Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đất đai là nguồn tài nguyên thiên nhiên đặc biệt, là tư liệu sản xuất không thể thay thế trong mọi hoạt động kinh tế - xã hội. Việc quản lý chặt chẽ và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên đất đòi hỏi phải có hệ thống hồ sơ địa chính đồng bộ và bản đồ địa chính chính quy theo quy định của Luật Đất đai năm 2013. Tại tỉnh Lào Cai nói chung và huyện Bảo Yên nói riêng, quá trình biến động sử dụng đất diễn ra thường xuyên dưới tác động của tự nhiên và con người, đặt ra yêu cầu cấp thiết phải đo đạc, chỉnh lý và số hóa dữ liệu địa chính nhằm nâng cao hiệu lực quản lý nhà nước về đất đai.

Được sự chấp thuận của Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Lào Cai và sự phối hợp của Công ty TNHH VietMap, đề tài khóa luận thực hiện các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:

  1. Nghiên cứu khả năng ứng dụng công nghệ tin học (hệ thống phần mềm trắc địa, biên tập bản đồ) và thiết bị đo động thời gian thực (RTK) trong công tác thành lập, chỉnh lý bản đồ địa chính và quản lý cơ sở dữ liệu tài nguyên đất tại xã Tân Dương.
  2. Ứng dụng công nghệ tin học và máy RTK vào thành lập lưới khống chế đo vẽ, đo vẽ chi tiết và biên tập hoàn thiện mảnh tờ bản đồ địa chính số 08 tỷ lệ 1:1000 tại địa bàn xã Tân Dương, huyện Bảo Yên.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài được xác định rõ:

  • Đối tượng nghiên cứu: Ứng dụng máy toàn đạc điện tử, công nghệ đo động RTK cùng các phần mềm chuyên ngành MicroStation V8i, gCadas trong quy trình đo vẽ chi tiết và chỉnh lý bản đồ địa chính.
  • Phạm vi không gian: Tờ bản đồ địa chính số 08 tỷ lệ 1:1000 thuộc địa bàn xã Tân Dương, huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai.
  • Phạm vi thời gian: Quá trình thu thập số liệu, khảo sát ngoại nghiệp và xử lý nội nghiệp được tiến hành từ ngày 02/01/2018 đến ngày 25/04/2018.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận được xây dựng dựa trên hệ thống cơ sở toán học trắc địa, khung pháp lý chuyên ngành quản lý đất đai và các phần mềm ứng dụng trong biên tập bản đồ địa chính tại Việt Nam:

  • Cơ sở toán học và quy chuẩn kỹ thuật: Áp dụng Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000 với Elipxoid WGS-84 (bán trục lớn $a = 6378137,0\text{ m}$, độ dẹt $\alpha = 1/298,25723563$), điểm gốc tọa độ quốc gia $N_{00}$ đặt tại Hà Nội; sử dụng lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM kết hợp kinh tuyến trục quy định riêng cho tỉnh Lào Cai. Quy chuẩn phân mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 có kích thước khung trong tiêu chuẩn $50 \times 50\text{ cm}$, tương ứng diện tích $25\text{ ha}$ ngoài thực địa.
  • Khung văn bản quy phạm pháp luật: Luật Đất đai năm 2013; Nghị định số 43/2014/NĐ-CP; Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT quy định về bản đồ địa chính; Thông tư số 05/2009/TT-BTNMT về kiểm tra, thẩm định và nghiệm thu công trình địa chính; Quyết định số 08/2008/QĐ-BTNMT ban hành Quy phạm thành lập bản đồ địa chính; Quyết định số 719/1999/QĐ-ĐC về ký hiệu bản đồ địa chính; Thông tư số 973/2001/TT-TCĐC hướng dẫn áp dụng hệ VN-2000; Công văn số 1139/ĐĐBĐVN-CNTĐ về sử dụng công nghệ GPS/GNSS đo lưới khống chế.
  • Phương pháp nghiên cứu:
    • Phương pháp khảo sát, thu thập số liệu: Thu thập số liệu địa giới hành chính, 19 tờ bản đồ địa chính tỷ lệ 1:2000 số hóa năm 2006, hồ sơ trích đo theo Chỉ thị 31/CT-TTg và số liệu kinh tế - xã hội tại UBND xã Tân Dương, Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Bảo Yên.
    • Phương pháp đo đạc ngoại nghiệp: Sử dụng máy RTK KOLIDA K9-T đo lưới khống chế mặt bằng với 3 lần đo lấy giá trị trung bình; đo chi tiết ranh giới thửa đất, địa vật theo phương pháp RTK và tọa độ cực.
    • Phương pháp xử lý số liệu: Tính toán, bình sai lưới đường chuyền bằng phần mềm Pronet; kiểm tra sai số vị trí điểm, sai số khép góc và sai số khép cạnh theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT.
    • Phương pháp bản đồ và công nghệ tin học: Sử dụng phần mềm đồ họa MicroStation V8i kết hợp phần mềm địa chính gCadas để trút điểm tọa độ, sửa lỗi hình học, tạo vùng topology, tính diện tích thửa và gán nhãn thông tin quy chủ.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Đặt vấn đề

Chương này phân tích tính cấp thiết của công tác đo đạc, chỉnh lý bản đồ địa chính phục vụ quản lý nhà nước về đất đai và cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất theo Luật Đất đai 2013. Tác giả trình bày bối cảnh thực hiện nhiệm vụ đo đạc tại xã Tân Dương theo dự toán kỹ thuật do Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Lào Cai phê duyệt, xác định mục đích nghiên cứu và ý nghĩa của đề tài đối với công tác chuẩn hóa cơ sở dữ liệu đất đai dạng số.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Chương tổng quan tập trung hệ thống hóa các vấn đề lý luận và thực tiễn:

  • Khái niệm, vai trò, nội dung của bản đồ địa chính giấy và bản đồ số địa chính; bản chất các yếu tố không gian (điểm, đường, thửa đất, thửa đất phụ, lô đất, xứ đồng).
  • Cơ sở toán học của lưới chiếu Gauss-Kruger và lưới chiếu UTM, các tham số elipxoid của Hệ quy chiếu VN-2000, phương pháp chia mảnh bản đồ địa chính các tỷ lệ từ 1:10000 đến 1:200.
  • Các chỉ tiêu kỹ thuật của lưới đường chuyền kinh vĩ theo Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT được tác giả tổng hợp cụ thể:
STT Tiêu chí đánh giá chất lượng lưới địa chính Chỉ tiêu kỹ thuật
1 Trị tuyệt đối của sai số trung phương vị trí điểm sau bình sai $\le 5\text{ cm}$
2 Sai số trung phương tương đối cạnh sau bình sai $\le 1:50000$
3 Trị tuyệt đối sai số trung phương tuyệt đối cạnh dưới $400\text{ m}$ sau bình sai $\le 1,2\text{ cm}$
4 Trị tuyệt đối sai số trung phương phương vị cạnh sau bình sai (cạnh $\ge 400\text{ m}$ / cạnh $< 400\text{ m}$) $\le 5''\text{ / }\le 10''$
5 Trị tuyệt đối sai số trung phương độ cao sau bình sai (đồng bằng / miền núi) $\le 10\text{ cm / }\le 12\text{ cm}$
  • Nguyên lý hoạt động của máy RTK KOLIDA K9-T: máy tĩnh (Base) đặt tại mốc khống chế nhà nước liên tục phát tín hiệu cải chính tọa độ WGS-84 sang VN-2000 qua Radio link tới các máy động (Rover) trong cự ly hoạt động tối đa $12\text{ km}$; bộ nhớ lưu trữ $2000\text{ điểm}$ góc cạnh hoặc $4000\text{ điểm}$ tọa độ.
  • Tính năng của phần mềm MicroStation V8i (quản lý file .dgn, định nghĩa file chuẩn seedfile) và gCadas (xây dựng cơ sở dữ liệu theo Thông tư 17/2010/TT-BTNMT, Thông tư 24/2014/TT-BTNMT, Thông tư 25/2014/TT-BTNMT).
  • Tổng quan thực tiễn đo đạc bản đồ địa chính tại TP. Hồ Chí Minh (đạt $99,90%$ diện tích), Thái Nguyên (đạt $95,4%$) và Phú Thọ (đạt $61,66%$).

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

Tác giả xác định quy trình công nghệ 6 bước thành lập bản đồ địa chính bằng công nghệ GNSS-RTK:

  1. Xây dựng thiết kế kỹ thuật, đánh giá phân loại tài liệu.
  2. Công tác chuẩn bị: lập các tệp chuẩn, xác định ranh giới khu đo.
  3. Công tác ngoại nghiệp: điều tra ranh giới, lập bản mô tả mốc giới, đo vẽ chi tiết bằng máy GNSS-RTK.
  4. Biên tập tổng hợp: xử lý số liệu, phân mảnh bản đồ, tiếp biên, biên tập tờ bản đồ địa chính.
  5. Hoàn thiện bản đồ, lập báo cáo thuyết minh và hồ sơ địa chính.
  6. Kiểm tra, nghiệm thu sản phẩm.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu & thảo luận

Chương này trình bày toàn bộ kết quả thực nghiệm và phân tích thực trạng:

  • Điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã hội xã Tân Dương: Tổng diện tích tự nhiên $2.649\text{ ha}$; địa hình đồi núi thấp dần theo hướng Đông Bắc – Tây Nam; khí hậu nhiệt đới gió mùa có nhiệt độ trung bình năm $22 - 23^\circ\text{C}$, lượng mưa tập trung $80%$ từ tháng 5 đến tháng 10, độ ẩm trung bình $83%$. Dân số gồm $802\text{ hộ}$ với $3.404\text{ nhân khẩu}$ phân bố tại $13\text{ thôn bản}$; có $1.726\text{ người}$ trong độ tuổi lao động; có tuyến Quốc lộ 279 chạy qua và hơn $11\text{ km}$ đường dân cư đã bê tông hóa.
  • Hiện trạng sử dụng đất xã Tân Dương năm 2017:
STT Loại đất Diện tích (ha)
I Tổng diện tích đất tự nhiên 3.299,545
1 Đất sản xuất nông nghiệp (chuyên lúa nước, cây hàng năm, cây ăn quả) 469,461
2 Đất lâm nghiệp (rừng sản xuất $1.178\text{ ha}$, rừng phòng hộ $790\text{ ha}$) 1.969,019
3 Đất nuôi trồng thủy sản nước ngọt 19,718
4 Đất phi nông nghiệp (đất ở nông thôn, công cộng, cơ sở sự nghiệp, sông suối) 214,350
5 Đất đồi núi chưa sử dụng 627,000
  • Kết quả thành lập lưới khống chế đo vẽ: Khảo sát và sử dụng 3 điểm địa chính cơ sở hạng cao; thiết lập mới 46 điểm lưới kinh vĩ bố trí thành 23 cặp điểm thông hướng (như điểm mốc số hiệu 06065412), đảm bảo mật độ phủ đều khu đo để trạm máy bắt được tối đa điểm chi tiết.
  • Quy trình xử lý nội nghiệp trên gCadas và MicroStation V8i: Chuyển đổi định dạng file số liệu đo RTK, kết nối cơ sở dữ liệu gCadas, thiết lập đơn vị hành chính xã Tân Dương và tỷ lệ 1:1000; trút điểm chi tiết lên bản vẽ; xử lý các đoạn ranh giới hở; tạo vùng topology; tính diện tích tự động; vẽ nhãn thửa quy chủ và xuất hồ sơ địa chính hoàn chỉnh cho tờ số 08.
  • Đánh giá thuận lợi và khó khăn: Ghi nhận sự hỗ trợ của chính quyền và người dân địa phương; tuy nhiên gặp khó khăn do thời tiết mưa nhiều làm ẩm thiết bị, địa hình đồi núi che khuất tầm nhìn máy RTK và một số thửa đất có ranh giới chưa thống nhất giữa các chủ sử dụng.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tóm tắt các kết quả kỹ thuật đạt được trong quá trình đo vẽ, chỉnh lý tờ bản đồ số 08; đề xuất giải pháp trang bị thiết bị, nâng cao năng lực bình sai số liệu và tăng cường phối hợp chuyên môn giữa Trung tâm Công nghệ Thông tin với UBND cấp xã.

Kết quả và đóng góp

  • Kết quả kỹ thuật và số liệu thực tế: Khóa luận đã xây dựng hoàn chỉnh hệ thống lưới khống chế đo vẽ gồm 3 điểm địa chính cơ sở và 46 điểm kinh vĩ mới (23 cặp điểm); hoàn thành việc đo đạc, chỉnh lý và số hóa tờ bản đồ địa chính số 08 tỷ lệ 1:1000 tại xã Tân Dương; tổng hợp chi tiết hiện trạng quỹ đất toàn xã với $3.299,545\text{ ha}$ phân bổ vào 5 nhóm đất chính.
  • Giải pháp kỹ thuật đề xuất:
    • Đảm bảo đầy đủ trang thiết bị đạt chuẩn và bố trí nhân lực chuyên môn trong công tác đo vẽ dã ngoại và vận hành phần mềm bình sai Pronet.
    • Giảm thiểu sai số đo RTK bằng cách hạn chế thời gian di chuyển giữa các điểm mốc, lựa chọn vị trí mốc thông thoáng về tín hiệu vệ tinh và tránh thời điểm thời tiết mưa ẩm.
    • Đề nghị cơ quan chuyên môn phối hợp chặt chẽ với chính quyền địa phương trong việc giải thửa, đối soát ranh giới và quy chủ sử dụng đất.
  • Đóng góp của khóa luận: Minh chứng tính khả thi và hiệu quả của việc kết hợp công nghệ đo động RTK với bộ phần mềm MicroStation V8i và gCadas trong điều kiện địa hình phức tạp tại vùng trung du miền núi, giúp giảm bớt các cấp lưới đo vẽ trung gian, nâng cao độ chính xác hình học và rút ngắn thời gian thành lập bản đồ địa chính.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế được văn bản nêu rõ:
    • Quá trình đo đạc ngoại nghiệp diễn ra vào mùa mưa, độ ẩm không khí cao ảnh hưởng trực tiếp đến bo mạch của máy RTK, làm gián đoạn tiến độ công tác để bảo trì thiết bị.
    • Địa hình đồi núi chia cắt gây cản trở tầm nhìn quang học và truyền nhận tín hiệu giữa trạm tĩnh (Base) và trạm động (Rover).
    • Tình trạng sạt lở tự nhiên và một số hộ gia đình, cá nhân chưa thống nhất mốc giới thực địa gây khó khăn cho công tác giải thửa, quy chủ.
    • Kinh nghiệm xử lý tình huống thực tế của sinh viên trong giai đoạn đầu còn hạn chế, dẫn đến việc xử lý dữ liệu dã ngoại mất nhiều thời gian.
  • Hướng mở rộng nghiên cứu: Tiếp tục áp dụng quy trình công nghệ GNSS-RTK và phần mềm gCadas để hoàn thiện công tác đo đạc, chỉnh lý cho toàn bộ các tờ bản đồ địa chính còn lại trên địa bàn xã Tân Dương và các xã lân cận thuộc huyện Bảo Yên.

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận là tài liệu tham khảo thiết thực cho sinh viên các chuyên ngành Quản lý đất đai, Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ, Địa chính môi trường và cán bộ kỹ thuật thực hiện các dự án đo đạc cơ sở:

  • Quy trình từng bước sử dụng phần mềm gCadas kết hợp MicroStation V8i (từ khâu trút điểm, tạo topology đến vẽ nhãn thửa tự động) có thể áp dụng trực tiếp cho các đề tài biên tập bản đồ địa chính số cấp xã.
  • Các thông số kỹ thuật, quy định sai số đường chuyền kinh vĩ theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT và quy trình vận hành trạm Base - Rover của máy RTK KOLIDA K9-T là tài liệu hướng dẫn dã ngoại cụ thể cho người làm công tác đo đạc thực tế.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận sử dụng loại máy RTK nào và thiết bị có những đặc tính kỹ thuật cơ bản gì? Tác giả sử dụng máy RTK KOLIDA K9-T do Trung Quốc sản xuất. Thiết bị có trọng lượng $1,2\text{ kg}$, sử dụng nguồn điện $10\text{V} - 16\text{V}$, hoạt động trong dải nhiệt độ từ $-20^\circ\text{C}$ đến $50^\circ\text{C}$, bộ nhớ lưu trữ được $2000\text{ điểm}$ góc cạnh hoặc $4000\text{ điểm}$ tọa độ, bán kính kết nối giữa trạm tĩnh và trạm động đạt tối đa $12\text{ km}$.

2. Lưới khống chế đo vẽ phục vụ thành lập bản đồ được thiết kế với quy mô bao nhiêu điểm? Khu vực đo vẽ được thiết kế dựa trên 3 điểm địa chính cơ sở hạng cao có sẵn và lập mới 46 điểm lưới kinh vĩ được bố trí thành 23 cặp điểm thông hướng, phân bố đều trong khu đo để tối ưu hóa phạm vi bắt điểm chi tiết.

3. Bản đồ địa chính tờ số 08 được xây dựng trên hệ quy chiếu và cơ sở toán học nào? Bản đồ được xây dựng 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 cho tỉnh Lào Cai, điểm gốc tọa độ quốc gia $N_{00}$ đặt tại Viện Công nghệ Địa chính (Hà Nội).

4. Tổng diện tích tự nhiên và cơ cấu đất đai của xã Tân Dương năm 2017 được ghi nhận như thế nào? Theo thống kê trong khóa luận, tổng diện tích đất tự nhiên của xã Tân Dương năm 2017 là $3.299,545\text{ ha}$; trong đó đất lâm nghiệp chiếm diện tích lớn nhất với $1.969,019\text{ ha}$, đất sản xuất nông nghiệp là $469,461\text{ ha}$, đất đồi núi chưa sử dụng là $627,000\text{ ha}$, đất phi nông nghiệp là $214,350\text{ ha}$ và đất nuôi trồng thủy sản là $19,718\text{ ha}$.

5. Những khó khăn thực địa chính tác giả đã gặp phải trong quá trình đo vẽ tại xã Tân Dương là gì? Các khó khăn chính gồm: thời tiết mùa mưa làm độ ẩm không khí tăng cao gây ảnh hưởng đến máy móc; địa hình đồi núi che khuất tầm nhìn máy đo; hiện tượng sạt lở làm mất dấu mốc ranh giới và một số hộ dân chưa đạt được sự thống nhất về ranh giới thửa đất khi đi quy chủ.

Kết luận

Khóa luận của tác giả Đặng Ngọc Tùng đã tổng hợp đầy đủ cơ sở lý luận, cơ sở pháp lý và quy trình kỹ thuật ứng dụng công nghệ đo động RTK kết hợp phần mềm MicroStation V8i và gCadas trong công tác địa chính. Công trình đã hoàn thành việc xây dựng lưới khống chế gồm 46 điểm đo vẽ mới, xử lý số liệu nội nghiệp và chỉnh lý thành công tờ bản đồ địa chính số 08 tỷ lệ 1:1000 tại xã Tân Dương, huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai. Kết quả nghiên cứu phản ánh sát thực tế điều kiện đo đạc tại vùng trung du miền núi, cung cấp nguồn dữ liệu tin cậy phục vụ công tác quản lý đất đai và cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất tại địa phương.