Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đất đai là nguồn tài nguyên thiên nhiên đặc biệt, tư liệu sản xuất cơ bản và thành tố thiết yếu đối với sự phát triển kinh tế - xã hội, an ninh quốc phòng của mỗi quốc gia. Nhằm quản lý chặt chẽ và khai thác hiệu quả quỹ đất, công tác đo đạc lập bản đồ địa chính, xây dựng hồ sơ địa chính và cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất giữ vai trò trọng tâm trong công tác quản lý Nhà nước về đất đai, được quy định cụ thể tại Luật Đất đai năm 2013. Tại thành phố Hà Nội, quá trình đô thị hóa diễn ra nhanh chóng đòi hỏi hệ thống bản đồ địa chính phải được hiện đại hóa và số hóa chính quy theo các quy chuẩn kỹ thuật của Bộ Tài nguyên và Môi trường.

Trên cơ sở chấp thuận của cơ quan quản lý và phương án khảo sát, thiết kế kỹ thuật - dự toán do Công ty Cổ phần Phát triển Bất động sản Sài Gòn (SGRED) triển khai, đề tài "Ứng dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử thành lập bản đồ địa chính tờ số 20 tỷ lệ 1:500 Phường Phúc Diễn, Quận Bắc Từ Liêm, Thành phố Hà Nội" được thực hiện nhằm đáp ứng yêu cầu cấp thiết về quản lý hồ sơ địa chính và đo vẽ chính quy tại cơ sở.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể:

  • Mục tiêu chung: Ứng dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử vào công tác thành lập lưới khống chế đo vẽ, đo vẽ chi tiết và biên tập tờ bản đồ địa chính; hỗ trợ công tác quản lý hồ sơ địa chính và quản lý nhà nước về đất đai tại địa phương.
  • Mục tiêu cụ thể:
    1. Nghiên cứu và chuẩn hóa quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa chính số.
    2. Thành lập hoàn chỉnh mảnh bản đồ địa chính số tờ số 20 tỷ lệ 1:500 tại phường Phúc Diễn, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quy trình ứng dụng máy toàn đạc điện tử, máy định vị vệ tinh GPS và các phần mềm chuyên ngành (MicroStation, VietMap XM, DPSurvey) trong đo vẽ chi tiết và thành lập bản đồ địa chính.
  • Phạm vi không gian: Khu vực tờ bản đồ địa chính số 20, tỷ lệ 1:500 thuộc địa giới hành chính phường Phúc Diễn, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội (trong tổng diện tích tự nhiên của phường là 284,59 ha).
  • Phạm vi thời gian: Đề tài tiến hành thu thập tài liệu, khảo sát thực địa và xử lý nội nghiệp từ ngày 02/01/2018 đến ngày 10/04/2018.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng trên hệ thống cơ sở lý luận, cơ sở pháp lý và các tiêu chuẩn kỹ thuật trắc địa - bản đồ hiện hành:

  • Khung pháp lý và quy chuẩn: Luật Đất đai năm 2013 (khoản 4 Điều 3 quy định về bản đồ địa chính); 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; Chỉ thị 31/CT-TTg của Thủ tướng Chính phủ; Kế hoạch số 78/KH-UBND ngày 24/05/2012 của UBND thành phố Hà Nội.
  • Cơ sở toán học của bản đồ: Hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN-2000, Elipsoid WGS-84 (bán trục lớn $a = 6.378.137,0\text{ m}$, độ dẹt $\alpha = 1/298,25723563$, điểm gốc tọa độ quốc gia $N_{00}$ đặt tại Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ, đường Hoàng Quốc Việt, Hà Nội). Phép chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM với múi chiếu $3^\circ$, kinh tuyến trục $105^\circ00'$ áp dụng cho thành phố Hà Nội.
  • Quy tắc phân mảnh và tỷ lệ bản đồ: Bản đồ tỷ lệ 1:500 được chia từ mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2.000 thành 16 ô vuông (kích thước thực tế $0,25 \times 0,25\text{ km}$, tương ứng diện tích 6,25 ha ngoài thực địa; kích thước khung trong tiêu chuẩn trên bản vẽ là $50 \times 50\text{ cm}$). Độ chính xác vị trí mặt phẳng của điểm chi tiết trên bản đồ tỷ lệ 1:500 đạt dung sai $0,07\text{ m}$.

Tác giả đã sử dụng phối hợp các phương pháp nghiên cứu chuyên ngành:

  • Phương pháp khảo sát, thu thập tài liệu: Thu thập số liệu địa giới hành chính, số liệu 3 điểm tọa độ địa chính cấp cao (hạng IV đo bằng GPS), bản đồ địa hình 1:2.000 đo năm 2004, dữ liệu bản đồ địa chính cũ đo vẽ giai đoạn 1987-1996 đã số hóa chuyển hệ VN-2000, hồ sơ địa chính và số liệu thống kê kiểm kê đất đai năm 2017 tại UBND phường Phúc Diễn.
  • Phương pháp đo đạc trắc địa:
    • Thiết kế và đo đạc lưới khống chế mặt bằng bằng máy GPS Trimble 4600LS (công nghệ định vị vệ tinh GPS tĩnh 1 tần số) kết hợp đo dẫn đường chuyền kinh vĩ cấp 1, cấp 2.
    • Đo vẽ chi tiết ranh giới thửa đất, nhà ở, công trình xây dựng và địa vật bằng máy toàn đạc điện tử Topcon GPT 2005F theo phương pháp tọa độ cực.
  • Phương pháp xử lý số liệu và bình sai: Trút số liệu đo dã ngoại qua phần mềm DPSurvey, tính toán tọa độ không gian 3 chiều $(X, Y, H)$, bình sai lưới khống chế tọa độ và độ cao.
  • Phương pháp bản đồ số: Sử dụng phần mềm đồ họa nền MicroStation V8i tích hợp module ứng dụng chuyên dụng VietMap XM để xử lý đồ họa, tạo topology, tự động gán nhãn thửa, biên tập nội dung, kiểm tra lỗi tiếp biên, đóng khung bản đồ và trích xuất hồ sơ kỹ thuật thửa đất.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Trình bày tính cấp thiết của việc xây dựng hệ thống bản đồ địa chính chính quy dạng số phục vụ công tác quản lý đất đai tại phường Phúc Diễn, quận Bắc Từ Liêm. Xác định mục tiêu tổng quát, mục tiêu cụ thể, đối tượng, phạm vi không gian, thời gian nghiên cứu và ý nghĩa thực tiễn trong công tác đo đạc, chỉnh lý bản đồ và hiện đại hóa hồ sơ địa chính.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Hệ thống hóa cơ sở khoa học về bản đồ địa chính theo Luật Đất đai 2013 và Thông tư 25/2014/TT-BTNMT; phân tích tính chất, vai trò, các yếu tố nội dung cơ bản của bản đồ (điểm khống chế, ranh giới thửa đất, công trình xây dựng, hệ thống giao thông, thủy văn, địa giới hành chính). Trình bày cơ sở toán học (lưới chiếu Gauss-Kruger, lưới chiếu UTM, các tham số elipsoid của hệ quy chiếu VN-2000), phương pháp chia mảnh, đánh số phiên hiệu mảnh bản đồ địa chính các tỷ lệ từ 1:25.000 đến 1:500. Phân tích nguyên lý cấu tạo của máy toàn đạc điện tử, các thuật toán tính chuyển tọa độ cực trong CPU máy đo, các chỉ tiêu kỹ thuật của đường chuyền kinh vĩ và cấu trúc chức năng của phần mềm biên tập bản đồ VietMap XM chạy trên nền MicroStation V8i.

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

Xác định cụ thể đối tượng nghiên cứu là quy trình công nghệ kết hợp máy toàn đạc điện tử và phần mềm tin học. Giới thiệu địa điểm thực tập tại Công ty Cổ phần Phát triển Bất động sản Sài Gòn (từ 02/01/2018 đến 10/04/2018). Quy định quy trình 4 bước chính:

  1. Khảo sát và lập lưới khống chế đo vẽ (đo GPS tĩnh và đường chuyền kinh vĩ);
  2. Đo vẽ chi tiết ngoài thực địa bằng phương pháp tọa độ cực;
  3. Trút số liệu, tính toán bình sai tọa độ;
  4. Biên tập bản đồ số trên MicroStation V8i và VietMap XM (nhập điểm, sửa lỗi topology, gán số thửa, diện tích, tạo khung, đối soát thực địa và xuất hồ sơ).

Phần 4: Kết quả nghiên cứu & thảo luận

Tập trung trình bày các kết quả thực nghiệm đạt được:

  • Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội: Phân tích vị trí địa lý của phường Phúc Diễn (trung tâm quận Bắc Từ Liêm, cách trung tâm Hà Nội 10 km); đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa (nhiệt độ trung bình $24^\circ\text{C}$, tổng nhiệt độ năm $8.700^\circ\text{C}$, lượng mưa tập trung 70% vào tháng 7-9); mạng lưới thủy văn gồm sông Hồng (đoạn qua quận dài hơn 7 km), sông Nhuệ, sông Pheo và các tuyến giao thông trọng điểm (đường Bắc Thăng Long - Nội Bài, đường 70, đường 23).
  • Hiện trạng sử dụng đất: Tổng hợp số liệu kiểm kê đất đai năm 2017 của phường với tổng diện tích 284,59 ha.
  • Thành lập lưới khống chế và đo vẽ chi tiết: Thiết kế lưới đường chuyền đo nối từ 3 điểm địa chính cơ sở hạng IV có sẵn; đo góc, đo cạnh bằng máy Topcon GPT 2005F đảm bảo các hạn sai kỹ thuật; trút dữ liệu qua DPSurvey và tính toán bình sai tọa độ $XYH$.
  • Biên tập bản đồ địa chính tờ số 20 tỷ lệ 1:500: Phun điểm chi tiết lên MicroStation V8i; nối ranh giới thửa đất; sử dụng VietMap XM làm sạch dữ liệu, tự động sửa lỗi đồ họa (bắt dính đỉnh, cắt đoạn thừa), tạo vùng (topology), gán nhãn thuộc tính thửa đất, đánh số thứ tự thửa, tính diện tích tự động, tạo lưới kinh tọa độ và khung bản đồ địa chính theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT; lập phiếu xác nhận kết quả đo đạc hiện trạng thửa đất.
  • Đánh giá thuận lợi, khó khăn và giải pháp: Đánh giá các vướng mắc về mật độ xây dựng dày đặc, ranh giới thửa đất phức tạp và đề xuất các giải pháp kỹ thuật, quản lý.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tổng kết các kết quả đạt được về mặt lý luận và thực tiễn trong việc áp dụng quy trình công nghệ đo đạc số; khẳng định độ chính xác của tờ bản đồ số 20 tỷ lệ 1:500; đề xuất kiến nghị với cơ quan quản lý đất đai các cấp nhằm tiếp tục hoàn thiện cơ sở dữ liệu địa chính trên địa bàn.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính kèm số liệu thực nghiệm

  1. Số liệu hiện trạng sử dụng đất phường Phúc Diễn (năm 2017): Quá trình điều tra, thu thập và phân tích dữ liệu quản lý đất đai đã tổng hợp được bức tranh toàn diện về cơ cấu đất đai trên địa bàn nghiên cứu:
STT Loại đất Diện tích (ha) Tỷ lệ (%)
1 Đất nông nghiệp 99,00 34,79
1.1 Đất sản xuất nông nghiệp (trồng cây hàng năm 14,84 ha; cây lâu năm 78,99 ha) 93,83 32,97
1.2 Đất lâm nghiệp 0,00 0,00
1.3 Đất nuôi trồng thủy sản 5,17 3,82
2 Đất phi nông nghiệp 180,05 63,27
2.1 Đất ở tại đô thị 100,50 35,31
2.2 Đất chuyên dùng (trụ sở, cơ sở y tế, GD-ĐT, thể thao, năng lượng...) 63,35 22,26
2.3 Đất quốc phòng 10,35 3,64
2.4 Đất có mục đích công cộng (giao thông 40,53 ha; thủy lợi 6,70 ha...) 52,73 18,53
2.5 Đất tôn giáo, tín ngưỡng 2,20 0,77
2.6 Đất nghĩa trang, nghĩa địa 3,80 1,34
2.7 Đất sông suối và mặt nước chuyên dùng 10,20 3,58
3 Đất chưa sử dụng (toàn bộ là đất bằng chưa sử dụng) 5,05 1,77
Tổng diện tích tự nhiên 284,59 100,00
  1. Chỉ tiêu kỹ thuật và kết quả đo lưới khống chế: Lưới khống chế đo vẽ được thiết kế và kiểm soát theo các chỉ tiêu kỹ thuật quy chuẩn:
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 $\le 5\text{ cm}$ $\le 7\text{ cm}$
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 ($f_s / [s]$) $\le 1/10.000$ $\le 1/5.000$

Các hạn sai đo góc bằng máy toàn đạc Topcon GPT 2005F (độ chính xác $1'' - 5''$) được kiểm soát chặt chẽ: số chênh giữa các lần đo $\le 8''$, số chênh giữa các nửa lần đo $\le 8''$, dao động $2C \le 12''$, sai số khép về hướng mở đầu $\le 8''$, chênh giá trị hướng quy "0" $\le 8''$. Chiều dài cạnh đường chuyền nằm trong khoảng từ $20\text{ m}$ đến $400\text{ m}$, tỷ lệ cạnh liền kề không chênh quá 2,5 lần và số cạnh trong tuyến $\le 15$ cạnh.

  1. Sản phẩm bản đồ địa chính số:
  • Hoàn thành biên tập hoàn chỉnh tờ bản đồ địa chính số 20, tỷ lệ 1:500 phường Phúc Diễn trên phần mềm VietMap XM và MicroStation V8i, bảo đảm độ chính xác mặt phẳng điểm chi tiết $\le 0,07\text{ m}$.
  • Xây dựng cơ sở dữ liệu không gian và thuộc tính đồng bộ cho từng thửa đất (số thửa, diện tích, loại đất, chủ sử dụng).
  • Xuất các sản phẩm phụ trợ gồm: Sổ mục kê tạm thời, sổ dã ngoại, và Phiếu xác nhận kết quả hiện trạng thửa đất phục vụ ký duyệt ranh giới với các chủ sử dụng đất.

Giải pháp và kiến nghị của tác giả

  • Về mặt kỹ thuật: Tiếp tục ứng dụng công nghệ đo đạc hiện đại (GPS động RTK, máy toàn đạc điện tử thế hệ mới) để nâng cao năng suất và độ chính xác khi đo vẽ các khu vực dân cư có mật độ xây dựng cao; chuẩn hóa quy trình tiếp biên và xử lý cơ sở dữ liệu trên MicroStation và VietMap XM.
  • Về công tác quản lý: Tăng cường công tác kiểm soát thủ tục hành chính về đất đai; đẩy mạnh công tác cấp đổi Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất trên nền bản đồ địa chính mới đo vẽ; khắc phục các tồn tại, sai sót của hệ thống hồ sơ cũ; thường xuyên cập nhật biến động đất đai để đảm bảo tính thời sự của cơ sở dữ liệu địa chính.

Đóng góp của đề tài

Khóa luận đã minh chứng tính khả thi và hiệu quả của quy trình tích hợp giữa máy toàn đạc điện tử Topcon GPT 2005F, máy GPS Trimble 4600LS và bộ phần mềm MicroStation V8i - VietMap XM theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT trong điều kiện đo vẽ đô thị thực tế tại Hà Nội, cung cấp sản phẩm bản đồ số có độ chính xác cao phục vụ trực tiếp cho công tác quản lý đất đai tại địa phương.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế:
    • Đề tài chỉ tập trung đo vẽ thực nghiệm trên phạm vi 01 mảnh bản đồ địa chính (tờ số 20 tỷ lệ 1:500) trong khoảng thời gian thực tập ngắn hạn (từ tháng 01/2018 đến tháng 04/2018), chưa bao quát toàn bộ các tờ bản đồ khác trên địa bàn toàn phường.
    • Quá trình đo vẽ chi tiết ở khu vực dân cư gặp khó khăn do mật độ xây dựng cao, cây cối che khuất tầm ngắm, một số chủ sử dụng đất vắng mặt hoặc ranh giới thực tế có sự thay đổi so với giấy tờ pháp lý cũ dẫn đến thời gian xác minh hiện trạng kéo dài.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Mở rộng phạm vi đo vẽ, chỉnh lý và số hóa đồng bộ cho tất cả các tờ bản đồ địa chính còn lại của phường Phúc Diễn.
    • Ứng dụng công nghệ định vị GPS động (RTK) kết hợp trạm CORS để tăng tốc độ đo vẽ chi tiết.
    • Tích hợp toàn bộ dữ liệu không gian và thuộc tính vào hệ thống thông tin đất đai (LIS/VILIS) phục vụ xây dựng chính quyền điện tử và quản lý cơ sở dữ liệu đất đai đa mục tiêu.

Giá trị tham khảo

Tài liệu này là nguồn tham khảo chuyên môn hữu ích cho:

  • Sinh viên ngành Quản lý đất đai, Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ, Địa chính: Tham khảo cấu trúc một khóa luận tốt nghiệp kỹ thuật địa chính chính quy, phương pháp thiết kế lưới khống chế và các bước biên tập bản đồ số.
  • Cán bộ địa chính, kỹ sư trắc địa tại các đơn vị tư vấn đo đạc: Tham khảo quy trình công nghệ chuẩn hóa theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT, các thông số kỹ thuật dung sai đo góc - đo cạnh, phương pháp bình sai dã ngoại và quy trình xử lý lỗi topology, gán nhãn, xuất khung bản đồ trên phần mềm VietMap XM.
  • Nội dung đáng tham khảo nhất: Quy trình các bước thao tác trên phần mềm VietMap XM (từ khâu nạp tệp tọa độ $XYH$, sửa lỗi level, tạo tâm thửa, đánh số thửa tự động đến tạo khung bản đồ) và hệ thống bảng biểu dung sai kỹ thuật của lưới khống chế đo vẽ.

Câu hỏi thường gặp

1. Đề tài áp dụng cơ sở toán học và hệ quy chiếu nào để thành lập bản đồ địa chính tờ số 20?
Bản đồ được thành lập trên Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ Quốc gia VN-2000, sử dụng phép chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM, múi chiếu $3^\circ$ với kinh tuyến trục quy định cho thành phố Hà Nội là $105^\circ00'$, điểm gốc tọa độ quốc gia $N_{00}$ đặt tại Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ (Hà Nội).

2. Tại sao khu vực nghiên cứu lại lựa chọn đo vẽ ở tỷ lệ 1:500 và kích thước mảnh bản đồ được quy định ra sao?
Theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT, tỷ lệ 1:500 áp dụng cho khu vực đất đô thị có mật độ thửa $M_t \ge 25\text{ thửa/ha}$ (hoặc $M_t \ge 30\text{ thửa/ha}$ đối với khu dân cư khác). Mảnh bản đồ 1:500 được chia từ mảnh tỷ lệ 1:2.000 thành 16 ô vuông, kích thước khung trong tiêu chuẩn trên bản vẽ là $50 \times 50\text{ cm}$, tương ứng diện tích thực tế là 6,25 ha ($0,25 \times 0,25\text{ km}$).

3. Thiết bị phần cứng và phần mềm nào đã được sử dụng trong toàn bộ quy trình công nghệ của đề tài?

  • Thiết bị đo đạc: Máy GPS Trimble 4600LS (đo tĩnh lưới khống chế) và máy toàn đạc điện tử Topcon GPT 2005F (đo góc, cạnh chi tiết theo phương pháp tọa độ cực).
  • Phần mềm xử lý: DPSurvey (trút và xử lý số liệu dã ngoại), MicroStation V8i (nền tảng đồ họa CAD), và VietMap XM (phần mềm chuyên dụng biên tập bản đồ địa chính, tạo topology, gán thuộc tính).

4. Cơ cấu hiện trạng sử dụng đất của phường Phúc Diễn năm 2017 thể hiện những đặc điểm gì?
Tổng diện tích tự nhiên của phường là 284,59 ha. Trong đó, đất phi nông nghiệp chiếm ưu thế với 180,05 ha (63,27% - riêng đất ở đô thị là 100,50 ha, chiếm 35,31%); đất nông nghiệp chiếm 99,00 ha (34,79% - chủ yếu là đất trồng cây lâu năm 78,99 ha); đất chưa sử dụng chỉ còn 5,05 ha (1,77%).

5. Các hạn sai kỹ thuật khi đo góc bằng máy toàn đạc điện tử trong lưới khống chế đo vẽ được khống chế như thế nào?
Đối với máy có độ chính xác $1'' - 5''$, Thông tư 25/2014/TT-BTNMT quy định: Số chênh trị giá góc giữa các lần đo không quá $8''$; số chênh giữa các nửa lần đo không quá $8''$; dao động $2C$ trong một lần đo không quá $12''$; sai số khép về hướng mở đầu không quá $8''$; và chênh lệch giá trị hướng các lần đo đã quy "0" không quá $8''$.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Đinh Xuân Hòa đã thực hiện đầy đủ quy trình kỹ thuật ứng dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử Topcon GPT 2005F vào công tác đo đạc, thành lập bản đồ địa chính số tờ số 20 tỷ lệ 1:500 tại phường Phúc Diễn, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội. Đề tài đáp ứng chặt chẽ các yêu cầu kỹ thuật và pháp lý theo Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT, hoàn thành sản phẩm bản đồ số cùng hệ thống hồ sơ kỹ thuật thửa đất đồng bộ, chính xác. Kết quả nghiên cứu là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn cao đối với sinh viên ngành Quản lý đất đai và cán bộ kỹ thuật công tác trong lĩnh vực đo đạc địa chính đô thị.