Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Công tác đo đạc lập bản đồ địa chính, xây dựng hồ sơ địa chính và cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất là nội dung trọng tâm trong quản lý nhà nước về đất đai được quy định tại Luật Đất đai năm 2013. Tại phường Vĩnh Trại, thành phố Lạng Sơn, tỉnh Lạng Sơn, quá trình đô thị hóa diễn ra nhanh chóng, nhu cầu chuyển mục đích sử dụng đất và giao dịch bất động sản gia tăng mạnh mẽ, đòi hỏi hệ thống tài liệu địa chính phải có độ chính xác cao, đồng bộ theo công nghệ số để thay thế các tài liệu cũ được lập từ năm 1997 vốn đã có nhiều biến động. Nhằm phục vụ yêu cầu quản lý chặt chẽ đến từng thửa đất, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Lạng Sơn đã phối hợp với Công ty TNHH MTV Mạnh Chung triển khai thiết kế kỹ thuật và dự toán đo đạc địa chính trên địa bàn phường.

Trong bối cảnh đó, đề tài khóa luận "Ứng dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử thành lập bản đồ địa chính tờ bản đồ số 10 tỉ lệ 1:500 tại phường Vĩnh Trại, thành phố Lạng Sơn, tỉnh Lạng Sơn" được tác giả Vũ Thị Hương thực hiện nhằm giải quyết các nhiệm vụ kỹ thuật cụ thể.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài được xác định gồm 2 nội dung chính:

  1. Xây dựng hoàn chỉnh hệ thống bản đồ địa chính bằng phương pháp đo vẽ toàn đạc trực tiếp, sử dụng máy toàn đạc điện tử và các phần mềm chuyên dụng, thực hiện theo đúng tiêu chuẩn, quy phạm của ngành.
  2. Xây dựng cơ sở dữ liệu bản đồ phục vụ chức năng quản lý nhà nước về đất đai, thành lập hồ sơ địa chính, cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, lập quy hoạch sử dụng đất và xây dựng các công trình cơ sở hạ tầng kỹ thuật.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quy trình ứng dụng máy toàn đạc điện tử trong đo vẽ chi tiết và các phần mềm tin học chuyên ngành để xử lý số liệu, chỉnh lý, biên tập bản đồ địa chính.
  • Phạm vi không gian: Tờ bản đồ địa chính số 10, tỷ lệ 1:500 tại địa bàn phường Vĩnh Trại, thành phố Lạng Sơn, tỉnh Lạng Sơn.
  • Phạm vi thời gian và địa điểm thực hiện: Đề tài được thực hiện từ tháng 05/2019 đến tháng 09/2019 tại đơn vị thực tập là Công ty TNHH MTV Mạnh Chung (phường Tam Thanh, thành phố Lạng Sơn).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận thiết lập nghiên cứu dựa trên các căn cứ pháp lý, cơ sở toán học trắc địa và quy chuẩn kỹ thuật chuyên ngành bản đồ:

  • Căn cứ pháp lý: Luật Đất đai năm 2013; Chỉ thị số 364/CT-TTg ngày 06/11/1991 của Chủ tịch Hội đồng Bộ trưởng; Thông tư số 28/2004/QĐ-BTNMT ngày 01/11/2004; Thông tư số 28/2014/TT-BTNMT quy định về thống kê, kiểm kê đất đai; Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT ngày 19/05/2014 của Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định về bản đồ địa chính.
  • Cơ sở toán học bản đồ: Sử dụng Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000, Elipsoid quy chiếu WGS-84 với bán trục lớn $a = 6378137{,}0\text{ m}$, 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). Bản đồ địa chính khu đo áp dụng phép chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM với kinh tuyến trục riêng của tỉnh Lạng Sơn theo quy định.
  • Cơ sở phân mảnh bản đồ: Phân mảnh theo hệ thống lưới ô vuông tọa độ vuông góc phẳng. Mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500 được chia từ mảnh 1:2000 thành 16 ô vuông, kích thước khung trong tiêu chuẩn là $50\text{ cm} \times 50\text{ cm}$, tương ứng kích thước thực địa $0{,}25\text{ km} \times 0{,}25\text{ km}$ và diện tích thực tế là $6{,}25\text{ ha}$.

Phương pháp nghiên cứu thực tế bao gồm:

  • Phương pháp khảo sát, thu thập tài liệu: Thu thập số liệu địa hình, kinh tế - xã hội tại UBND phường Vĩnh Trại và Phòng Tài nguyên và Môi trường thành phố Lạng Sơn; thu thập số liệu mốc tọa độ của 9 điểm địa chính cấp cao phân bố trên địa bàn (trong đó có 4 điểm địa chính đo bằng công nghệ GPS được sử dụng làm điểm khởi tính).
  • Phương pháp đo đạc ngoại nghiệp: Thiết lập lưới khống chế đo vẽ mặt bằng và đo vẽ chi tiết bằng phương pháp toàn đạc (phương pháp tọa độ cực). Thiết bị sử dụng gồm máy toàn đạc điện tử SOUTH NTS-312B (do Trung Quốc sản xuất) cùng gương phản xạ, sào gương và thước thép $2\text{ m}$. Lưới đường chuyền được đo ngắm cả chiều đi và chiều về để tính trị trung bình; các điểm chi tiết được đo góc bằng, góc đứng, khoảng cách nghiêng và tự động tính toán tọa độ ba chiều $(X, Y, H)$ vào bộ nhớ máy.
  • Phương pháp xử lý số liệu và biên tập nội nghiệp: Sử dụng phần mềm Pronet để tính toán bình sai mạng lưới đường chuyền trắc địa; phần mềm DPSurvey để trút và xử lý định dạng tệp số liệu đo từ máy toàn đạc điện tử; phần mềm đồ họa MicroStation V8i kết hợp phần mềm chuyên ngành địa chính Gcadas để kết nối cơ sở dữ liệu, sửa lỗi hình học, tạo vùng thửa đất (Topology), gán nhãn thuộc tính, đánh số thửa và biên tập khung bản đồ địa chính chuẩn dạng tệp .dgn.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Đặt vấn đề

Phần này trình bày tính cấp thiết của việc bảo vệ nguồn tài nguyên đất đai và yêu cầu hoàn thiện hệ thống hồ sơ địa chính phục vụ công tác quản lý nhà nước tại địa phương. Tác giả xác định việc ứng dụng máy toàn đạc điện tử và công nghệ tin học là giải pháp đáp ứng quy định hiện hành của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Chương này xác định rõ mục tiêu nghiên cứu là hoàn thành tờ bản đồ số 10 tỷ lệ 1:500 tại phường Vĩnh Trại và nêu ý nghĩa lý luận, thực tiễn của đề tài trong việc chuẩn hóa dữ liệu địa chính số.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Tác giả hệ thống hóa các cơ sở khoa học và thực tiễn liên quan đến công tác đo vẽ bản đồ địa chính:

  • Định nghĩa bản đồ địa chính theo Khoản 4 Điều 3 Luật Đất đai 2013; phân tích vai trò của bản đồ địa chính dạng giấy và dạng số; phân loại bản đồ địa chính gốc và bản đồ địa chính theo đơn vị hành chính cấp xã.
  • Trình bày chi tiết các yếu tố nội dung trên bản đồ địa chính: điểm khống chế tọa độ, địa giới hành chính, ranh giới thửa đất, 5 nhóm loại đất chính, công trình xây dựng, ranh giới sử dụng đất, hệ thống giao thông, thủy hệ, địa vật và mốc giới quy hoạch.
  • Phân tích cơ sở toán học giữa lưới chiếu Gauss-Kruger và phép chiếu UTM, các tham số elipsoid của hệ tọa độ VN-2000, quy định về kinh tuyến trục cấp tỉnh và nguyên tắc chia mảnh bản đồ các tỷ lệ từ 1:10000 đến 1:200.
  • Nêu quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa chính 8 bước và các tiêu chuẩn kỹ thuật của lưới đường chuyền kinh vĩ: sai số trung phương vị trí điểm sau bình sai $\le 5\text{ cm}$, sai số trung phương tương đối cạnh $\le 1:50000$, giới hạn sai số khép góc $f_\beta = 2m_\beta \sqrt{n}$.
  • Giới thiệu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của máy toàn đạc điện tử SOUTH NTS-312B (ghép nối giữa khối đo xa EDM, kinh vĩ số DT và vi xử lý CPU), các công thức toán học tính tọa độ cực và chênh cao lượng giác.
  • Trình bày kiến trúc và tính năng của các phần mềm MicroStation V8i (quản lý đồ họa vector, xử lý file seed, đa lớp đối tượng) và Gcadas (các phân hệ Bản đồ, Hồ sơ địa chính, Cơ sở dữ liệu địa chính, Kiểm kê đất đai).

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

Tác giả xác định đối tượng nghiên cứu là kỹ thuật đo vẽ chi tiết và chỉnh lý bản đồ địa chính; phạm vi thực hiện tại tờ bản đồ số 10 phường Vĩnh Trại trong thời gian 5 tháng (05/2019 - 09/2019). Bốn nội dung nghiên cứu chính được đề ra gồm: đánh giá điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã hội; thành lập lưới khống chế đo vẽ; thành lập và biên tập bản đồ; phân tích thuận lợi, khó khăn và đề xuất giải pháp. Quy trình thực địa mô tả tổ chức tổ đo gồm 3 người (1 người đứng máy, 2 người đi gương), thực hiện qua 3 bước trạm đo; quy trình nội nghiệp được chuẩn hóa thành 6 bước tuần tự từ trút dữ liệu đến xuất bản đồ hoàn chỉnh.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương này phản ánh toàn bộ kết quả triển khai thực tế của đề tài:

  • Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội: Phường Vĩnh Trại có tổng diện tích tự nhiên $161{,}53\text{ ha}$, gồm 11 khối phố, dân số $15.355$ người với $4.493$ hộ. Địa hình tương đối bằng phẳng, có đoạn sông Kỳ Cùng chảy qua với lòng sông rộng trung bình $100\text{ m}$. Đất đai chủ yếu là đất phi nông nghiệp ($147{,}04\text{ ha}$, chiếm $91{,}03%$), đất nông nghiệp chỉ còn $14{,}49\text{ ha}$ (chiếm $8{,}97%$) và không còn đất trồng lúa nước do quá trình đô thị hóa.
  • Tình hình quản lý đất đai: Công tác cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, lập hồ sơ địa giới theo Chỉ thị 364/CT-TTg, thống kê kiểm kê và giải quyết tranh chấp đất đai được chính quyền phường duy trì thường xuyên; tuy nhiên còn gặp khó khăn do chính sách đất đai biến động và hiện tượng lấn chiếm hành lang giao thông.
  • Công tác thành lập lưới khống chế: Khảo sát thực địa, chọn điểm và đo nối với 4 điểm địa chính GPS khởi tính. Đo góc, đo cạnh đường chuyền tuân thủ nghiêm ngặt các hạn sai quy định tại Thông tư 25/2014/TT-BTNMT (số chênh trị giá góc giữa các lần đo $\le 8''$, sai số khép về hướng mở đầu $\le 8''$, dao động $2C \le 12''$). Dữ liệu được tính toán bình sai trên phần mềm chuyên dụng.
  • Biên tập tờ bản đồ số 10: Dữ liệu đo thô từ máy SOUTH NTS-312B được chuyển đổi qua DPSurvey, nhập vào môi trường MicroStation V8i dưới dạng file .dgn. Sử dụng Gcadas để kiểm tra và sửa lỗi tự động các lỗi tiếp biên, hở ranh, bắt nhầm điểm; tiến hành tạo Topology đóng vùng thửa đất; gán thông tin tên chủ sử dụng và loại đất từ nhãn điều tra; đánh số thửa tự động; tạo khung bản đồ tỷ lệ 1:500 và lập bảng thống kê diện tích thửa đất.
  • Đánh giá thuận lợi và khó khăn: Nêu rõ các ưu điểm về sự đồng thuận của nhân dân, sự hỗ trợ từ chính quyền và đơn vị thực tập; đồng thời chỉ ra khó khăn do mật độ nhà ở dày đặc che khuất tầm ngắm quang học và biến động ranh giới thực tế phức tạp.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đã hoàn thành toàn bộ khối lượng công việc thành lập tờ bản đồ địa chính số 10 tỷ lệ 1:500 tại phường Vĩnh Trại theo đúng các chỉ tiêu kỹ thuật ngành.

Số liệu hiện trạng sử dụng đất toàn phường Vĩnh Trại năm 2018 được tác giả tổng hợp từ cơ quan quản lý nhà nước như sau:

STT Chỉ tiêu loại đất Mã loại đất Diện tích (ha) Cơ cấu (%)
I Tổng diện tích đất tự nhiên 161,53 100,00
1 Đất nông nghiệp NNP 14,49 8,97
1.1 Đất sản xuất nông nghiệp (cây hàng năm) SXN (CHN) 7,03 4,35
1.2 Đất lâm nghiệp (rừng sản xuất) LNP (RSX) 5,87 3,63
1.3 Đất nuôi trồng thuỷ sản NTS 1,59 0,98
2 Đất phi nông nghiệp PNN 147,04 91,03
2.1 Đất ở tại đô thị ODT 78,32 48,49
2.2 Đất chuyên dùng CDG 63,80 39,50
- Đất xây dựng trụ sở cơ quan TSC 3,45 2,14
- Đất xây dựng công trình sự nghiệp DSN 8,93 5,53
- Đất sản xuất, kinh doanh phi nông nghiệp CSK 6,17 3,82
- Đất có mục đích công cộng (giao thông, thủy lợi...) CCC 45,21 27,99
2.3 Đất tôn giáo, tín ngưỡng TON, TIN 1,62 1,00
2.4 Đất nghĩa trang, nghĩa địa NTD 0,97 0,60
2.5 Đất sông ngòi, kênh, rạch, suối SON 2,33 1,44

(Nguồn: Số liệu thống kê đất đai phường Vĩnh Trại năm 2018 trích trong khóa luận)

Về kết quả kỹ thuật và đóng góp của đề tài:

  • Thiết lập thành công hệ thống lưới khống chế đo vẽ mặt bằng từ 4 điểm gốc địa chính GPS, kiểm soát chặt chẽ sai số đo góc không vượt quá $8''$ và tỷ lệ sai số khép cạnh tương đối đạt ngưỡng quy chuẩn Thông tư 25/2014/TT-BTNMT ($\le 1:25000$).
  • Đo đạc chi tiết toàn bộ các góc thửa, vật kiến trúc, đường giao thông, ngõ phố trên phạm vi tờ bản đồ số 10 bằng máy toàn đạc điện tử SOUTH NTS-312B theo phương pháp tọa độ cực.
  • Chuẩn hóa quy trình xử lý nội nghiệp liên thông qua chuỗi phần mềm DPSurvey - MicroStation V8i - Gcadas: tự động hóa khâu xử lý tệp tọa độ, sửa lỗi hình học, tạo Topology vùng kín cho từng thửa đất, gán nhãn thuộc tính địa chính và biên tập khung bản đồ tỷ lệ 1:500 đạt chuẩn kỹ thuật.
  • Sản phẩm bàn giao cung cấp bộ tài liệu đo đạc chính xác, phục vụ trực tiếp cho UBND phường Vĩnh Trại và Văn phòng Đăng ký đất đai trong việc cấp mới, cấp đổi Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, xử lý hồ sơ biến động và quản lý trật tự xây dựng đô thị.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài được tác giả ghi nhận qua thực tế công tác:

  • Khu vực đo vẽ tờ bản đồ số 10 nằm trong khu vực trung tâm đô thị phát triển dày đặc, nhiều ngõ ngách chật hẹp và các công trình kiên cố cao tầng làm hạn chế tầm ngắm quang học giữa máy đo và gương phản xạ, dẫn đến việc phải phát triển thêm các trạm đo phụ.
  • Tình trạng người dân tự ý cải tạo, cơi nới, lấn chiếm hành lang an toàn giao thông và xây dựng tạm bợ khiến việc xác định ranh giới pháp lý nguyên thủy của một số thửa đất gặp nhiều phức tạp, đòi hỏi đối soát hiện trường nhiều lần.
  • Số lượng các văn bản quy phạm pháp luật ngành đất đai thường xuyên được sửa đổi, bổ sung, tạo áp lực trong việc cập nhật quy chuẩn biểu mẫu và cơ sở dữ liệu thuộc tính.

Hướng nghiên cứu và kiến nghị tiếp theo:

  • Kiến nghị chính quyền địa phương tăng cường quản lý quy hoạch, xử lý dứt điểm các trường hợp san lấp và lấn chiếm hành lang công cộng, bảo đảm mốc giới thực địa ổn định.
  • Tiếp tục mở rộng ứng dụng quy trình công nghệ đo đạc bằng máy toàn đạc điện tử kết hợp phần mềm Gcadas để đo vẽ, chỉnh lý hoàn thiện cho toàn bộ các tờ bản đồ còn lại trên địa bàn phường Vĩnh Trại.
  • Tăng cường liên kết, tích hợp dữ liệu không gian từ phần mềm MicroStation/Gcadas vào các hệ thống thông tin đất đai chuyên nghiệp (như Vilis 2.0 hoặc TMV.LIS) nhằm phục vụ quản trị địa chính đa mục tiêu.

Giá trị tham khảo

Bản khóa luận mang giá trị thực tiễn đối với sinh viên và cán bộ kỹ thuật:

  • Đối tượng sử dụng: Sinh viên chuyên ngành Quản lý đất đai, Trắc địa - Bản đồ, Kỹ thuật trắc địa địa chính tại các trường đại học, cao đẳng; cán bộ địa chính cấp xã/phường; kỹ thuật viên tại các công ty đo đạc và tư vấn tài nguyên môi trường.
  • Phần nội dung đáng tham khảo nhất:
    • Mục 2.3 và 2.4: Tổng hợp chi tiết các chỉ tiêu hạn sai đo góc, đo cạnh đường chuyền theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT và các công thức toán học tính chuyển tọa độ cực trên máy toàn đạc điện tử.
    • Mục 4.3 và quy trình nội nghiệp: Hướng dẫn tường minh các bước kết nối dữ liệu giữa DPSurvey, MicroStation V8i và Gcadas để sửa lỗi dữ liệu, tạo Topology ranh thửa, đánh số thửa tự động và biên tập khung bản đồ địa chính dạng số.

Câu hỏi thường gặp

1. Tác giả sử dụng loại máy toàn đạc điện tử nào và nguyên lý đo điểm chi tiết ra sao?
Tác giả sử dụng máy toàn đạc điện tử SOUTH NTS-312B (do Trung Quốc sản xuất). Nguyên lý đo chi tiết áp dụng phương pháp tọa độ cực: máy đặt tại điểm khống chế đã biết tọa độ ($X_A, Y_A, H_A$), ngắm định hướng về điểm khống chế thứ hai ($X_B, Y_B$) đưa góc bằng về $0^\circ 00' 00''$, sau đó quay máy ngắm tâm gương sào tại điểm chi tiết để đo góc bằng $\beta$, góc đứng $v$ và khoảng cách nghiêng $D$. Bộ vi xử lý CPU của máy sẽ tự động tính số gia tọa độ và xuất tọa độ ba chiều phẳng $(X, Y)$ cùng độ cao $H$ của điểm đo.

2. Khóa luận sử dụng các phần mềm tin học nào trong quá trình xử lý số liệu và thành lập bản đồ?
Khóa luận phối hợp 4 phần mềm chuyên dụng: phần mềm Pronet dùng để tính toán và bình sai lưới đường chuyền kinh vĩ; phần mềm DPSurvey dùng để chuyển đổi định dạng và xử lý file số liệu trút từ máy đo điện tử; phần mềm MicroStation V8i làm nền tảng đồ họa xử lý dữ liệu vector đa lớp; phần mềm Gcadas (chạy trên môi trường MicroStation) thực hiện các chức năng tìm/sửa lỗi tự động, tạo Topology thửa đất, gán nhãn thuộc tính, đánh số thửa và tạo khung bản đồ.

3. Cơ cấu sử dụng đất của phường Vĩnh Trại năm 2018 có đặc điểm gì nổi bật?
Theo số liệu thống kê năm 2018 trong khóa luận, tổng diện tích tự nhiên của phường là $161{,}53\text{ ha}$. Trong đó, đất phi nông nghiệp chiếm ưu thế áp đảo với $147{,}04\text{ ha}$ (tỷ lệ $91{,}03%$), với diện tích đất ở đô thị là $78{,}32\text{ ha}$ ($48{,}49%$) và đất chuyên dùng là $63{,}80\text{ ha}$ ($39{,}50%$). Đất nông nghiệp chỉ còn chiếm $14{,}49\text{ ha}$ ($8{,}97%$) và hoàn toàn không còn đất chuyên trồng lúa nước do tác động của các dự án phát triển đô thị.

4. Khung kích thước và diện tích thực địa tiêu chuẩn của mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500 được quy định thế nào?
Theo quy chuẩn phân mảnh bản đồ địa chính trích dẫn trong đề tài, mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500 được chia từ mảnh tỷ lệ 1:2000 thành 16 ô vuông nhỏ. Kích thước khung trong tiêu chuẩn trên bản vẽ là $50\text{ cm} \times 50\text{ cm}$, tương ứng với kích thước ngoài thực địa là $0{,}25\text{ km} \times 0{,}25\text{ km}$ ($250\text{ m} \times 250\text{ m}$) và diện tích đo vẽ ngoài thực địa của một mảnh là $6{,}25\text{ ha}$.

5. Lưới khống chế đo vẽ mặt bằng tại khu đo được xây dựng dựa trên các điểm gốc nào?
Lưới khống chế đo vẽ tại phường Vĩnh Trại được thiết kế đo nối với hệ thống 9 điểm địa chính cấp cao sẵn có trên địa bàn, trong đó lấy trực tiếp 4 điểm mốc địa chính đã được đo đạc bằng công nghệ GPS làm điểm gốc khởi tính để phát triển mạng lưới đường chuyền kinh vĩ phục vụ đo vẽ chi tiết.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Vũ Thị Hương đã phản ánh quy trình kỹ thuật hoàn chỉnh trong việc ứng dụng công nghệ trắc địa số và tin học địa chính để thành lập tờ bản đồ số 10 tỷ lệ 1:500 tại phường Vĩnh Trại, thành phố Lạng Sơn. Các bước thực hiện từ đo đạc ngoại nghiệp bằng máy toàn đạc điện tử SOUTH NTS-312B đến xử lý nội nghiệp trên hệ thống phần mềm DPSurvey, MicroStation V8i và Gcadas đều tuân thủ các quy định tại Thông tư 25/2014/TT-BTNMT. Kết quả của đề tài đóng góp sản phẩm bản đồ số có độ chính xác cao, hỗ trợ trực tiếp công tác cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất và nâng cao hiệu quả quản lý nhà nước về đất đai tại địa phương.