Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Công tác quản lý nhà nước về đất đai đòi hỏi hệ thống tư liệu địa chính có tính khoa học, độ chính xác cao và cập nhật thường xuyên theo quy định của Luật Đất đai năm 2013. Tại xã Lục Sơn, huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang, hệ thống hồ sơ địa chính trước đây được lập trong giai đoạn 1993 – 1997 bằng phương pháp thủ công. Sau hơn 20 năm sử dụng, cùng với quá trình biến động mạnh mẽ về sử dụng đất do phát triển kinh tế, đô thị hóa và xây dựng các khu công nghiệp, hệ thống tài liệu này đã bộc lộ nhiều điểm lạc hậu, sai lệch và không còn phản ánh đúng hiện trạng thực tế. Nhằm đáp ứng yêu cầu quản lý chặt chẽ và hiện đại hóa cơ sở dữ liệu đất đai, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Giang đã phê duyệt thiết kế kỹ thuật - dự toán cho công tác đo đạc, chỉnh lý bản đồ địa chính và cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất trên địa bàn xã Lục Sơn, giao cho Công ty TNHH VietMap phối hợp thực hiện.

Đề tài khóa luận được xác lập với hai mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:

  1. Ứng dụng công nghệ tin học và máy đo GNSS RTK vào việc thành lập mạng lưới khống chế đo vẽ, tiến hành đo vẽ chi tiết và hoàn thiện biên tập mảnh bản đồ địa chính tờ số 71 tỷ lệ 1:1000 tại xã Lục Sơn.
  2. Đánh giá khả năng ứng dụng của hệ thống phần mềm trắc địa chuyên dụng kết hợp máy định vị vệ tinh GNSS trong công tác thành lập bản đồ địa chính và xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên đất tại địa phương.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quy trình công nghệ đo đạc bằng thiết bị định vị vệ tinh GNSS RTK (máy South S82-T) kết hợp với các phần mềm xử lý số liệu trắc địa và biên tập bản đồ địa chính bao gồm MicroStation, FAMIS, Pronet và Microsoft Excel.
  • Phạm vi không gian: Thực hiện đo vẽ, chỉnh lý ngoại nghiệp và xử lý nội nghiệp trên diện tích tờ bản đồ địa chính số 71, tỷ lệ 1:1000 thuộc địa bàn xã Lục Sơn, huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang.
  • Phạm vi thời gian: Đề tài được triển khai thực hiện từ ngày 28/05/2018 đến ngày 15/09/2018 (thời điểm đo đạc thực địa chính diễn ra trong các tháng đầu năm 2018).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng hệ thống cơ sở lý luận dựa trên các quy định pháp luật hiện hành và tiêu chuẩn kỹ thuật của ngành Quản lý đất đai:

  • Cơ sở pháp lý: Luật Đất đai năm 2013; Quyết định số 310/QĐ-UBND ngày 28/11/2013 của UBND tỉnh Bắc Giang về điều chỉnh Dự án Tổng thể xây dựng hệ thống hồ sơ địa chính và cơ sở dữ liệu đất đai; Thông tư số 08/2007/TT-BTNMT và 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.
  • Khung khái niệm chuyên ngành: Định nghĩa chuẩn về bản đồ, bản đồ địa chính, bản đồ địa chính gốc, bản trích đo địa chính, thửa đất, loại đất, diện tích thửa đất và thành phần cấu thành hồ sơ địa chính (bản đồ, sổ địa chính, sổ mục kê, sổ theo dõi biến động, văn bản lưu trữ).
  • Cơ sở kỹ thuật công nghệ GNSS RTK: Thiết bị South S82-T (sản xuất tại Trung Quốc, trọng lượng 1,2 kg, bộ nhớ trong lưu 2.000 điểm đo góc cạnh hoặc 4.000 điểm tọa độ). Hệ thống hoạt động theo nguyên lý đo động thời gian thực (RTK): Trạm tĩnh (BASE) đặt tại mốc địa chính nhà nước hoặc đường chuyền cấp IV, phát tín hiệu cải chính qua sóng vô tuyến UHF công suất 25W (9 kênh tần số) trong bán kính tối đa 12 km; các trạm động (ROVER) thu nhận tín hiệu vệ tinh và số gia cải chính để xác định tọa độ trực tiếp trong Hệ quy chiếu quốc gia VN-2000 với sai số vị trí đạt 10 mm + 1 ppm RMS và sai số cao độ 20 mm + 1 ppm RMS.

Phương pháp nghiên cứu được triển khai bao gồm:

  • Phương pháp khảo sát, thu thập số liệu: Tiếp nhận dữ liệu tọa độ mốc cấp cao, tài liệu địa giới và số liệu điều kiện tự nhiên – kinh tế – xã hội từ UBND xã Lục Sơn và Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Lục Nam; khảo sát địa hình thực địa để lập phương án bố trí lưới.
  • Phương pháp đo đạc ngoại nghiệp: Sử dụng máy South S82-T đo ngắm các điểm khống chế và điểm chi tiết; các điểm lưới khống chế mặt bằng được đo lặp 3 lần lấy giá trị trung bình.
  • Phương pháp xử lý số liệu: Sử dụng phần mềm Pronet và Excel để định dạng, kiểm tra sai số và bình sai lưới đường chuyền tọa độ.
  • Phương pháp bản đồ: Sử dụng phần mềm đồ họa MicroStation SE/V8 và phần mềm quản lý đất đai FAMIS (môi trường MDL Famis.ma) để nạp số liệu trị đo, xử lý topology, sửa lỗi hình học, tạo vùng, đánh số thửa và xuất bản đồ địa chính.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Đặt vấn đề

Phần này trình bày tính cấp thiết của công tác đo đạc, chỉnh lý bản đồ địa chính đối với công tác quản lý tài nguyên đất đai tại địa phương; xác định mục tiêu tổng quát, nhiệm vụ cụ thể và ý nghĩa khoa học - thực tiễn của đề tài trong việc hiện đại hóa hồ sơ địa chính phục vụ cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Tác giả hệ thống hóa các cơ sở lý luận về bản đồ địa chính và tổng quan thực tiễn đo đạc tại các địa phương như Thành phố Hồ Chí Minh (đạt 99,9% diện tích đo vẽ, 20/24 quận huyện vận hành CSDL), Thái Nguyên (đo vẽ hơn 336.300 ha, đạt 95,4% diện tích), Phú Thọ (171 xã đạt chuẩn chính quy, chiếm 61,66% diện tích) và tỉnh Bắc Giang. Nội dung đi sâu phân tích cấu tạo, nguyên lý hoạt động của trạm phát Base và trạm thu Rover của dòng máy GNSS RTK South S82-T, cùng quy trình kỹ thuật thành lập bản đồ địa chính theo công nghệ đo động.

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

Xác định cụ thể không gian thực hiện tại xã Lục Sơn; liệt kê các nội dung điều tra về điều kiện tự nhiên, tình hình kinh tế - xã hội, hiện trạng quản lý đất đai; mô tả quy trình 2 giai đoạn (ngoại nghiệp: khảo sát, chôn mốc, đo RTK; nội nghiệp: trút dữ liệu, bình sai, biên tập số) và các phương pháp nghiên cứu tương ứng.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương này phản ánh toàn bộ kết quả thực nghiệm và xử lý dữ liệu của đề tài qua các nội dung:

  1. Đặc điểm địa bàn nghiên cứu: Xã Lục Sơn có diện tích tự nhiên 9.912,27 ha (đất lâm nghiệp 8.171,87 ha; đất nông nghiệp 9.426,44 ha; đất phi nông nghiệp và đất khác 485,83 ha); dân số 8.326 người với 1.700 hộ và 8 dân tộc cùng sinh sống. Địa hình miền núi bị chia cắt mạnh bởi khe suối, có hướng dốc chính Đông Bắc - Tây Nam.

  2. Thành lập lưới khống chế đo vẽ: Lưới đo vẽ được xây dựng dựa trên 3 điểm mốc địa chính nhà nước khởi tính, phát triển thành mạng lưới gồm 4 điểm địa chính và 20 điểm GNSS. Các chỉ tiêu kỹ thuật tuân thủ nghiêm ngặt theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT:

Chỉ tiêu kỹ thuật Quy định theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT
Góc ngoặt của đường chuyền $\ge 30^\circ$
Số cạnh trong đường chuyền $\le 15$
Chiều dài nối 2 điểm cấp cao $\le 8\text{ km}$
Chiều dài từ điểm khởi tính đến điểm nút $\le 5\text{ km}$
Chu vi vòng khép $\le 20\text{ km}$
Chiều dài cạnh lớn nhất / nhỏ nhất $\le 1.400\text{ m}$ / $\ge 200\text{ m}$
Chiều dài trung bình một cạnh $500 - 700\text{ m}$
Sai số trung phương đo góc $\le 5''$
Sai số khép giới hạn tương đối ($f_s/[s]$) $\le 1:25.000$
  1. Quy trình biên tập bản đồ địa chính trên phần mềm FAMIS và MicroStation:
  • Trút và định dạng số liệu: Dữ liệu từ máy GNSS South S82-T được trút qua cổng USB dưới định dạng tệp FC5, chuyển đổi sang định dạng .dat (ví dụ: 03042018.dat), sau đó xử lý qua Excel thành bảng số liệu dạng .txt (LucSon.txt).
  • Nạp và hiển thị trị đo: Trong giao diện FAMIS (Utilities / MDL Application / Famis.ma), người dùng thiết lập thông tin đơn vị hành chính (Xã Lục Sơn, Huyện Lục Nam, Tỉnh Bắc Giang), thực hiện nạp tệp từ D:\SoLieu\LucSon.txt qua menu Cơ sở dữ liệu trị đo / Nạp phần xử lý trị đo / Nhập số liệu / Import. Hiển thị các lớp điểm đo, trạm đo, mã điểm và tạo mô tả trị đo dạng văn bản theo Level, màu sắc và kích thước xác định.
  • Nối điểm và tạo mô tả: Dùng công cụ Place line kết hợp chế độ bắt điểm Snap để nối các ranh giới thửa đất, đường giao thông, thủy hệ theo đúng sơ đồ đối soát thực địa.
  • Xây dựng Topology và làm sạch dữ liệu: Kết nối cơ sở dữ liệu bản đồ (Cơ sở dữ liệu bản đồ / Quản lý bản đồ / Kết nối cơ sở dữ liệu), sử dụng mô đun MRFCLEAN với thông số dung sai sửa lỗi được gán theo tỷ lệ $0,15 \times M$ (với $M$ là mẫu số tỷ lệ bản đồ), sau đó dùng MRF Flag Editor để định vị và xử lý triệt để các lỗi đỉnh tự do hoặc lỗi bắt điểm chưa khép kín.
  • Tạo vùng và phân mảnh bản đồ: Thực hiện lệnh Tạo vùng để hình thành các đối tượng vùng khép kín. Toàn bộ xã Lục Sơn được phân chia thành 107 mảnh bản đồ địa chính; tác giả trích xuất riêng mảnh bản đồ số 71 để xử lý chuyên sâu theo nguyên tắc diện tích lớn nhất.
  • Đánh số thửa và gán thuộc tính: FAMIS thực hiện đánh số thứ tự thửa tự động theo quy tắc từ trên xuống dưới và từ trái qua phải. Gán thông tin địa chính ban đầu (chủ sử dụng, loại đất, địa chỉ) qua menu Gán dữ liệu từ nhãn, xuất bảng nhãn thửa sang .txt phục vụ thống kê.
  • Trình bày khung bản đồ: Sử dụng chức năng Tạo khung bản đồ địa chính để vẽ khung chuẩn theo quy phạm cho tờ bản đồ số 71 tỷ lệ 1:1000.
  • Kiểm tra độ chính xác và xuất sản phẩm: Đo kiểm tra ngẫu nhiên khoảng cách các cạnh thửa nghi ngờ trên bản đồ số và đối chiếu trực tiếp ngoài thực địa bằng thước dây; kết quả cho thấy sai số nằm trong giới hạn cho phép. Sản phẩm giao nộp gồm 01 đĩa CD lưu trữ dữ liệu số và 01 bản đồ giấy tờ số 71 đã đo vẽ, chỉnh lý.
  1. Phân tích thuận lợi, khó khăn và giải pháp:
  • Thuận lợi: Thời tiết giai đoạn đo (tháng 02 – 04/2018) thuận lợi; nhân lực gồm 4 cán bộ kỹ thuật, 1 trạm Base, 2 trạm Rover, 4 máy vi tính và 1 máy in Canon LBP 2900; sự hỗ trợ từ chính quyền địa phương.
  • Khó khăn: Địa hình đồi núi phức tạp, trũng dốc xen kẽ làm cản trở tín hiệu vệ tinh và tăng thời gian đi lại giữa các mốc khống chế.
  • Giải pháp: Bố trí thời gian đo hợp lý, lựa chọn vị trí mốc thông thoáng, nâng cao năng lực thao tác phần mềm bình sai và tăng cường phối hợp với Trung tâm Công nghệ Thông tin cùng UBND xã.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tóm tắt các kết quả kỹ thuật đạt được trong quá trình thành lập tờ bản đồ số 71; kiến nghị các cấp quản lý tiếp tục đầu tư trang thiết bị công nghệ cao và mở rộng đo đạc cho toàn bộ các tờ bản đồ còn lại trên địa bàn xã.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đã hoàn thành việc đo đạc, chỉnh lý và số hóa hoàn chỉnh mảnh bản đồ địa chính tờ số 71, tỷ lệ 1:1000 tại xã Lục Sơn, huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang. Kết quả thống kê diện tích đất cụ thể trên tờ bản đồ số 71 được thể hiện qua bảng số liệu sau:

STT Loại đất Ký hiệu loại đất Số lượng thửa Diện tích ($m^2$)
1 Đất ở nông thôn ONT 4 16.098,6
2 Đất lúa LUC 3 574,7
3 Đất nuôi trồng thủy sản NTS 3 1.674,9
4 Đất bằng hàng năm khác BHK 5 6.833,8
5 Đất trồng cây lâu năm CLN 106 63.362,8
6 Đất chưa sử dụng BCS 4 77,1
Tổng Toàn tờ bản đồ số 71 — 125 88.621,9

Đóng góp của khóa luận:

  • Cung cấp bộ cơ sở dữ liệu số hóa và bản đồ địa chính chính quy cho tờ bản đồ số 71, thay thế toàn bộ hệ thống tài liệu giấy lập thủ công từ giai đoạn 1993 – 1997.
  • Chuẩn hóa quy trình kỹ thuật tích hợp giữa công nghệ định vị vệ tinh GNSS RTK với chuỗi phần mềm xử lý dữ liệu địa chính MicroStation và FAMIS, giúp rút ngắn thời gian ngoại nghiệp, loại bỏ các khâu đo lưới trung gian phức tạp và nâng cao độ chính xác hình học thửa đất.
  • Tạo lập cơ sở dữ liệu không gian và thuộc tính phục vụ trực tiếp cho công tác cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, đăng ký biến động và lập quy hoạch sử dụng đất tại xã Lục Sơn.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế:

    • Điều kiện địa hình xã Lục Sơn có độ chia cắt lớn, xuất hiện nhiều khu vực thung lũng sâu và đồi núi che khuất làm suy giảm chất lượng tín hiệu vệ tinh ở một số thời điểm đo.
    • Do giới hạn về thời gian thực tập và phạm vi đề tài, nghiên cứu mới chỉ tập trung xử lý và hoàn thiện 01 mảnh bản đồ địa chính (tờ số 71) trong tổng số 107 mảnh bản đồ của toàn xã Lục Sơn.
    • Thiết bị đo RTK và phần mềm bình sai đòi hỏi người vận hành phải có kỹ năng chuyên môn sâu để kiểm soát sai số tức thời.

  • Hướng nghiên cứu và triển khai tiếp:

    • Mở rộng ứng dụng quy trình công nghệ GNSS RTK và phần mềm FAMIS để hoàn thành việc đo vẽ, biên tập cho 106 mảnh bản đồ địa chính còn lại của xã Lục Sơn.
    • Tăng cường công tác đào tạo kỹ thuật trắc địa số cho cán bộ địa phương, đầu tư nâng cấp đồng bộ trạm thu phát tín hiệu để khắc phục hiện tượng mất tín hiệu vệ tinh tại vùng địa hình đồi núi phức tạp.

Giá trị tham khảo

Bản khóa luận là tài liệu tham khảo chuyên môn phù hợp cho sinh viên, học viên thuộc các chuyên ngành Quản lý đất đai, Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ, Địa chính và Quản lý tài nguyên môi trường. Nội dung khóa luận cung cấp hướng dẫn thực hành chi tiết về phương pháp đo động RTK bằng thiết bị South S82-T; cấu trúc xử lý tệp số liệu từ dạng thô sang các định dạng .dat, .txt; và quy trình từng bước làm sạch lỗi topology (MRFCLEAN, Flag), tạo vùng, đánh số thửa, biên tập nhãn trên phần mềm FAMIS chạy trên nền MicroStation. Các cơ quan quản lý nhà nước cấp cơ sở và đơn vị tư vấn đo đạc có thể tham khảo quy trình này để áp dụng vào các dự án đo đạc chỉnh lý bản đồ địa chính tỷ lệ lớn.

Câu hỏi thường gặp

1. Thiết bị GNSS RTK South S82-T sử dụng trong đề tài có đặc tính kỹ thuật và phạm vi hoạt động như thế nào?
Máy có trọng lượng 1,2 kg, bộ nhớ lưu trữ 2.000 điểm đo góc cạnh hoặc 4.000 điểm tọa độ. Trạm Base phát sóng vô tuyến UHF công suất 25W với 9 kênh tần số, cho phép truyền tín hiệu hiệu chỉnh tọa độ từ hệ WGS-84 về VN-2000 tới các máy Rover trong cự ly tối đa 12 km. Độ chính xác đạt 10 mm + 1 ppm RMS đối với mặt bằng và 20 mm + 1 ppm RMS đối với cao độ.

2. Quy trình chuyển đổi và nạp dữ liệu từ máy đo vào phần mềm FAMIS được thực hiện qua các bước nào?
Dữ liệu thô từ máy RTK được trút sang máy tính thành tệp .dat, sau đó được mở và chuyển đổi định dạng qua phần mềm Excel thành tệp văn bản .txt (LucSon.txt). Trong FAMIS, người dùng mở module Famis.ma, truy cập menu Cơ sở dữ liệu trị đo / Nạp phần xử lý trị đo / Nhập số liệu / Import để nạp tệp tọa độ và hiển thị các điểm đo chi tiết lên không gian bản vẽ.

3. Tại sao cần phải thực hiện đo vẽ, chỉnh lý lại bản đồ địa chính tại xã Lục Sơn?
Hệ thống hồ sơ địa chính của xã được thành lập từ năm 1993 – 1997 bằng phương pháp thủ công, lạc hậu sau hơn 20 năm sử dụng. Quá trình phát triển các khu công nghiệp, đô thị và biến động sử dụng đất diễn ra mạnh mẽ nhưng chưa được cập nhật đồng bộ, dẫn đến tài liệu cũ không còn phù hợp với thực tế và không đáp ứng được yêu cầu quản lý đất đai hiện đại theo Luật Đất đai 2013.

4. Tờ bản đồ địa chính số 71 xã Lục Sơn có đặc điểm phân bố thửa đất và diện tích các loại đất ra sao?
Mảnh bản đồ số 71 có tổng diện tích là 88.621,9 $m^2$ với 125 thửa đất thuộc 6 loại đất: Đất trồng cây lâu năm chiếm tỷ trọng lớn nhất với 106 thửa (63.362,8 $m^2$), tiếp đến là đất ở nông thôn với 4 thửa (16.098,6 $m^2$), đất bằng hàng năm khác có 5 thửa (6.833,8 $m^2$), đất nuôi trồng thủy sản có 3 thửa (1.674,9 $m^2$), đất lúa có 3 thửa (574,7 $m^2$) và đất chưa sử dụng có 4 thửa (77,1 $m^2$).

5. Các bước xử lý lỗi hình học và thiết lập cấu trúc Topology trên phần mềm FAMIS gồm những thao tác gì?
Sau khi nối điểm bằng lệnh Place line, người dùng kết nối cơ sở dữ liệu bản đồ, chạy chức năng MRFCLEAN với thông số dung sai sửa lỗi được tính toán theo công thức $0,15 \times M$ (với $M$ là mẫu số tỷ lệ bản đồ), sau đó kiểm tra và loại bỏ các cờ lỗi qua MRF Flag Editor, cuối cùng thực hiện lệnh Tạo vùng để tạo thành các vùng không gian khép kín hoàn chỉnh trước khi đánh số thửa.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Thị Hồng đã hệ thống hóa và thực hiện thành công quy trình ứng dụng công nghệ định vị vệ tinh GNSS RTK South S82-T kết hợp bộ phần mềm MicroStation và FAMIS trong công tác đo đạc, thành lập tờ bản đồ địa chính số 71 tỷ lệ 1:1000 tại xã Lục Sơn, huyện Lục Nam, tỉnh Bắc Giang. Công trình đã xử lý số liệu chính xác cho 125 thửa đất với tổng diện tích 88.621,9 $m^2$, tuân thủ đầy đủ các tiêu chuẩn kỹ thuật theo quy định của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Kết quả nghiên cứu cung cấp bộ tài liệu địa chính số hóa có độ tin cậy cao, phục vụ thiết thực cho công tác đăng ký đất đai, cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất và hiện đại hóa hệ thống quản lý đất đai tại địa phương.