Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đất đai là nguồn tài nguyên thiên nhiên đặc biệt, vừa là tư liệu sản xuất chủ yếu trong nông nghiệp, vừa là nguồn đầu vào quan trọng cho các ngành kinh tế. Để thiết lập công cụ quản lý nhà nước về đất đai chặt chẽ, việc đo đạc lập bản đồ địa chính chính quy, xây dựng hồ sơ địa chính và đăng ký cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất là nhiệm vụ then chốt theo quy định của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Tại xã Đông Quang, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội, sự gia tăng nhu cầu sử dụng đất ở cùng các hoạt động chuyển mục đích sử dụng đất, xây dựng công trình đã làm phát sinh nhiều biến động ranh giới, đòi hỏi phải hoàn thiện hệ thống bản đồ địa chính số có độ chính xác cao.

Khóa luận tốt nghiệp chuyên ngành Quản lý đất đai của tác giả Lương Văn Đức xác định 4 mục tiêu nghiên cứu cụ thể:

  1. Xác định lưới khống chế đo vẽ của tờ bản đồ số 17 tỷ lệ 1:1000 tại xã Đông Quang, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội.
  2. Thành lập tờ bản đồ địa chính số 17 tỷ lệ 1:1000 tại xã Đông Quang, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội.
  3. Xác định các khó khăn trong quá trình thành lập tờ bản đồ địa chính tại thực địa.
  4. Đề xuất các giải pháp kỹ thuật và quản lý nhằm nâng cao hiệu quả công tác đo đạc, quản lý đất đai tại địa phương.

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là việc ứng dụng máy toàn đạc điện tử, máy định vị vệ tinh GPS cùng các phần mềm chuyên ngành (MicroStation, FAMIS, TOP2ASC, GPSPro) trong công tác thành lập lưới khống chế và đo vẽ chi tiết ranh giới thửa đất. Phạm vi nghiên cứu về mặt không gian tập trung tại tờ bản đồ địa chính số 17 tỷ lệ 1:1000, thuộc địa giới hành chính xã Đông Quang, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội (tổng diện tích tự nhiên toàn xã là 381,75 ha). Phạm vi thời gian thực hiện đề tài diễn ra từ ngày 28/05/2018 đến ngày 15/09/2018.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận vận dụng hệ thống cơ sở pháp lý và tiêu chuẩn kỹ thuật chuyên ngành trắc địa - địa chính hiện hành tại Việt Nam:

  • 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 bản đồ địa chính.
  • Thông tư số 30/2013/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định thực hiện lồng ghép việc đo đạc lập hoặc chỉnh lý bản đồ địa chính và đăng ký, cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, quyền sở hữu nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất.
  • Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về xây dựng lưới tọa độ và quy phạm thành lập bản đồ địa chính của Bộ Tài nguyên và Môi trường (2013).

Về cơ sở toán học, bản đồ được thành lập trên Hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN-2000, Elipsoid WGS-84, lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM múi chiếu 3°, kinh tuyến trục $105^\circ00'$ áp dụng cho khu vực thành phố Hà Nội. Quy chuẩn phân mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 được thiết lập từ mảnh tỷ lệ 1:2000 chia làm 4 ô vuông ký hiệu a, b, c, d; kích thước khung trong tiêu chuẩn là $50 \times 50\text{ cm}$, tương ứng diện tích $25\text{ ha}$ ngoài thực địa.

Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa khảo sát ngoại nghiệp và xử lý dữ liệu nội nghiệp:

  • Phương pháp thu thập và điều tra số liệu: Thu thập tài liệu địa chính, bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 1999 có chỉnh lý, số liệu kinh tế - xã hội từ UBND xã Đông Quang và Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Ba Vì.
  • Phương pháp đo đạc ngoại nghiệp: Sử dụng công nghệ GPS tĩnh với máy thu GPS SOUTH để phát triển mạng lưới khống chế đo vẽ từ 3 điểm địa chính cấp cao; sử dụng máy toàn đạc điện tử (ghép nối giữa khối đo khoảng cách điện tử EDM, kinh vĩ số DT và bộ vi xử lý CPU) để đo chi tiết ranh giới thửa đất, công trình, giao thông, thủy văn theo phương pháp tọa độ cực.
  • Phương pháp xử lý dữ liệu nội nghiệp: Trút số liệu đo dã ngoại qua phần mềm TOP2ASC; tính toán bình sai mạng lưới GPS bằng phần mềm GPSPro; biên tập bản đồ địa chính, làm sạch lỗi hình học và xây dựng cấu trúc tô-pô (topology) vùng thửa đất bằng phần mềm FAMIS trên nền đồ họa MicroStation SE.

Nguồn dữ liệu đầu vào bao gồm: tọa độ khởi tính của 3 mốc địa chính cấp cao có sẵn trên địa bàn (BV-56, BV-75, BV-76); số liệu đo góc, cạnh, chênh cao của 24 điểm lưới khống chế đo vẽ; tệp trị đo dã ngoại các điểm chi tiết của tờ bản đồ số 17.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Đặt vấn đề

Phần này trình bày tính cấp thiết của việc hiện đại hóa công tác quản lý đất đai bằng công nghệ số; nêu rõ vai trò của bản đồ địa chính trong việc xác lập cơ sở pháp lý để giao đất, cho thuê đất, cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất và thanh tra tranh chấp đất đai. Tác giả xác lập 4 mục tiêu nghiên cứu cụ thể, đồng thời khẳng định ý nghĩa lý luận và thực tiễn của đề tài trong việc chuẩn hóa quy trình đo vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 tại xã Đông Quang.

Phần 2: Tổng quan tài liệu nghiên cứu

Chương này tổng kết toàn diện cơ sở khoa học của bản đồ địa chính, bao gồm các khái niệm, tính chất pháp lý, các yếu tố nội dung cơ bản (điểm trắc địa, ranh giới thửa đất, loại đất, công trình xây dựng, mạng lưới giao thông, thủy văn, địa vật định hướng). Tác giả so sánh chi tiết cơ sở toán học của phép chiếu Gauss-Kruger (Elipxoid Kraxovski 1946) và phép chiếu UTM (Elipxoid WGS-84 / VN-2000), đồng thời hệ thống hóa quy định phân mảnh bản đồ địa chính từ tỷ lệ 1:10000 đến 1:200.

Chỉ tiêu kỹ thuật Khu vực đô thị (Tỷ lệ 1:500, 1:1000, 1:2000) Khu vực nông thôn (Tỷ lệ 1:1000) Khu vực nông thôn (Tỷ lệ 1:2000) Khu vực nông thôn (Tỷ lệ 1:5000)
Chiều dài tuyến $[S]_{\max}$ (m) - KV1 600 900 2000 4000
Chiều dài tuyến $[S]_{\max}$ (m) - KV2 300 500 1000 2000
Sai số trung phương đo góc $m_\beta$ ($''$) 15 15 15 15
Sai số khép tương đối $f_S/[S]$ - KV1 1:4000 1:4000 1:4000 1:4000
Sai số khép tương đối $f_S/[S]$ - KV2 1:2500 1:2000 1:2000 1:2000

Nguồn: Trích dẫn theo quy phạm kỹ thuật Bộ Tài nguyên và Môi trường (2013) trong văn bản khóa luận.

Chương 2 cũng trình bày nguyên lý cấu tạo và thuật toán xử lý tọa độ cực của máy toàn đạc điện tử, cùng cấu trúc tính năng của các phần mềm xử lý bản đồ số: MicroStation SE (môi trường đồ họa), bộ công cụ Mapping Office (MGE, I/rasc, I/rasb, I/Geovec) và phần mềm FAMIS (quản lý trị đo, tạo vùng, tự động sửa lỗi Clean/Flag, gán thuộc tính, đánh số thửa và xuất khung bản đồ).

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

Tác giả xác định rõ đối tượng nghiên cứu là thiết bị đo đạc và các phần mềm ứng dụng; phạm vi thực hiện tại tờ bản đồ số 17 xã Đông Quang trong thời gian từ tháng 5 đến tháng 9 năm 2018. Bốn nội dung nghiên cứu chính được triển khai gồm:

  1. Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và hiện trạng quản lý đất đai tại xã Đông Quang.
  2. Xây dựng và bình sai lưới khống chế đo vẽ địa chính.
  3. Đo vẽ chi tiết và biên tập tờ bản đồ địa chính số 17 tỷ lệ 1:1000.
  4. Đánh giá thuận lợi, khó khăn và đề xuất giải pháp.

Phương pháp nghiên cứu được sơ đồ hóa thành 2 luồng công việc rõ rệt: luồng ngoại nghiệp (khảo sát thực địa $\rightarrow$ thiết kế lưới $\rightarrow$ chôn mốc $\rightarrow$ đo góc, cạnh, chênh cao bằng GPS và toàn đạc) và luồng nội nghiệp (trút số liệu $\rightarrow$ bình sai $\rightarrow$ phun điểm chi tiết $\rightarrow$ nối ranh giới $\rightarrow$ sửa lỗi topology $\rightarrow$ biên tập hoàn chỉnh mảnh bản đồ).

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương kết quả trình bày chi tiết số liệu điều tra cơ bản tại xã Đông Quang, phân tích kết quả bình sai mạng lưới tọa độ và quy trình biên tập tờ bản đồ số 17.

Tiêu chí Thông số ghi nhận tại xã Đông Quang
Vị trí địa lý Tọa độ từ $21^\circ10'57''\text{ B}$ đến $105^\circ27'5''\text{ Đ}$; phía Đông giáp Sông Hồng
Diện tích tự nhiên 381,75 ha
Cơ cấu hành chính 3 thôn (Quang Húc, Đông Viên, Cao Cương) và 1 xóm (Hòa Bình)
Dân số và hộ gia đình 1.364 hộ với 5.239 nhân khẩu
Nguồn nhân lực 2.536 người trong độ tuổi lao động
Thành phần dân tộc Chủ yếu là người Kinh, có xen kẽ dân tộc Mường, Dao
Hệ thống giao thông Quốc lộ 32 chạy qua, hệ thống đường liên thôn bê tông hóa

Nguồn: Tổng hợp từ số liệu điều tra tại Phần 4 của khóa luận.

Công tác xây dựng lưới khống chế đo vẽ toàn xã gồm 24 điểm (sử dụng 3 điểm địa chính cấp cao BV-56, BV-75, BV-76 làm điểm gốc khởi tính), bố trí theo đồ hình chuỗi tam giác, tứ giác đo bằng máy GPS SOUTH (2 lượt đo đi - về, mỗi lần 2 nửa lần đo). Dữ liệu được trút bằng phần mềm TOP2ASC và bình sai bằng GPSPro.

Thông số đánh giá độ chính xác lưới Giá trị đạt được sau bình sai Ghi chú / Vị trí điểm, cạnh
Sai số trung phương trọng số $M_0$ 1,00 Đạt chuẩn kỹ thuật
Sai số vị trí điểm nhỏ nhất ($m_{p\min}$) 0,007 m Điểm KV2-19
Sai số vị trí điểm lớn nhất ($m_{p\max}$) 0,042 m Điểm KV2-43
Sai số tương đối cạnh nhỏ nhất ($m_s/S_{\min}$) 1/309.137 Cạnh BV-56 – KV2-35 ($S = 1866,9\text{ m}$)
Sai số tương đối cạnh lớn nhất ($m_s/S_{\max}$) 1/14.511 Cạnh KV2-04 – KV2-12 ($S = 217,4\text{ m}$)
Sai số phương vị nhỏ nhất ($m_{a\min}$) $0,62''$ Cạnh BV-56 – KV2-35
Sai số phương vị lớn nhất ($m_{a\max}$) $14,5''$ Cạnh KV2-05 – KV2-03
Sai số chênh cao nhỏ nhất ($m_{dh\min}$) 0,014 m Cạnh KV2-19 – KV2-05
Chiều dài cạnh ngắn nhất ($S_{\min}$) 114,435 m Cạnh KV2-05 – KV2-01
Chiều dài cạnh dài nhất ($S_{\max}$) 1866,941 m Cạnh BV-56 – KV2-35
Chiều dài cạnh trung bình ($S_{tb}$) 534,8 m Mạng lưới phân bố đều

Nguồn: Trích xuất từ bảng thành quả bình sai lưới GPS trong khóa luận.

Quá trình đo vẽ chi tiết tờ bản đồ số 17 được thực hiện sau khi có tọa độ bình sai: đánh dấu mốc sơn ranh giới, đặt máy toàn đạc tại các trạm kinh vĩ đo tọa độ cực các điểm góc thửa, vẽ sơ họa thực địa. Sau đó, số liệu được đưa vào phần mềm FAMIS trên nền MicroStation SE để phun điểm, nối đường bao thửa đất, chạy công cụ Clean để tự động tìm và sửa các lỗi bắt điểm/thừa đuôi, tạo tâm thửa, gán nhãn thuộc tính, đánh số thửa tự động và biên tập khung bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 theo chuẩn kỹ thuật.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tác giả khẳng định đã hoàn thành toàn bộ các mục tiêu đặt ra: làm chủ quy trình công nghệ đo đạc bằng máy toàn đạc điện tử và xử lý dữ liệu bằng phần mềm chuyên ngành, xây dựng hoàn chỉnh tờ bản đồ địa chính số 17. Tác giả kiến nghị chính quyền địa phương và cơ quan quản lý đất đai tiếp tục đầu tư trang thiết bị, hoàn thiện hệ thống hồ sơ địa chính số cho các tờ bản đồ còn lại trên toàn xã, đồng thời tăng cường công tác bảo vệ các mốc trắc địa đã chôn tại thực địa.

Kết quả và đóng góp

  • Kết quả kỹ thuật định lượng: Thiết lập và bình sai thành công mạng lưới khống chế đo vẽ địa chính gồm 24 điểm trên địa bàn xã Đông Quang dựa trên 3 mốc địa chính cấp cao. Toàn bộ các chỉ tiêu kỹ thuật đều nằm trong giới hạn sai số cho phép: sai số trung phương trọng số đạt $M_0 = 1,00$; sai số vị trí điểm dao động từ $0,007\text{ m}$ đến $0,042\text{ m}$; sai số tương đối cạnh đạt từ $1/309.137$ đến $1/14.511$; chiều dài các cạnh đo từ $114,435\text{ m}$ đến $1866,941\text{ m}$ (trung bình $534,8\text{ m}$).
  • Kết quả sản phẩm bản đồ: Thành lập hoàn chỉnh tờ bản đồ địa chính số 17 tỷ lệ 1:1000 xã Đông Quang đảm bảo đầy đủ tính chuẩn xác về mặt hình học và cấu trúc tô-pô (không có lỗi hở vùng, đè phủ), thể hiện đúng ranh giới thửa đất, công trình xây dựng, hệ thống giao thông và mạng lưới thủy văn theo quy chuẩn của Bộ Tài nguyên và Môi trường.
  • Giải pháp kỹ thuật và quản lý đề xuất: Đề xuất quy trình phối hợp chặt chẽ giữa công tác đo đạc ngoại nghiệp với việc vẽ sơ họa dã ngoại chi tiết để giảm thiểu sai sót khi nội nghiệp; kiến nghị cơ quan chuyên môn định kỳ kiểm tra, bảo vệ mốc đo đạc và đẩy mạnh ứng dụng phần mềm FAMIS/CADDB trong công tác cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất.
  • Đóng góp của đề tài: Cung cấp một tài liệu thực nghiệm hoàn chỉnh về quy trình ứng dụng kết hợp giữa công nghệ định vị GPS, máy toàn đạc điện tử và hệ thống phần mềm MicroStation - FAMIS tại một địa bàn nông thôn đồng bằng đang trong quá trình đô thị hóa.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế của nghiên cứu: Phạm vi đo vẽ chi tiết và biên tập bản đồ mới chỉ giới hạn thực hiện trên 01 mảnh bản đồ (tờ số 17 tỷ lệ 1:1000), chưa tiến hành đo bao trùm toàn bộ các tờ bản đồ địa chính khác của xã Đông Quang. Ngoài ra, số liệu điều tra thứ cấp về trữ lượng tài nguyên nước ngầm của địa phương chưa được khảo sát đầy đủ.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng công tác đo vẽ chi tiết và biên tập bản đồ địa chính số cho toàn bộ diện tích còn lại của xã Đông Quang ($381,75\text{ ha}$); thực hiện liên kết cơ sở dữ liệu đồ họa bản đồ với cơ sở dữ liệu hồ sơ địa chính thuộc tính (sử dụng phần mềm CADDB) nhằm xây dựng hệ thống thông tin đất đai (LIS) đồng bộ phục vụ quản lý nhà nước lâu dài.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên, học viên chuyên ngành Quản lý đất đai, Trắc địa - Bản đồ, Kỹ thuật trắc địa công trình và Địa chính môi trường:

  • Tài liệu tham khảo về quy trình công nghệ: Cung cấp hướng dẫn chi tiết các thao tác xử lý dữ liệu dã ngoại từ máy thu GPS SOUTH và máy toàn đạc điện tử qua phần mềm trung gian TOP2ASC sang định dạng phục vụ bình sai GPSPro và biên tập FAMIS.
  • Tài liệu tham khảo về xử lý lỗi bản đồ số: Phần trình bày các bước sửa lỗi tô-pô (Clean/Flag), tạo tâm thửa và gán nhãn tự động trên MicroStation SE là chỉ dẫn thực hành rõ ràng cho những người thực hiện các đề tài tốt nghiệp hoặc dự án đo đạc địa chính tương tự.

Câu hỏi thường gặp

1. Cơ sở toán học được lựa chọn để thành lập bản đồ địa chính tờ số 17 là gì?

Bản đồ được thành lập trên Hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN-2000, Elipsoid WGS-84, lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM múi chiếu 3°, kinh tuyến trục $105^\circ00'$ (kinh tuyến trục quy định cho thành phố Hà Nội). Mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1000 có kích thước khung tiêu chuẩn $50 \times 50\text{ cm}$, tương ứng diện tích thực tế là $25\text{ ha}$.

2. Mạng lưới khống chế đo vẽ tại xã Đông Quang được thiết kế dựa trên các mốc khởi tính nào?

Mạng lưới gồm 24 điểm khống chế đo vẽ, được đo nối và khởi tính từ 3 điểm địa chính cấp cao đã biết trên địa bàn xã Đông Quang là BV-56, BV-75 và BV-76, sử dụng công nghệ định vị vệ tinh GPS SOUTH theo đồ hình chuỗi tam giác, tứ giác.

3. Kết quả đánh giá độ chính xác sau khi bình sai mạng lưới GPS đạt các giá trị cụ thể nào?

Sau khi tính toán bình sai bằng phần mềm GPSPro, sai số trung phương trọng số đạt $M_0 = 1,00$. Sai số vị trí điểm nhỏ nhất là $m_p = 0,007\text{ m}$ (tại điểm KV2-19) và lớn nhất là $0,042\text{ m}$ (tại điểm KV2-43). Sai số tương đối cạnh dao động từ $1/309.137$ (cạnh BV-56 – KV2-35 dài $1866,9\text{ m}$) đến $1/14.511$ (cạnh KV2-04 – KV2-12 dài $217,4\text{ m}$). Chiều dài cạnh trung bình của mạng lưới đạt $534,8\text{ m}$.

4. Quy trình xử lý dữ liệu nội nghiệp trên phần mềm FAMIS và MicroStation gồm các bước chính nào?

Quy trình gồm 6 bước tuần tự: (1) Trút số liệu từ máy đo bằng TOP2ASC chuyển sang định dạng text/ASC; (2) Nhập số liệu trị đo vào FAMIS và phun điểm chi tiết lên môi trường đồ họa MicroStation SE; (3) Nối các điểm chi tiết theo sơ họa thực địa để tạo ranh giới thửa đất, giao thông, thủy văn; (4) Chạy công cụ MRFClean và MRFFlag để tìm, sửa lỗi hình học; (5) Tạo tâm thửa, tạo vùng tô-pô, gán nhãn thuộc tính và đánh số thửa tự động; (6) Tạo khung bản đồ địa chính chuẩn tỷ lệ 1:1000 và lưu trữ tệp bản đồ dưới định dạng DGN.

5. Phương pháp đo vẽ chi tiết ngoài thực địa đã sử dụng công thức toán học nào để xác định tọa độ các điểm góc thửa?

Tác giả áp dụng phương pháp tọa độ cực bằng máy toàn đạc điện tử. Tọa độ mặt phẳng $(X_P, Y_P)$ của điểm chi tiết $P$ được tính toán từ tọa độ điểm trạm máy $A_1$ theo công thức: $$X_P = X_{A1} + S \cdot \cos\alpha_{A1-P}$$ $$Y_P = Y_{A1} + S \cdot \sin\alpha_{A1-P}$$ Trong đó $S$ là chiều dài cạnh ngang và $\alpha_{A1-P}$ là góc định hướng từ trạm máy $A_1$ đến điểm đo chi tiết $P$.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Lương Văn Đức đã giải quyết trọn vẹn nhiệm vụ ứng dụng công nghệ định vị GPS, máy toàn đạc điện tử và hệ thống phần mềm MicroStation SE - FAMIS trong việc thành lập bản đồ địa chính tờ số 17 tỷ lệ 1:1000 tại xã Đông Quang, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội. Mạng lưới khống chế 24 điểm và mảnh bản đồ địa chính hoàn chỉnh đều đạt các tiêu chuẩn sai số kỹ thuật theo quy định của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Công trình cung cấp dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác, phục vụ trực tiếp cho công tác quản lý ranh giới thửa đất, lập hồ sơ địa chính và cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất tại địa phương.