Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đất đai là nguồn tài nguyên quốc gia quý giá, tư liệu sản xuất đặc biệt và là không gian sinh sống của con người. Do sự phân bố đất đai đa dạng và các mối quan hệ đất đai ngày càng phức tạp, công tác quản lý nhà nước về đất đai đòi hỏi phải có hệ thống tài liệu chính xác, khoa học và mang tính pháp lý cao. Bản đồ địa chính là thành phần cốt lõi trong bộ hồ sơ địa chính, đóng vai trò làm căn cứ pháp lý để thực hiện các nghiệp vụ: giao đất, thu hồi đất, cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, thống kê - kiểm kê đất đai, quy hoạch và giải quyết tranh chấp đất đai.

Trước yêu cầu hiện đại hóa công tác quản lý và ứng dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật, việc ứng dụng công nghệ tin học kết hợp với các thiết bị đo đạc điện tử (máy toàn đạc điện tử, máy định vị vệ tinh GPS) giúp giảm sức lao động, nâng cao năng suất và độ chính xác trong công tác thành lập bản đồ địa chính số. Đề tài được thực hiện nhằm giải quyết các nhiệm vụ cụ thể sau:

  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 10 tỷ lệ 1:1000 xã Bá Xuyên, thành phố Sông Công, tỉnh Thái Nguyên.
  2. 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 địa bàn nghiên cứu.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài bao gồm:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quy trình ứng dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử trong công tác đo đạc chỉnh lý, bổ sung bản đồ địa chính tờ số 10 tỷ lệ 1:1000.
  • Phạm vi khoa học: Cơ sở lý thuyết và thực tiễn liên quan đến công tác đo vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ lớn bằng công nghệ số.
  • Phạm vi không gian: Tờ bản đồ địa chính số 10 tỷ lệ 1:1000 thuộc địa bàn xã Bá Xuyên, thành phố Sông Công, tỉnh Thái Nguyên.
  • Phạm vi thời gian: Quá trình điều tra, đo đạc và xử lý dữ liệu được tiến hành từ ngày 28/05/2018 đến ngày 15/09/2018.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở khoa học và toán học

Nghiên cứu dựa trên các nguyên lý cơ bản của trắc địa và bản đồ địa chính số:

  • Hệ quy chiếu và hệ tọa độ: Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000, Elipsoid quy chiếu WGS-84 toàn cầu (bán trục lớn $a = 6378137.0\text{ m}$, độ dẹt $f = 1/298.257223563$). Phép chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM quốc tế, múi chiếu $3^\circ$, kinh tuyến trục địa phương tỉnh Thái Nguyên $106^\circ30'$, hệ số biến dạng chiều dài trên kinh tuyến trục $m_0 = 0.9999$. Điểm gốc tọa độ quốc gia đặt tại N00 (Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội); điểm gốc độ cao quốc gia đặt tại Hòn Dấu (Hải Phòng).
  • Cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính số: Bao gồm cơ sở dữ liệu không gian (lưu trữ dưới dạng vector thể hiện vị trí, tọa độ, mô hình topology của các thửa đất và địa vật) và cơ sở dữ liệu hồ sơ địa chính (lưu trữ thông tin thuộc tính như số hiệu thửa, diện tích, loại đất, chủ sử dụng). Hệ thống phân lớp thông tin gồm 10 nhóm đối tượng: điểm khống chế trắc địa, thửa đất, nhà và công trình, điểm kinh tế - xã hội, đường giao thông, thủy hệ, quy hoạch, phân vùng đặc biệt, cơ sở hạ tầng.

Cơ sở pháp lý

Nghiên cứu tuân thủ hệ thống văn bản quy phạm pháp luật và tiêu chuẩn kỹ thuật chuyên ngành:

  • Luật Đất đai năm 2013 (Luật số 45/2013/QH13);
  • Nghị định số 12/2002/NĐ-CP về hoạt động đo đạc và bản đồ; Nghị định số 43/2014/NĐ-CP hướng dẫn thi hành Luật Đất đai; Nghị định số 44/2014/NĐ-CP, 45/2014/NĐ-CP, 46/2014/NĐ-CP, 47/2014/NĐ-CP;
  • Quyết định số 235/2000/QĐ-TCĐC về việc công bố hệ thống phần mềm chuẩn thống nhất trong ngành địa chính; Quyết định số 08/2008/QĐ-BTNMT ban hành Quy phạm thành lập bản đồ địa chính;
  • Thông tư số 973/2001/TT-TCĐC hướng dẫn áp dụng hệ quy chiếu và hệ tọa độ VN-2000;
  • Thông tư số 05/2009/TT-BTNMT hướng dẫn kiểm tra, thẩm định và nghiệm thu công trình, sản phẩm địa chính;
  • Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT quy định về thành lập bản đồ địa chính và Thông tư số 30/2013/TT-BTNMT quy định lồng ghép đo đạc lập/chỉnh lý bản đồ địa chính với cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất.

Phương pháp nghiên cứu và thiết bị sử dụng

  1. Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập dữ liệu thứ cấp (báo cáo kinh tế - xã hội, hiện trạng quản lý đất đai xã Bá Xuyên, bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2014, số liệu 7 mốc địa chính cấp cao) và số liệu sơ cấp (điều tra, đo đạc trực tiếp ngoài thực địa).
  2. Phương pháp đo đạc ngoại nghiệp: Sử dụng công nghệ định vị vệ tinh GPS (máy thu GPS South gồm các máy mang số hiệu: H1066108972, H1166110522, H1166110579, SO966103899, SO966104557, SO966105851) và máy toàn đạc điện tử Topcon để đo vẽ chi tiết các góc thửa, ranh giới sử dụng đất và địa vật.
  3. Phương pháp xử lý số liệu nội nghiệp và biên tập bản đồ:
    • Sử dụng phần mềm TOP2AS để trút dữ liệu từ máy đo;
    • Phần mềm GPSPro của hãng South để bình sai mạng lưới kinh vĩ;
    • Môi trường đồ họa MicroStation SE kết hợp phần mềm chuyên ngành FAMIS (Field Work and Cadastral Mapping Integrated Software) và Emap để xử lý mã trắc địa, sửa lỗi hình học (MRFClean, MRFFlag), tạo vùng thửa đất, đánh số thửa tự động, vẽ nhãn thửa và xuất khung bản đồ chuẩn.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Trình bày tính cấp thiết của việc áp dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử trong công tác đo đạc chỉnh lý bản đồ địa chính phục vụ công tác quản lý nhà nước về đất đai; xác định 2 mục tiêu nghiên cứu cụ thể và phân tích ý nghĩa khoa học, thực tiễn của đề tài đối với việc chuẩn hóa hồ sơ địa chính theo quy định của Bộ Tài nguyên và Môi trường.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Hệ thống hóa toàn diện cơ sở khoa học về bản đồ, bản đồ địa chính, hồ sơ địa chính và bản đồ số địa chính; phân tích ưu điểm vượt trội của bản đồ số so với bản đồ giấy truyền thống về độ chính xác và khả năng cập nhật biến động. Trình bày chi tiết cơ sở toán học hệ VN-2000, nguyên tắc phân mảnh bản đồ các tỷ lệ từ 1:10 000 đến 1:200, hệ thống ký hiệu, chuẩn phân lớp dữ liệu và quy định tiếp biên bản đồ (sai số tiếp biên không vượt quá 0,3 mm trên bản đồ). Đồng thời, tổng quan quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa chính bằng phương pháp toàn đạc và ảnh hàng không, giới thiệu tính năng của bộ phần mềm MicroStation, FAMIS và tổng kết tình hình thực hiện đo vẽ bản đồ địa chính tại tỉnh Thái Nguyên (đã đo vẽ được 336.300 ha, đạt trên 95,4% diện tích tự nhiên toàn tỉnh).

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

Xác định cụ thể đối tượng, phạm vi nghiên cứu, địa điểm thực tập (tại Công ty Cổ phần Trắc địa địa chính và Xây dựng Thăng Long phối hợp với UBND xã Bá Xuyên) trong thời gian từ tháng 5/2018 đến tháng 9/2018. Thiết lập các nội dung nghiên cứu trọng tâm bao gồm: điều tra điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã hội, hiện trạng quản lý sử dụng đất, quy trình thiết kế và đo vẽ mạng lưới khống chế trắc địa, quy trình ứng dụng phần mềm MicroStation và FAMIS để xử lý dữ liệu đo đạc và thành lập bản đồ địa chính tờ số 10.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu & thảo luận

1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và hiện trạng quản lý đất đai xã Bá Xuyên

  • Điều kiện tự nhiên: Xã Bá Xuyên có diện tích tự nhiên $8,6727\text{ km}^2$ (867,27 ha), gồm 12 xóm. Địa hình vùng trung du bán sơn địa, có mạng lưới sông suối, hồ đầm phục vụ sản xuất. Tài nguyên đất gồm 4 nhóm chính: đất phù sa bồi tụ, đất bạc màu, đất feralit đỏ vàng và đất xói mòn trơ sỏi đá; diện tích rừng sản xuất là 31,84 ha.
  • Kinh tế - xã hội: Tổng dân số năm 2018 là 5.665 người với 1.573 hộ (bình quân 3,6 người/hộ); lực lượng trong độ tuổi lao động có 1.832 người. Tổng đàn vật nuôi: đàn lợn 12.713 con, đàn trâu 64 con, đàn bò 2.328 con. Hạ tầng giao thông liên thôn, liên xã đã được nhựa hóa và bê tông hóa.
  • Hiện trạng sử dụng đất xã Bá Xuyên năm 2018:
STT Mục đích sử dụng đất Mã loại đất Diện tích (ha) Cơ cấu (%)
I Đất nông nghiệp NNP 603,27 69,56
1.1 Đất sản xuất nông nghiệp SXN 343,89 39,65
- Đất trồng cây hàng năm (LUA: 159,6 ha; HNK: 92,51 ha) CHN 252,11 29,07
- Đất trồng cây lâu năm CLN 91,78 10,58
1.2 Đất lâm nghiệp (Đất rừng sản xuất) LNP / RSX 31,84 3,67
1.3 Đất nuôi trồng thủy sản NTS 6,62 0,76
II Đất phi nông nghiệp PNN 233,47 26,92
2.1 Đất ở tại nông thôn ONT 3,95 0,46
2.2 Đất ở tại nông thôn + đất trồng cây lâu năm ONT+CLN 135,47 15,62
2.3 Đất chuyên dùng CDG 70,07 8,08
- Đất quốc phòng (CQP: 34,55 ha), Đất trụ sở (TSC: 9,65 ha),... - - -
2.4 Đất nghĩa trang, nghĩa địa NTD 4,93 0,57
2.5 Đất sông, ngòi, kênh, rạch, suối và mặt nước chuyên dùng SON, MNC 16,75 1,93
2.6 Các loại đất phi nông nghiệp khác (TIN, DSH, DCH, DRA, DBV...) - 2,30 0,26
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

2. Công tác xây dựng lưới khống chế đo vẽ

  • Khảo sát thực địa và thiết kế mạng lưới: Lựa chọn 7 điểm mốc địa chính cấp cao đã có tọa độ chuẩn trong khu vực làm điểm khởi tính (điểm gốc), gồm các mốc như TR091478 ($X = 2372150.68\text{ m}$).
  • Thiết kế mạng lưới khống chế đo vẽ gồm chuỗi tam giác, tứ giác dày đặc với tổng số 70 điểm kinh vĩ, chôn cọc gỗ quy cách $4 \times 4\text{ cm}$, dài $30\text{--}50\text{ cm}$, đóng đinh tâm và sơn đỏ nhận biết.
  • Sử dụng 06 máy GPS South đo nối theo quy trình đo tĩnh. Tiến hành trút số liệu bằng phần mềm TOP2AS và bình sai mạng lưới bằng phần mềm GPSPro trên hệ tọa độ phẳng VN-2000 kinh tuyến trục $106^\circ30'$.

Các chỉ tiêu kỹ thuật áp dụng cho lưới khống chế đo vẽ theo Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT:

STT Tiêu chí đánh giá chất lượng lưới Lưới KC đo vẽ cấp 1 Lưới KC đo vẽ cấp 2
1 Sai số trung phương vị trí điểm sau bình sai so với điểm gốc $\le 5\text{ cm}$ $\le 7\text{ cm}$
2 Sai số trung phương tương đối cạnh sau bình sai $\le 1/25.000$ $\le 1/10.000$
3 Sai số khép tương đối giới hạn $\le 1/10.000$ $\le 1/5.000$
4 Chiều dài cạnh đường chuyền (ngắn nhất - dài nhất) $200\text{ m} - 1400\text{ m}$ -
5 Sai số trung phương đo góc $\le 5''$ -

3. Đo vẽ chi tiết và biên tập bản đồ trên phần mềm MicroStation và FAMIS

  • Đo vẽ chi tiết ngoại nghiệp: Đặt máy toàn đạc điện tử tại các điểm khống chế đã bình sai, đo ngắm đến các điểm chi tiết ranh giới thửa đất, góc nhà, tim đường, kênh mương theo sơ họa thực địa.
  • Xử lý số liệu và biên tập nội nghiệp:
    1. Trút số liệu đo từ máy toàn đạc vào máy tính, chuyển đổi định dạng tệp sang tệp trị đo (.TXT, .ACS).
    2. Khởi động MicroStation SE và gọi phần mềm FAMIS, nạp tệp trị đo và thực hiện chức năng xử lý mã tự động để phun điểm chi tiết lên bản vẽ.
    3. Sử dụng các công cụ đồ họa để nối các điểm chi tiết, biên vẽ ranh giới thửa đất và các đối tượng địa lý theo phân lớp quy định.
    4. Xử lý đóng vùng và sửa lỗi hình học (sử dụng công cụ Clean và Flag để tự động tìm, hiển thị và sửa các lỗi bắt điểm, đè tia, hở đỉnh).
    5. Tạo tâm thửa (Centroid), gán dữ liệu thuộc tính, thực hiện đánh số thửa tự động, vẽ nhãn thửa (hiển thị số thứ tự thửa, diện tích, loại đất) và tạo khung bản đồ địa chính tờ số 10 tỷ lệ 1:1000 theo chuẩn quy phạm.

Kết quả và đóng góp

Kết quả nghiên cứu chính

  1. Dữ liệu lưới khống chế: Xây dựng hoàn chỉnh mạng lưới khống chế đo vẽ gồm 70 điểm kinh vĩ liên kết chặt chẽ với 7 điểm địa chính cấp cao; xử lý bình sai chặt chẽ bằng phần mềm GPSPro đảm bảo sai số vị trí điểm và sai số tương đối cạnh nằm trong hạn độ cho phép của Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT.
  2. Sản phẩm bản đồ địa chính: Thành lập hoàn chỉnh tờ bản đồ địa chính số 10 tỷ lệ 1:1000 xã Bá Xuyên, thành phố Sông Công dạng số (file định dạng .DGN) và biên tập đầy đủ các yếu tố nội dung: ranh giới thửa đất, nhãn thửa (số hiệu, diện tích, loại đất), hệ thống giao thông, thủy hệ, công trình xây dựng và khung bản đồ địa chính.
  3. Thống kê diện tích: Tổng hợp và chuẩn hóa số liệu diện tích các loại đất trên tờ bản đồ số 10, đóng góp vào bộ cơ sở dữ liệu địa chính đồng bộ phục vụ công tác quản lý đất đai cấp xã.

Giải pháp và kiến nghị của tác giả

  • Tăng cường công tác kiểm tra, giám sát hiện trạng sử dụng đất, phối hợp chặt chẽ giữa chính quyền địa phương và các đoàn thể nhằm xử lý dứt điểm tình trạng người dân tự ý đổ đất thải, san lấp mặt bằng và lấn chiếm hành lang an toàn giao thông.
  • Tiếp tục rà soát, đẩy mạnh công tác cấp mới, cấp đổi Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất trên cơ sở bản đồ địa chính số vừa thành lập nhằm hoàn thiện bộ hồ sơ địa chính theo quy định.
  • Tăng cường đầu tư trang thiết bị kỹ thuật hiện đại và đào tạo nâng cao trình độ chuyên môn cho cán bộ địa chính cấp cơ sở để vận hành, cập nhật biến động đất đai thường xuyên trên hệ thống bản đồ số.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế

  • Địa hình khu vực nghiên cứu là vùng bán sơn địa có đồi thấp và cây cối che khuất, gây cản trở tầm ngắm khi đo ngắm bằng máy toàn đạc điện tử và làm suy giảm tín hiệu vệ tinh tại một số trạm đo GPS.
  • Điều kiện thời tiết mùa mưa tập trung gây khó khăn cho tiến độ đo đạc ngoại nghiệp.
  • Do phạm vi đề tài tốt nghiệp có giới hạn về thời gian, nghiên cứu mới chỉ tập trung đo vẽ hoàn thiện trên tờ bản đồ địa chính số 10 tỷ lệ 1:1000 mà chưa mở rộng biên tập toàn bộ các tờ bản đồ trên địa bàn toàn xã.

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Mở rộng ứng dụng quy trình công nghệ đo đạc bằng GPS kết hợp toàn đạc điện tử và bộ phần mềm MicroStation/FAMIS cho toàn bộ các tờ bản đồ địa chính còn lại của xã Bá Xuyên.
  • Tích hợp cơ sở dữ liệu không gian của bản đồ địa chính số với hệ thống phần mềm quản lý đất đai chuyên ngành (Vilis hoặc Cadis) nhằm xây dựng hệ thống thông tin đất đai (LIS) hoàn chỉnh phục vụ đa mục tiêu.

Giá trị tham khảo

Bản khóa luận là tài liệu tham khảo chuyên môn hữu ích cho:

  • Sinh viên và học viên: Chuyên ngành Quản lý đất đai, Địa chính Môi trường, Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ cần tài liệu hướng dẫn thực hành chi tiết về quy trình thành lập bản đồ địa chính số.
  • Cán bộ kỹ thuật và đơn vị tư vấn đo đạc: Tham khảo quy trình thiết kế, đo đạc lưới GPS bằng máy đo chuyên dụng (South GPS), phương pháp bình sai bằng GPSPro và quy trình chuẩn hóa dữ liệu, xử lý lỗi đóng vùng thửa đất trên phần mềm FAMIS/MicroStation SE theo các thông tư quy chuẩn của Bộ Tài nguyên và Môi trường.

Câu hỏi thường gặp

1. Hệ quy chiếu và các thông số toán học được sử dụng để thành lập bản đồ địa chính trong đề tài là gì?
Bản đồ được thành lập trên Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000, Elipsoid WGS-84, phép chiếu UTM múi chiếu $3^\circ$, kinh tuyến trục địa phương tỉnh Thái Nguyên $106^\circ30'$, hệ số biến dạng chiều dài $m_0 = 0.9999$, điểm gốc tọa độ quốc gia N00 (Hà Nội) và điểm gốc độ cao Hòn Dấu (Hải Phòng).

2. Mạng lưới khống chế đo vẽ xã Bá Xuyên được thiết kế và đo đạc với quy mô như thế nào?
Mạng lưới gồm 70 điểm kinh vĩ dạng chuỗi tam giác, tứ giác dày đặc chôn cọc gỗ cố định ($4 \times 4\text{ cm}$, dài $30\text{--}50\text{ cm}$), được đo nối với 7 điểm mốc địa chính cấp cao bằng 06 máy thu GPS South (đo tĩnh) và bình sai bằng phần mềm GPSPro.

3. Cơ cấu diện tích các nhóm đất chính của xã Bá Xuyên năm 2018 được thể hiện ra sao?
Tổng diện tích tự nhiên của xã là 867,27 ha; trong đó: đất nông nghiệp chiếm 603,27 ha (69,56%), đất phi nông nghiệp chiếm 233,47 ha (26,92%), và đất chưa sử dụng là 30,53 ha (3,52%).

4. Phần mềm FAMIS đóng vai trò gì trong quy trình thành lập bản đồ địa chính số?
FAMIS đảm nhiệm việc tiếp nhận tệp số liệu đo ngoại nghiệp (.TXT, .ACS), tự động xử lý mã để tạo bản đồ, quản lý phân lớp đối tượng theo quy chuẩn, tự động sửa lỗi hình học vùng thửa (MRFClean, MRFFlag), tính diện tích, gán thuộc tính, đánh số thửa và tạo nhãn thửa tự động.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Lộc Quý Anh đã hoàn thành đầy đủ các mục tiêu nghiên cứu về việc ứng dụng công nghệ tin học kết hợp máy toàn đạc điện tử và thiết bị định vị vệ tinh GPS trong công tác đo đạc địa chính. Nghiên cứu đã xây dựng thành công mạng lưới khống chế đo vẽ gồm 70 điểm kinh vĩ đạt chuẩn kỹ thuật theo Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT và biên tập hoàn chỉnh tờ bản đồ địa chính số 10 tỷ lệ 1:1000 xã Bá Xuyên trên môi trường phần mềm MicroStation SE và FAMIS. Kết quả nghiên cứu cung cấp tài liệu kỹ thuật có độ chính xác cao, hỗ trợ đắc lực cho công tác quản lý nhà nước về đất đai và cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất tại địa phương.