Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Đất đai là nguồn tư liệu sản xuất đặc biệt và là không gian sinh tồn của xã hội. Trong công tác quản lý nhà nước, bản đồ địa chính giữ vai trò là tài liệu cơ bản nhất của bộ hồ sơ địa chính, có tính pháp lý cao để phục vụ giao đất, cho thuê đất, thu hồi đất, đăng ký đất đai, cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất và xây dựng cơ sở dữ liệu không gian. Để khắc phục những nhược điểm của phương pháp lập bản đồ truyền thống trên giấy như thời gian đo vẽ kéo dài và sai số đồ họa lớn, việc ứng dụng các thiết bị đo đạc điện tử hiện đại kết hợp với phần mềm chuyên ngành là yêu cầu cấp thiết nhằm tự động hóa quy trình thành lập bản đồ địa chính số.
Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Hoàng Anh Tuấn tập trung giải quyết việc chuẩn hóa quy trình đo đạc và biên tập bản đồ địa chính tỷ lệ lớn tại địa bàn nông thôn trung du Bắc Bộ. Mục tiêu nghiên cứu được xác định rõ:
- Áp dụng quy trình công nghệ và xây dựng bản đồ địa chính tỷ lệ lớn từ các số liệu đo vẽ ngoại nghiệp.
- Ứng dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử thành lập mảnh bản đồ địa chính số 15 tỉ lệ 1:1000 tại xã Úc Kỳ, huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên.
Đối tượng nghiên cứu là quy trình và phương pháp đo vẽ, biên tập bản đồ địa chính. Phạm vi nghiên cứu về không gian giới hạn tại khu vực xã Úc Kỳ, huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên; phạm vi thời gian thực hiện đề tài từ ngày 01/06/2019 đến ngày 01/10/2019. Đề tài được thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Ngọc Anh và sự phối hợp chuyên môn của Công ty TNHH Tư Vấn Đại Phát cùng chính quyền địa phương UBND xã Úc Kỳ.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Cơ sở lý thuyết và pháp lý
Bản đồ địa chính được xác lập trên cơ sở hệ quy chuẩn kỹ thuật và pháp lý quốc gia:
- Cơ sở toán học: Bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 được xây dựng trong Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000, độ cao nhà nước hiện hành, phép chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM múi chiếu 3 độ, hệ số chiếu m0 = 0,9996 (trong văn bản thể hiện trục kinh tuyến trục địa phương phù hợp với tỉnh Thái Nguyên). Các tham số Elipxoid WGS-84 toàn cầu gồm bán trục lớn a = 6.378.137,0 m, độ dẹt f = 1/298,257223563, tốc độ góc quay quanh trục omega = 7.292.115,0 x 10^-11 rad/s, hằng số trọng trường GM = 3.986.005 x 10^8 m^3/s^2. Điểm gốc tọa độ phẳng N00 đặt tại Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ (Hà Nội); điểm gốc độ cao quốc gia đặt tại Hòn Dấu (Hải Phòng).
- Hệ thống 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; Quyết định số 235/2000/QĐ-TCĐC của Tổng cục Địa chính về hệ thống phần mềm chuẩn; Quyết định số 08/2008/QĐ-BTNMT về quy phạm thành lập bản đồ địa chính; Thông tư số 49/2016/TT-BTNMT về giám sát, kiểm tra, nghiệm thu công trình quản lý đất đai; Công văn số 1734/TCQLĐĐ-CĐKĐĐ; Công văn số 3316/UBND-CNN ngày 23/8/2018 của UBND tỉnh Thái Nguyên; Hợp đồng kinh tế số 53/HĐKT ngày 14/9/2018 giữa Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái Nguyên và Ban Quản lý các dự án đo đạc và bản đồ.
Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu kết hợp đồng bộ các phương pháp ngoại nghiệp và nội nghiệp:
- Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập số liệu thứ cấp về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội; hồ sơ địa giới hành chính; tọa độ các điểm mốc địa chính cấp cao do Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái Nguyên và Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Phú Bình quản lý.
- Phương pháp đo đạc ngoại nghiệp: Sử dụng công nghệ định vị vệ tinh GPS-RTK để đo lưới khống chế; sử dụng máy toàn đạc điện tử TOPCON GTS-150 / GTS-150N (Nhật Bản sản xuất) kèm 01 gương để đo vẽ chi tiết ranh giới các thửa đất. Đội ngũ đo đạc gồm tổ 2 người (1 người đứng máy, 1 người đi gương).
- Phương pháp xử lý dữ liệu đo: Nhập và tính toán bình sai lưới đường chuyền kinh vĩ cấp 1 bằng phần mềm COMPASS. Trút dữ liệu đo chi tiết từ bộ nhớ máy toàn đạc vào máy tính thông qua phần mềm truyền dẫn T-COM, sau đó chuyển đổi sang định dạng
.dat và .txt.
- Phương pháp biên tập bản đồ địa chính: Ứng dụng phần mềm nền đồ họa MicroStation V8i tích hợp mô-đun phần mềm địa chính gCadas để xử lý hình học topo (sử dụng công cụ MRFClean, MRFFlag), tạo vùng thửa đất, đánh số thửa tự động, vẽ nhãn thửa và hoàn thiện khung bản đồ số 15 theo mẫu chuẩn.
Nội dung chính theo từng chương
Phần 1: Đặt vấn đề
Phần này làm rõ tầm quan trọng của đất đai đối với sự phát triển kinh tế - xã hội, vai trò của bản đồ địa chính như một công cụ kỹ thuật và pháp lý phục vụ thống kê, quy hoạch, cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất. Tác giả chỉ ra tính tất yếu của việc đưa công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử vào thay thế phương pháp đo vẽ truyền thống nhằm giảm sức lao động, nâng cao năng suất và đảm bảo độ chính xác. Phần mở đầu cũng xác định rõ 2 mục tiêu nghiên cứu cụ thể, ý nghĩa thực tiễn đối với quản lý nhà nước về đất đai và ý nghĩa khoa học trong việc hiện đại hóa hệ thống hồ sơ địa chính theo định hướng của Bộ Tài nguyên và Môi trường.
Phần 2: Tổng quan tài liệu
Tác giả hệ thống hóa toàn bộ lý luận chuyên ngành về bản đồ địa chính: khái niệm thửa đất, ranh giới thửa đất, loại đất, diện tích thửa (tính bằng m², làm tròn 1 chữ số thập phân), hồ sơ địa chính, trích đo địa chính. Tác giả phân tích ưu - nhược điểm của bản đồ số so với bản đồ giấy truyền thống: bản đồ số lưu trữ tọa độ vector (x, y) và thuộc tính, hạn chế tối đa sai số đồ họa và cho phép cập nhật, tra cứu linh hoạt. Cấu trúc cơ sở dữ liệu không gian bản đồ địa chính gồm 10 nhóm đối tượng (điểm khống chế trắc địa, thửa đất, nhà, điểm kinh tế - xã hội, đường giao thông, thủy hệ, quy hoạch, phân vùng đặc biệt, cơ sở hạ tầng).
Chương này cũng phân loại chi tiết tỷ lệ bản đồ theo loại đất và khu vực đo vẽ:
- Đất ở đô thị lớn: 1:500, 1:200; thị xã, thị trấn: 1:500; nông thôn: 1:1000, 1:500.
- Đất nông nghiệp: đồng bằng Bắc Bộ áp dụng 1:2000, 1:1000; đồng bằng Nam Bộ áp dụng 1:5000, 1:2000.
- Đất lâm nghiệp: 1:5000, 1:10.000; đất chưa sử dụng vùng núi cao: 1:10.000.
Về quy chuẩn kỹ thuật, văn bản quy định sai số tiếp biên giữa các bản đồ không được vượt quá 0,3 mm trên bản đồ; trên môi trường số, các yếu tố mép biên trong cùng múi chiếu phải khớp tuyệt đối. Tác giả phân tích tính năng của phần mềm MicroStation V8i (quản lý đồ họa vector đa lớp) và phần mềm gCadas (nhập trị đo, xử lý mã tự động, sửa lỗi topo, tạo vùng, xuất hồ sơ kỹ thuật thửa đất). Đồng thời, tổng quan thực tiễn cho biết tỉnh Thái Nguyên đã đo đạc 180/180 xã, phường, thị trấn (đạt 96,7% diện tích), tỷ lệ cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất đạt trên 96%; tỉnh Phú Thọ đã lập bản đồ chính quy tại 171 xã (đạt 61,66% diện tích tự nhiên).
Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Chương này cụ thể hóa đối tượng nghiên cứu là quy trình và phương pháp đo vẽ biên tập bản đồ địa chính tại xã Úc Kỳ. Quy trình kỹ thuật được phân rã thành hai giai đoạn rõ ràng:
- Công tác ngoại nghiệp: Thu thập tư liệu gốc, khảo sát thực địa, thiết kế sơ bộ lưới, chọn điểm và đóng cọc mốc sắt, thông hướng, tiến hành đo lưới GPS-RTK và đo chi tiết ranh giới thửa bằng máy TOPCON GTS-150 theo tổ đo 2 người.
- Công tác nội nghiệp: Kiểm tra đối chiếu sổ đo và file điện tử, bình sai lưới đường chuyền kinh vĩ cấp 1 bằng phần mềm COMPASS, kết nối phần mềm T-COM để trút dữ liệu đo chi tiết, chuyển đổi định dạng và ứng dụng MicroStation V8i phối hợp gCadas để biên vẽ bản đồ địa chính.
Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Chương 4 trình bày các dữ liệu thực nghiệm thu nhận được tại địa bàn nghiên cứu:
- Điều kiện tự nhiên xã Úc Kỳ: Diện tích tự nhiên 5,80 km²; phía Bắc giáp xã Nhã Lộng, phía Nam giáp xã Nga My, phía Đông giáp xã Xuân Phương, phía Tây giáp xã Điềm Thụy. Cảnh quan địa hình gồm đồng bằng rìa đồng bằng Bắc Bộ (độ cao 10 - 15m) xen kẽ gò đồi thoải phân bố dọc sông Cầu. Khí hậu nhiệt đới gió mùa: nhiệt độ trung bình năm 23,1°C - 24,4°C; tổng lượng bức xạ 155 Kcal/cm²; lượng mưa trung bình năm khoảng 2.500 mm (cao nhất tháng 8, thấp nhất tháng 1); độ ẩm không khí 81 - 82%. Hệ thống thủy văn phụ thuộc sông Cầu và 3 hồ đập (sản lượng nuôi trồng khoảng 2 tấn cá/năm).
- Điều kiện kinh tế - xã hội: Dân số toàn xã đạt 8.326 người với 2.171 hộ (trong đó có 135 hộ làm nghề phụ mộc, rừng). Cơ cấu dân tộc gồm Kinh, Nùng, Dao, Tày. Lực lượng trong độ tuổi lao động là 5.270 người (nam chiếm 47,7% với 2.515 người; nữ chiếm 52,3% với 2.755 người). Phân bố lao động: nông lâm nghiệp 4.640 người (88,0%), công nghiệp 370 người (7,0%), dịch vụ 155 người (2,9%), các ngành khác 105 người (2,1%). Trạm y tế xã đạt chuẩn quốc gia năm 2016, diện tích 2.031 m², gồm 8 phòng kiên cố và 6 cán bộ y tế; năm 2018 tổ chức khám và điều trị cho trên 6.000 lượt người. Tỷ lệ chuyển lớp học sinh đạt 99% (giai đoạn 2015 - 2017).
- Thành lập lưới khống chế đo vẽ: Đơn vị thi công thu thập tọa độ 3 điểm địa chính cấp cao (điểm gốc 92558 có tọa độ X = 2374395.000). Từ đó thiết kế và thi công mạng lưới đường chuyền kinh vĩ cấp 1 gồm 45 điểm, ký hiệu từ DVI-1 đến DVI-45, dạng mạng đường chuyền nhiều điểm nút. Lưới được đánh dấu mốc bằng cọc đinh sắt tại các khu đất dân cư và nông nghiệp. Quá trình tính toán, bình sai không gian chặt chẽ trên phần mềm COMPASS theo Elipxoid WGS-84, sau đó chuyển về Hệ tọa độ VN-2000. Sai số vị trí điểm lớn nhất ghi nhận tại điểm DVI-19. Bảng kết quả bình sai ghi nhận các chỉ tiêu gia số tọa độ (DX, DY, DZ), sai số đơn vị trọng số RMS và tỷ lệ RATIO giữa các cặp điểm (như cạnh DVI-08 đến DVI-10 có DX = -462 m...).
- Đo vẽ chi tiết và biên tập mảnh bản đồ số 15: Dữ liệu từ máy TOPCON GTS-150N được trút qua phần mềm T-COM, xử lý chuyển đổi cấu trúc tệp sang đuôi
.dat và .txt, sau đó nhập (import) vào gCadas. Kỹ thuật viên tiến hành nối các đỉnh thửa, hiển thị trị đo, xử lý các lỗi đè đè, hở đỉnh bằng MRFClean và MRFFlag, tạo tâm thửa, tạo vùng kín (topology), đánh số thứ tự thửa đất, gán nhãn thuộc tính (số thửa, diện tích, loại đất) và tạo lập khung mảnh bản đồ địa chính số 15 hoàn chỉnh ở tỷ lệ 1/1000.
Kết quả và đóng góp
Nghiên cứu đã hoàn thành toàn diện các nội dung kỹ thuật theo quy định của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Các kết quả cụ thể bao gồm:
| Hạng mục kỹ thuật |
Kết quả đạt được theo văn bản |
| Quy mô mảnh bản đồ thành lập |
01 mảnh bản đồ địa chính số 15, tỷ lệ 1/1000 tại xã Úc Kỳ |
| Mạng lưới khống chế đo vẽ cấp 1 |
Xây dựng, đo đạc và bình sai 45 điểm mốc (từ DVI-1 đến DVI-45) |
| Điểm khởi tính cấp cao |
03 điểm địa chính cấp cao (trong đó có mốc 92558: X = 2374395.000) |
| Thiết bị đo đạc áp dụng |
Máy GPS-RTK (đo lưới), máy toàn đạc điện tử TOPCON GTS-150 / GTS-150N |
| Hệ thống phần mềm xử lý |
COMPASS (bình sai), T-COM (trút dữ liệu), MicroStation V8i & gCadas (biên tập) |
| Chỉ tiêu sai số khống chế |
Sai số vị trí điểm lớn nhất nằm tại điểm DVI-19 |
Về giải pháp và đề xuất, tác giả kiến nghị duy trì hệ thống mốc đinh sắt cố định tại thực địa nhằm phục vụ công tác giao đất, cắm mốc ranh giới và xử lý tranh chấp đất đai tại địa phương trong tương lai; cần thực hiện nghiêm ngặt khâu kiểm tra đối soát, ký xác nhận biên bản ranh giới sử dụng đất giữa các chủ sử dụng kề bên trước khi hoàn thiện hồ sơ địa chính.
Đóng góp của khóa luận thể hiện ở việc áp dụng thành công quy trình kết nối liên hoàn giữa thiết bị đo ngoại nghiệp và các phần mềm biên tập số, chứng minh hiệu quả giảm thiểu thời gian nội nghiệp, triệt tiêu sai số đồ họa cơ học và chuẩn hóa tệp dữ liệu không gian theo đúng chuẩn Thông tư 25/2014/TT-BTNMT.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Khóa luận chỉ rõ hạn chế khách quan xuất phát từ điều kiện thời gian thực tập có hạn (4 tháng, từ 01/06/2019 đến 01/10/2019) và kinh nghiệm thực tế của sinh viên còn hạn chế. Do đó, nghiên cứu mới tập trung giải quyết trọn vẹn tại phạm vi thực nghiệm 01 mảnh bản đồ địa chính số 15 tỷ lệ 1/1000, chưa bao quát toàn bộ các tờ bản đồ khác trên địa bàn toàn xã. Bên cạnh đó, việc đo vẽ chi tiết bằng máy toàn đạc điện tử ngoại nghiệp vẫn đòi hỏi thông hướng quang học, dễ chịu ảnh hưởng bởi chướng ngại vật địa hình dân cư và cây cối rậm rạp.
Hướng nghiên cứu tiếp theo mà tác giả đặt ra là tiếp tục hoàn thiện, đo đạc và biên tập các mảnh bản đồ còn lại của xã Úc Kỳ; tích hợp sâu hơn cơ sở dữ liệu không gian vừa thành lập với cơ sở dữ liệu hồ sơ địa chính (sổ mục kê, sổ địa chính) để hoàn thiện hệ thống thông tin đất đai đa mục tiêu cấp cơ sở.
Giá trị tham khảo
Báo cáo khóa luận là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên các ngành Quản lý Đất đai, Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ, Địa chính môi trường và các kỹ thuật viên tại các đơn vị tư vấn đo đạc địa phương. Phần có giá trị ứng dụng cao nhất là quy trình hướng dẫn chi tiết các bước xử lý nội nghiệp: cách chuyển đổi tệp số liệu từ máy toàn đạc TOPCON qua phần mềm T-COM thành định dạng .dat và .txt, quy trình nhập điểm, kỹ thuật sử dụng các công cụ MRFClean, MRFFlag để sửa lỗi topo, tạo tâm thửa và gán nhãn tự động trên nền phần mềm gCadas chạy trên môi trường MicroStation V8i.
Câu hỏi thường gặp
1. Khóa luận sử dụng các thiết bị phần cứng và phần mềm chuyên dụng nào trong quá trình thành lập bản đồ?
Nghiên cứu sử dụng máy GPS-RTK (đo lưới), máy toàn đạc điện tử TOPCON GTS-150 / GTS-150N cùng 01 gương (đo chi tiết). Về phần mềm, tác giả sử dụng COMPASS để bình sai lưới khống chế đo vẽ, T-COM để trút và đổi đuôi số liệu đo, MicroStation V8i kết hợp phần mềm chuyên ngành gCadas để sửa lỗi topo và biên tập bản đồ địa chính.
2. Quy mô và cấu trúc của lưới khống chế đo vẽ cấp 1 tại xã Úc Kỳ được thiết lập như thế nào?
Từ 3 điểm lưới địa chính cấp cao hiện có (trong đó có mốc 92558), đơn vị thi công đã thiết kế và xây dựng 45 điểm lưới khống chế đo vẽ cấp 1, ký hiệu từ DVI-1 đến DVI-45, dưới dạng mạng đường chuyền nhiều điểm nút và đường chuyền phù hợp. Các điểm được chôn mốc cọc đinh sắt cố định, kết quả bình sai cho thấy sai số vị trí điểm lớn nhất ghi nhận tại mốc DVI-19.
3. Cơ sở toán học áp dụng cho mảnh bản đồ địa chính số 15 gồm các thông số kỹ thuật nào?
Bản đồ được thành lập ở tỷ lệ 1/1000, múi chiếu 3 độ, Ellipsoid WGS-84 toàn cầu trong Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000. Điểm gốc tọa độ phẳng N00 đặt tại Hà Nội, điểm gốc độ cao tại Hòn Dấu (Hải Phòng), kinh tuyến trục địa phương phù hợp với tỉnh Thái Nguyên và hệ số chiếu trên kinh tuyến trục m0 = 0,9996.
4. Dữ liệu khảo sát cơ bản về kinh tế - xã hội xã Úc Kỳ phản ánh những số liệu nổi bật nào?
Năm khảo sát, xã có diện tích 5,80 km², dân số 8.326 người, có 2.171 hộ. Lao động trong độ tuổi là 5.270 người, trong đó nông lâm nghiệp chiếm tỷ trọng áp đảo 88,0% (4.640 người), công nghiệp chiếm 7,0% (370 người) và dịch vụ chiếm 2,9% (155 người). Trạm y tế đạt chuẩn quốc gia có diện tích 2.031 m² với 8 phòng và 6 cán bộ y tế, đã khám chữa bệnh cho trên 6.000 lượt người trong năm 2018.
5. Các bước chính để xử lý hình học và thuộc tính thửa đất trên phần mềm gCadas được thực hiện ra sao?
Sau khi nhập số liệu điểm đo chi tiết, người dùng thực hiện nối ranh giới thửa đất, sử dụng công cụ sửa lỗi MRFClean và MRFFlag để phát hiện và làm sạch các lỗi hình học, tiến hành tạo tâm thửa và tạo vùng thửa đất (topology). Tiếp theo, phần mềm tự động đánh số thửa, vẽ nhãn thửa (hiển thị số thứ tự, diện tích, loại đất), liên kết bảng thuộc tính và hoàn thiện khung bản đồ số 15 theo quy định.
Kết luận
Khóa luận của tác giả Hoàng Anh Tuấn đã hệ thống hóa đầy đủ cơ sở khoa học, cơ sở pháp lý và quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa chính số tỷ lệ lớn. Nghiên cứu hoàn thành việc thiết kế, bình sai mạng lưới khống chế đo vẽ cấp 1 gồm 45 điểm mốc và biên tập thành công mảnh bản đồ địa chính số 15 tỷ lệ 1/1000 tại xã Úc Kỳ, huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên bằng phần mềm MicroStation V8i và gCadas. Kết quả này đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành của Thông tư 25/2014/TT-BTNMT, cung cấp tư liệu chuẩn xác phục vụ trực tiếp cho công tác cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất và xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính tại cơ sở.