính của địa phương theo tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quy trình ứng dụng công nghệ tin học, thiết bị đo đạc GNSS/RTK và máy toàn đạc điện tử trong công tác trắc địa và biên tập bản đồ địa chính.
  • Phạm vi không gian: Khu vực tờ bản đồ địa chính số 26, tỷ lệ 1:500 thuộc địa bàn phường Tam Thanh, thành phố Lạng Sơn, tỉnh Lạng Sơn.
  • Phạm vi thời gian: Quá trình nghiên cứu và thu thập số liệu được tiến hành trong khóa học 2017 – 2019, sử dụng dữ liệu hiện trạng quản lý đất đai và dân sinh kinh tế cập nhật đến năm 2018 - 2019.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận được xây dựng dựa trên cơ sở pháp lý, khung lý thuyết chuyên ngành Trắc địa - Bản đồ và Quản lý đất đai, cùng hệ thống phương pháp nghiên cứu thực nghiệm đồng bộ từ ngoại nghiệp đến nội nghiệp.

Cơ sở pháp lý và khung lý thuyết

  • Khung pháp lý: Căn cứ khoản 4 Điều 3 Luật Đất đai năm 2013 quy định bản đồ địa chính là bản đồ thể hiện các thửa đất và các yếu tố địa lý có liên quan, được lập theo đơn vị hành chính xã, phường, thị trấn và được cơ quan nhà nước có thẩm quyền xác nhận; các thông tư, quy phạm kỹ thuật về đo vẽ bản đồ địa chính do Bộ Tài nguyên và Môi trường và Tổng cục Địa chính ban hành.
  • Cơ sở toán học của bản đồ địa chính:
    • Phép chiếu và hệ quy chiếu: So sánh lưới chiếu Gauss-Kruger (sử dụng Elipxoid Kraxovski 1946 với bán trục lớn $a = 6.378.245\text{ m}$, bán trục nhỏ $b = 6.356.863,3\text{ m}$, hệ số biến dạng chiều dài kinh tuyến trục $k = 1,000$) và lưới chiếu UTM (sử dụng Elipxoid WGS84, hệ số tỷ lệ kinh tuyến trục múi $6^\circ$ là $m_0 = 0,9996$).
    • Hệ quy chiếu quốc gia VN-2000: Khóa luận áp dụng Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000 (công bố tháng 7/2000) với các tham số chính: 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 $GM = 3.986.005 \times 10^8\text{ m}^3/\text{s}^2$, điểm gốc tọa độ quốc gia $N_{00}$ đặt tại Viện Công nghệ Địa chính (đường Hoàng Quốc Việt, Hà Nội). Kinh tuyến trục quy định riêng cho tỉnh Lạng Sơn là $107^\circ15'$.
    • Phương pháp phân mảnh bản đồ: Áp dụng phương pháp chia mảnh theo ô vuông tọa độ thẳng góc. Mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:10.000 có kích thước thực tế $6 \times 6\text{ km}$ (tương ứng kích thước khung trong tiêu chuẩn $60 \times 60\text{ cm}$, diện tích $3.600\text{ ha}$). Các tỷ lệ lớn hơn như 1:500 được chia nhỏ từ khung chuẩn theo quy phạm kỹ thuật.

Thiết bị và phần mềm ứng dụng

  • Thiết bị trắc địa: Máy định vị vệ tinh GPS RTK ComNav T300 sử dụng để đo lưới khống chế; máy toàn đạc điện tử phục vụ đo chi tiết các góc thửa và địa vật tại thực địa.
  • Phần mềm chuyên dụng:
    • Phần mềm DPSurvey dùng để trút và bình sai số liệu đo GPS RTK.
    • Môi trường đồ họa nền tảng MicroStation và gói ứng dụng Mapping Office.
    • Phần mềm Famis (Field Analysis and Mapping Information System) tích hợp trên nền MicroStation để xử lý số liệu đo, phun điểm, tạo Topology, sửa lỗi hình học, gán thuộc tính thửa đất và xuất bản đồ địa chính.
    • Phần mềm Gcadas phục vụ quy trình biên tập và quản lý dữ liệu bản đồ số.

Phương pháp nghiên cứu cụ thể

  • Phương pháp thu thập, tổng hợp tài liệu: Kế thừa các tài liệu hiện có như Bản đồ địa giới hành chính theo Chỉ thị 364/CT tỷ lệ 1:10.000, Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25.000, Bản đồ hiện trạng sử dụng đất tỷ lệ 1:2.000 và Bản đồ địa chính năm 2003 tỷ lệ 1:500 (gồm 62 tờ) của phường Tam Thanh.
  • Phương pháp đo đạc ngoại nghiệp:
    • Thiết kế và đo lưới đường chuyền kinh vĩ/lưới khống chế đo vẽ bằng công nghệ GPS RTK với 2 lượt đo đi và về (mỗi lần gồm 2 nửa lần đo).
    • Đo vẽ chi tiết ranh giới thửa đất, ranh giới sử dụng đất, nhà ở, công trình xây dựng, mạng lưới giao thông, thủy văn bằng máy toàn đạc điện tử.
  • Phương pháp xử lý số liệu nội nghiệp: Trút dữ liệu từ máy đo sang máy tính, chuyển đổi định dạng tệp số liệu, nhập vào phần mềm Famis, biên tập đồ họa, tạo vùng, tự động kiểm tra sửa lỗi hình học (Clean), tạo nhãn thửa và hoàn thiện khung bản đồ.

Nội dung chính theo từng chương

Khóa luận được kết cấu theo 5 phần chính với nội dung khoa học và logic:

Phần 1: Đặt vấn đề

Trình bày tính cấp thiết của công tác đo đạc thành lập bản đồ địa chính phục vụ công tác quản lý nhà nước về đất đai trong bối cảnh hiện đại hóa. Nêu rõ mục tiêu ứng dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử để thành lập tờ bản đồ số 26 tỷ lệ 1:500 tại phường Tam Thanh, xác định ý nghĩa lý luận và thực tiễn của đề tài.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Hệ thống hóa toàn bộ lý thuyết về bản đồ địa chính:

  • Khái niệm, tính chất, vai trò pháp lý của bản đồ địa chính trong việc giao đất, cho thuê đất, cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, thống kê kiểm kê và thanh tra đất đai.
  • Phân loại bản đồ địa chính (bản đồ giấy, bản đồ số, bản đồ địa chính gốc).
  • Các yếu tố nội dung cơ bản: Yếu tố điểm (điểm trắc địa, mốc giới), yếu tố đường, thửa đất, thửa đất phụ, lô đất, xứ đồng, đơn vị hành chính; các lớp thông tin địa giới, ranh giới thửa, loại đất (5 nhóm loại đất chính), công trình xây dựng kiên cố, hệ thống giao thông (đường $>0,5\text{ mm}$ trên bản đồ vẽ 2 nét, $<0,5\text{ mm}$ vẽ 1 nét kèm bề rộng), thủy văn, địa vật định hướng, mốc giới quy hoạch và dáng đất.
  • Cơ sở toán học bản đồ: Phân tích lưới chiếu Gauss-Kruger, lưới chiếu UTM, các tham số của hệ tọa độ VN-2000 và quy tắc chia mảnh bản đồ địa chính theo hệ tọa độ vuông góc.
  • Tổng quan cấu tạo, tính năng của máy toàn đạc điện tử, phương pháp đo tọa độ cực và giới thiệu các phần mềm đồ họa địa chính (MicroStation, Famis, Gcadas).

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

Xác định cụ thể đối tượng nghiên cứu là quy trình công nghệ thành lập bản đồ số địa chính; địa bàn nghiên cứu tại phường Tam Thanh, TP. Lạng Sơn trong giai đoạn 2017 – 2019. Mô tả chi tiết các bước từ khảo sát, thu thập tài liệu, thiết kế mạng lưới khống chế đo vẽ, phương pháp đo chi tiết ngoại nghiệp đến các bước xử lý nội nghiệp trên phần mềm Famis và MicroStation.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Đây là nội dung thực nghiệm trọng tâm của khóa luận:

  • Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội và quản lý đất đai phường Tam Thanh:
    • Đánh giá vị trí địa lý thuận lợi, hệ thống giao thông kết nối các cửa khẩu quốc tế; điều kiện địa hình bằng phẳng, địa chất ổn định.
    • Dân số phường năm 2018 đạt 13.274 người (7.162 nam, 6.112 nữ), số hộ là 3.702 hộ, mật độ dân số 9.400,18 người/km². Hệ thống giáo dục gồm 4 trường (2 trường mầm non, 1 trường tiểu học, 1 trường THCS); trạm y tế và phong trào văn hóa - thể thao phát triển tốt.
    • Phân tích hiện trạng sử dụng đất: Tổng diện tích tự nhiên là 234,11 ha. Đất phi nông nghiệp chiếm đa số với 187,86 ha (80,24%), đất nông nghiệp có 44,20 ha (18,89%) và đất chưa sử dụng là 2,05 ha (0,87%).
  • Công tác thành lập lưới khống chế đo vẽ:
    • Khảo sát và xây dựng mạng lưới gồm 46 điểm khống chế đo vẽ trên toàn phường Tam Thanh, dựa trên 4 điểm địa chính cấp cao đã biết để làm điểm khởi tính.
    • Sử dụng máy GPS RTK ComNav T300 thực hiện đo đạc, sau đó trút số liệu bằng phần mềm DPSurvey và bình sai lưới trong hệ tọa độ VN-2000 (kinh tuyến trục $107^\circ15'$).
  • Thành lập tờ bản đồ địa chính số 26 tỷ lệ 1:500:
    • Tiến hành đo vẽ chi tiết các điểm góc thửa, ranh giới đất ở, nhà ở và các công trình hạ tầng bằng máy toàn đạc điện tử.
    • Chuyển đổi định dạng tệp số liệu đo từ máy toàn đạc sang định dạng tương thích với Famis.
    • Nhập số liệu và phun điểm chi tiết lên bản vẽ trong môi trường MicroStation.
    • Nối các đỉnh thửa theo sơ đồ đo thực địa, tạo vùng Topology, sử dụng công cụ tự động tìm và sửa lỗi Clean (lỗi hở mạch, lỗi thừa cạnh).
    • Thực hiện tạo tâm thửa, đánh số thửa tự động, gán thông tin dữ liệu thuộc tính từ nhãn, biên tập bảng nhãn thửa, tạo khung bản đồ và in hoàn thiện tờ bản đồ địa chính số 26.
  • Đánh giá thuận lợi và khó khăn: Làm rõ hiệu quả rút ngắn thời gian, nâng cao độ chính xác khi kết hợp công nghệ GNSS/RTK, máy toàn đạc điện tử và phần mềm Famis, đồng thời chỉ ra một số trở ngại về mật độ xây dựng và địa vật che khuất trong quá trình đo ngoại nghiệp.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tổng kết toàn bộ kết quả đã đạt được trong quá trình thực hiện đề tài và đưa ra các kiến nghị kỹ thuật đối với công tác đo đạc, quản lý hồ sơ địa chính số tại địa phương.


Kết quả và đóng góp

Số liệu hiện trạng sử dụng đất phường Tam Thanh

Kết quả tổng hợp hiện trạng quỹ đất phường Tam Thanh năm 2018 được tác giả trình bày chi tiết theo bảng số liệu sau:

STT Loại đất Mã Diện tích (ha) Cơ cấu (%)
Tổng Tổng diện tích đất tự nhiên 234,11 100,00
1 ĐẤT NÔNG NGHIỆP NNP 44,20 18,89
1.1 Đất sản xuất nông nghiệp SXN 34,28 14,65
Đất trồng cây hàng năm CHN 32,47
- Đất trồng lúa LUA 12,37 5,28
- Đất trồng cây hàng năm còn lại HNC 20,10 8,59
Đất trồng cây lâu năm CLN 1,81 0,77
1.2 Đất lâm nghiệp (Đất rừng sản xuất) LNP/RSX 9,34 4,00
1.3 Đất nuôi trồng thủy sản NTS 0,58 0,24
2 ĐẤT PHI NÔNG NGHIỆP PNN 187,86 80,24
2.1 Đất ở tại đô thị ODT 66,03 28,20
2.2 Đất chuyên dùng CDG 80,14 34,22
- Đất xây dựng trụ sở cơ quan TSC 2,07 0,89
- Đất quốc phòng 2,02 0,86
- Đất an ninh CAN 0,02 0,01
- Đất xây dựng công trình sự nghiệp DSN 9,98 4,26
- Đất sản xuất, kinh doanh phi nông nghiệp CSK 5,21 2,22
- Đất có mục đích công cộng CCC 62,82 26,82
2.3 Đất cơ sở tín ngưỡng TIN 0,28 0,11
2.4 Đất nghĩa trang, nghĩa địa NTD 21,00 9,00
2.5 Đất sông, ngòi, kênh, rạch, suối SON 11,50 4,91
2.6 Đất có mặt nước chuyên dùng MNC 8,91 3,80
3 ĐẤT CHƯA SỬ DỤNG CSD 2,05 0,87
3.1 Đất bằng chưa sử dụng BCS 1,68 0,71
3.2 Núi đá không có rừng cây NCS 0,37 0,16

(Nguồn: Thiết kế kỹ thuật dự toán đo đạc TP. Lạng Sơn)

Kết quả kỹ thuật đạt được

  1. Xây dựng mạng lưới khống chế đo vẽ: Hoàn thành bố trí, đo đạc và bình sai mạng lưới gồm 46 điểm tọa độ khống chế (kết nối từ 4 điểm mốc cấp cao) trên hệ quy chiếu VN-2000 kinh tuyến trục $107^\circ15'$, đạt các chỉ tiêu kỹ thuật đường chuyền kinh vĩ theo quy định của Bộ Tài nguyên và Môi trường.
  2. Thành lập sản phẩm bản đồ: Ứng dụng quy trình liên hoàn giữa máy toàn đạc điện tử và bộ phần mềm MicroStation/Famis để hoàn thiện tờ bản đồ địa chính số 26 tỷ lệ 1:500 phường Tam Thanh. Tờ bản đồ hiển thị đầy đủ hình học ranh giới thửa đất, ranh giới nhà, đường giao thông, hệ thống thoát nước, số thửa, diện tích và loại đất.
  3. Đóng góp kỹ thuật: Chuẩn hóa quy trình số hóa từ số liệu đo trắc địa ngoại nghiệp sang cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính số, hạn chế tối đa các sai số thủ công trong khâu vẽ nối và tính diện tích thửa đất.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế:
    • Khóa luận mới chỉ tập trung thực nghiệm đo vẽ và thành lập đơn lẻ 01 tờ bản đồ địa chính (tờ số 26 tỷ lệ 1:500) trên tổng số 62 tờ bản đồ của toàn phường Tam Thanh.
    • Quá trình đo vẽ ngoại nghiệp gặp khó khăn tại các khu vực dân cư có mật độ xây dựng cao, ngõ ngách hẹp và tường rào kiên cố làm hạn chế tầm ngắm quang học của máy toàn đạc điện tử.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Mở rộng triển khai đo vẽ, biên tập số hóa đồng bộ cho tất cả các tờ bản đồ còn lại trên toàn địa bàn phường Tam Thanh.
    • Kết nối dữ liệu không gian bản đồ với cơ sở dữ liệu thuộc tính hồ sơ địa chính (thông tin chủ sử dụng đất, tình trạng cấp giấy chứng nhận, lịch sử biến động thửa đất) nhằm phục vụ tích hợp vào hệ thống thông tin đất đai (LIS/GIS) tổng thể của thành phố Lạng Sơn.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo thiết thực cho các đối tượng sau:

  • Sinh viên, học viên ngành Quản lý đất đai và Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ: Có thể sử dụng tài liệu như một cẩm nang thực hành chi tiết về quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa chính số, từ kỹ thuật đo nối GPS RTK, đo chi tiết bằng máy toàn đạc đến các thao tác xử lý lỗi Topology trên phần mềm Famis và MicroStation.
  • Cán bộ địa chính cấp xã/phường và kỹ thuật viên đo đạc: Tham khảo quy trình bình sai lưới khống chế đo vẽ theo hệ quy chiếu VN-2000, phương pháp xử lý số liệu đo ngoại nghiệp và cách thức tổ chức biên tập bản đồ địa chính tỷ lệ lớn (1:500) ở khu vực đô thị.
  • Phần đáng chú ý nhất: Quy trình từng bước xử lý dữ liệu nội nghiệp tại Phần 4 (Hình 4.7 đến Hình 4.21), mô tả chi tiết từ khâu trút dữ liệu, đổi định dạng tệp, phun điểm, làm sạch lỗi Clean, tạo tâm thửa, đánh số thửa tự động đến biên tập bảng nhãn thửa và xuất khung bản đồ hoàn chỉnh.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận sử dụng hệ tọa độ nào và kinh tuyến trục quy định cho khu vực nghiên cứu là bao nhiêu?
Khóa luận áp dụng Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000 theo quy định của Tổng cục Địa chính (nay thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường). Kinh tuyến trục được thiết lập riêng cho tỉnh Lạng Sơn là $107^\circ15'$.

2. Mạng lưới khống chế đo vẽ tại phường Tam Thanh được thiết kế với số lượng bao nhiêu điểm và đo bằng thiết bị gì?
Toàn bộ mạng lưới khống chế đo vẽ của phường gồm 46 điểm (trong đó có 4 điểm địa chính cấp cao đã biết làm điểm khởi tính). Lưới được đo đạc bằng máy định vị vệ tinh GPS RTK ComNav T300 với 2 lượt đo đi và về (mỗi lần 2 nửa lần đo), sau đó trút số liệu và bình sai qua phần mềm DPSurvey.

3. Cơ cấu sử dụng đất của phường Tam Thanh năm 2018 có đặc điểm gì nổi bật?
Tổng diện tích tự nhiên của phường là 234,11 ha. Trong đó, đất phi nông nghiệp chiếm tỷ trọng lớn nhất với 187,86 ha (80,24%), đất nông nghiệp chiếm 44,20 ha (18,89%), và đất chưa sử dụng chỉ chiếm 2,05 ha (0,87%). Trong nhóm phi nông nghiệp, đất ở tại đô thị (66,03 ha) và đất công cộng (62,82 ha) chiếm diện tích chủ yếu.

4. Quy trình xử lý nội nghiệp trên phần mềm Famis và MicroStation để thành lập tờ bản đồ số 26 bao gồm những bước chính nào?
Quy trình gồm các bước: Đổi định dạng tệp số liệu đo từ máy toàn đạc; nhập số liệu và phun điểm chi tiết lên bản vẽ bằng Famis; vẽ nối các ranh giới thửa đất; tạo cấu trúc không gian (Topology); chạy tính năng tự động tìm và sửa lỗi (Clean); tạo tâm thửa; đánh số thửa tự động; gán dữ liệu từ nhãn; biên tập bảng nhãn thửa; tạo khung bản đồ và xuất tờ bản đồ địa chính hoàn chỉnh.


Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Đàm Văn Cường đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu nghiên cứu thông qua việc ứng dụng đồng bộ công nghệ tin học và thiết bị trắc địa hiện đại vào công tác thành lập bản đồ địa chính. Đề tài đã xây dựng thành công lưới khống chế đo vẽ gồm 46 điểm và hoàn thành việc biên tập tờ bản đồ địa chính số 26 tỷ lệ 1:500 tại phường Tam Thanh, thành phố Lạng Sơn theo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật của hệ tọa độ VN-2000. Kết quả nghiên cứu không chỉ phản ánh chính xác hiện trạng quản lý sử dụng đất tại địa bàn mà còn cung cấp cơ sở dữ liệu số hóa quan trọng, phục vụ đắc lực cho công tác quản lý đất đai và cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất tại địa phương.