Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đất đai là tài nguyên thiên nhiên đặc biệt, tư liệu sản xuất cơ bản và thành phần quan trọng trong cấu trúc phát triển kinh tế - xã hội của mỗi quốc gia. Nhằm thiết lập hệ thống hồ sơ địa chính phục vụ công tác quản lý Nhà nước, việc thành lập bản đồ địa chính chính quy theo đúng các tiêu chuẩn kỹ thuật quy định bởi Bộ Tài nguyên và Môi trường giữ vai trò cốt lõi. Tại khu vực đô thị như thành phố Lạng Sơn, quá trình phát triển kinh tế nhanh và tốc độ đô thị hóa gia tăng đã dẫn đến nhu cầu thực hiện quyền sử dụng đất của người dân ngày càng lớn, phát sinh nhiều biến động ranh giới, diện tích thửa đất. Bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500 đo vẽ từ năm 2003 tại phường Tam Thanh đã xuất hiện nhiều điểm bất cập, một số khu vực có tỷ lệ biến động trên 80% hoặc tài liệu lưu trữ bị xuống cấp cơ học, gây khó khăn cho công tác đăng ký đất đai và cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất.

Trước yêu cầu cấp thiết về việc hiện đại hóa hệ thống hồ sơ địa chính bằng công nghệ số, đề tài khóa luận "Ứng dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử thành lập bản đồ địa chính tờ số 18 tỷ lệ 1:500 tại phường Tam Thanh, thành phố Lạng Sơn, tỉnh Lạng Sơn" được thực hiện.

Các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể bao gồm:

  1. Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của thiết bị đo đạc toàn đạc điện tử và quy trình kỹ thuật thành lập bản đồ địa chính số.
  2. Xây dựng và bình sai lưới khống chế đo vẽ trắc địa tại khu vực phường Tam Thanh, thành phố Lạng Sơn.
  3. Thực hiện đo đạc chi tiết ngoài thực địa các ranh giới thửa đất, công trình xây dựng, hệ thống giao thông, thủy hệ và hạ tầng kỹ thuật.
  4. Ứng dụng tích hợp các phần mềm chuyên ngành (DPSurvey, MicroStation V8i, gCadas) để xử lý dữ liệu trắc địa, biên tập hoàn chỉnh tờ bản đồ địa chính số 18 tỷ lệ 1:500.
  5. Cung cấp tài liệu kỹ thuật chuẩn xác nhằm hỗ trợ công tác quản lý Nhà nước về đất đai, xây dựng cơ sở dữ liệu và hoàn thiện hồ sơ địa chính tại Ủy ban nhân dân phường Tam Thanh.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quy trình ứng dụng công nghệ trắc địa (máy toàn đạc điện tử, máy định vị GPS RTK) và các phần mềm tin học chuyên ngành địa chính (MicroStation V8i, gCadas, DPSurvey) trong công tác thành lập lưới khống chế và đo vẽ chi tiết bản đồ địa chính.
  • Phạm vi không gian: Tờ bản đồ địa chính số 18 tỷ lệ 1:500 thuộc địa bàn phường Tam Thanh, thành phố Lạng Sơn, tỉnh Lạng Sơn (tổng diện tích tự nhiên toàn phường là 234,11 ha).
  • Phạm vi thời gian: Quá trình nghiên cứu và thu thập số liệu thực địa được tiến hành từ ngày 15/04/2019 đến ngày 25/07/2019.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở khoa học và khung pháp lý

Bản đồ địa chính là bản đồ chuyên ngành thể hiện ranh giới các thửa đất và các yếu tố địa lý liên quan theo từng đơn vị hành chính xã, phường, thị trấn, mang tính pháp lý cao.

Về mặt cơ sở toán học:

  • Hệ quy chiếu và hệ tọa độ: Hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN-2000, Ellipsoid WGS-84 với bán trục lớn $a = 6378137,0\text{ m}$, độ dẹt $\alpha = 1/298,25723563$.
  • Phép chiếu: Phép chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM (Universal Transverse Mercator). Kinh tuyến trục áp dụng cho tỉnh Lạng Sơn là $107^\circ 15'$.
  • Quy chuẩn phân mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500: Theo quy định, từ mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2000 (kích thước ô vuông $1\times 1\text{ km}$, diện tích 100 ha ngoài thực địa) chia thành 16 ô vuông nhỏ để tạo thành bản đồ tỷ lệ 1:500. Kích thước khung trong tiêu chuẩn của mảnh bản đồ 1:500 là $50\times 50\text{ cm}$, tương ứng với kích thước thực tế ngoài thực địa là $0,25\times 0,25\text{ km}$ (diện tích 6,25 ha). Số hiệu mảnh tỷ lệ 1:500 gồm số hiệu mảnh 1:2000 kèm gạch nối và số thứ tự ô vuông từ (1) đến (16) đặt trong ngoặc đơn.

Hệ thống văn bản quy phạm pháp luật và tiêu chuẩn kỹ thuật được áp dụng bao gồm:

  • Luật Đất đai năm 2013 ban hành ngày 29/11/2013.
  • Nghị định số 43/2014/NĐ-CP ngày 15/5/2014 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Đất đai.
  • Thông tư số 23/2014/TT-BTNMT ngày 19/5/2014 của Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định về Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, quyền sở hữu nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất.
  • Thông tư số 24/2014/TT-BTNMT ngày 19/5/2014 của Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định về hồ sơ địa chính.
  • Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT ngày 19/5/2014 của Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định về bản đồ địa chính.
  • Thông tư số 28/2014/TT-BTNMT ngày 02/6/2014 của Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định về thống kê, kiểm kê đất đai và lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất.
  • Thông tư số 49/2016/TT-BTNMT ngày 28/12/2016 của Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định về công tác giám sát, kiểm tra, thẩm định và nghiệm thu công trình sản phẩm trong lĩnh vực quản lý đất đai.

Thiết bị và phương pháp kỹ thuật áp dụng

Nghiên cứu kết hợp các phương pháp đo đạc ngoại nghiệp và xử lý dữ liệu nội nghiệp:

  • Thiết bị đo đạc: Máy toàn đạc điện tử Leica (tích hợp khối đo xa điện tử EDM, máy kinh vĩ số DT và bộ vi xử lý CPU), máy thu vệ tinh GPS RTK ComNav T300.
  • Phương pháp thu thập tài liệu: Kế thừa số liệu mốc tọa độ địa chính cấp cao, bản đồ địa giới hành chính theo Chỉ thị 364-CT tỷ lệ 1:10.000 (1994), bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000, bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2014 tỷ lệ 1:2.000 và bản đồ địa chính đo vẽ năm 2003 tỷ lệ 1:500.
  • Phương pháp đo đạc thực địa:
    • Thiết lập mạng lưới đường chuyền kinh vĩ cấp 1 và cấp 2, sử dụng máy GPS RTK đo 2 lượt (đi và về) với 2 nửa lần đo.
    • Đo vẽ chi tiết ranh giới thửa đất bằng phương pháp tọa độ cực thông qua máy toàn đạc điện tử Leica từ các trạm máy khống chế đo vẽ.
  • Phương pháp xử lý số liệu và biên tập bản đồ:
    • Sử dụng phần mềm DPSurvey 2.7 để trút số liệu thô từ máy đo điện tử, chuyển đổi định dạng (.GSI sang .TXT) và tính toán bình sai mạng lưới tọa độ.
    • Sử dụng nền tảng đồ họa MicroStation V8i làm môi trường xử lý không gian vector.
    • Sử dụng phần mềm chuyên ngành gCadas 2017 để kết nối cơ sở dữ liệu, sửa lỗi hình học (Topology), tạo tâm thửa, gán thông tin thuộc tính (mã loại đất, tên chủ sử dụng), đánh số thửa tự động, vẽ nhãn thửa và xuất khung bản đồ theo quy chuẩn.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Trình bày tính cấp thiết của công tác đo đạc, lập bản đồ địa chính chính quy đối với yêu cầu quản lý Nhà nước về đất đai. Xác định mục tiêu nghiên cứu là làm chủ công nghệ đo đạc bằng máy toàn đạc điện tử và ứng dụng các phần mềm chuyên ngành nhằm hoàn thành tờ bản đồ địa chính số 18 tỷ lệ 1:500 tại phường Tam Thanh, phục vụ hiện đại hóa hệ thống quản lý đất đai địa phương.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Hệ thống hóa các cơ sở lý luận về bản đồ địa chính, vai trò của bản đồ địa chính dạng số trong quản lý đất đai hiện đại; so sánh các phép chiếu bản đồ Gauss-Kruger và UTM; phân tích quy chuẩn kỹ thuật chia mảnh bản đồ địa chính ở các tỷ lệ khác nhau. Giới thiệu các phương pháp đo vẽ bản đồ địa chính hiện hành (toàn đạc, ảnh hàng không kết hợp đo vẽ thực địa, biên tập bổ sung) và tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế mạng lưới đường chuyền kinh vĩ. Tổng quan các tính năng của phần mềm MicroStation V8i, bộ công cụ gCadas 2017, hệ thống văn bản quy phạm pháp luật và điểm lại thực tiễn triển khai đo đạc địa chính tại một số địa phương (Phú Thọ, Cao Bằng, TP. Hồ Chí Minh, TP. Lạng Sơn).

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

Xác định cụ thể đối tượng nghiên cứu là thiết bị toàn đạc điện tử cùng các phần mềm tin học chuyên ngành (MicroStation V8i, gCadas, DPSurvey); phạm vi nghiên cứu tại tờ bản đồ số 18 tỷ lệ 1:500 phường Tam Thanh trong giai đoạn từ 15/04/2019 đến 25/07/2019. Phác thảo chi tiết quy trình công tác ngoại nghiệp (khảo sát thực địa, chôn mốc, đo góc - cạnh đường chuyền, đo chi tiết tọa độ cực) và công tác nội nghiệp (trút dữ liệu, bình sai, biên tập, gán nhãn thuộc tính, đóng khung in ấn bản đồ).

Phần 4: Kết quả nghiên cứu & thảo luận

Tập trung phân tích toàn bộ dữ liệu thực nghiệm và kết quả triển khai công tác thành lập bản đồ địa chính tại khu vực nghiên cứu:

  • Đặc điểm địa bàn nghiên cứu: Phân tích vị trí địa lý, địa hình bằng phẳng, chế độ khí hậu nhiệt đới gió mùa, thủy văn sông Kỳ Cùng (lòng sông rộng trung bình 100 m). Đánh giá hiện trạng phân bố 13.274 nhân khẩu sống tại 9 khối phố, cơ cấu kinh tế năm 2018 với tỷ trọng thương mại - dịch vụ chiếm 74% (139.000 triệu đồng), công nghiệp - xây dựng chiếm 24% (45.288 triệu đồng), nông nghiệp chiếm 2% (3.812 triệu đồng).
  • Hiện trạng quản lý và sử dụng đất: Phân tích cơ cấu 234,11 ha đất tự nhiên của phường (đất phi nông nghiệp chiếm đa số với 187,86 ha, tương đương 80,24%).
  • Xây dựng lưới khống chế đo vẽ: Thiết kế và đo đạc mạng lưới gồm 50 điểm khống chế (4 điểm địa chính cấp cao gốc gồm LS27, LS28, LS32... và 46 điểm lưới kinh vĩ đo mới KV01 đến KV46). Thực hiện bình sai trên phần mềm DPSurvey trong hệ tọa độ VN-2000 kinh tuyến trục $107^\circ 15'$.
  • Đo vẽ chi tiết và biên tập bản đồ số: Sử dụng máy Leica thu thập dữ liệu ranh giới thửa đất, nhà ở, mép đường giao thông, hệ thống mương thủy lợi, đường điện và cầu cống. Chuyển đổi dữ liệu sang định dạng .TXT để nhập vào MicroStation V8i và gCadas. Tiến hành sửa lỗi hình học, tạo vùng đóng thửa (Topology), gán nhãn thuộc tính, đánh số thửa và tạo khung bản đồ địa chính tờ số 18 tỷ lệ 1:500.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tổng kết các kết quả đạt được về việc hoàn thành quy trình đo vẽ, bình sai và biên tập tờ bản đồ số 18 tỷ lệ 1:500 đảm bảo độ chính xác theo quy chuẩn của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Đưa ra các kiến nghị đối với Ủy ban nhân dân phường Tam Thanh và Văn phòng Đăng ký đất đai thành phố Lạng Sơn về việc tiếp tục khai thác hiệu quả cơ sở dữ liệu bản đồ đã thành lập, duy trì cập nhật biến động đất đai và tăng cường đầu tư trang thiết bị công nghệ đo đạc hiện đại.

Kết quả và đóng góp

Dữ liệu hiện trạng kinh tế - xã hội và quỹ đất phường Tam Thanh

Khóa luận đã tổng hợp hệ thống số liệu chính xác về điều kiện tự nhiên, dân cư và hiện trạng quản lý đất đai tại địa phương năm 2018:

STT Chỉ tiêu cơ cấu quỹ đất Mã loại đất Diện tích (ha) Tỷ lệ cơ cấu (%)
1 Đất nông nghiệp NNP 44,20 18,89
1.1 Đất sản xuất nông nghiệp SXN 34,10 14,57
1.2 Đất lâm nghiệp LNP 9,86 4,21
1.3 Đất nuôi trồng thủy sản NTS 0,24 0,10
2 Đất phi nông nghiệp PNN 187,86 80,24
2.1 Đất ở tại đô thị ODT 66,20 28,28
2.2 Đất chuyên dùng CDG 80,14 34,23
2.3 Đất có mục đích công cộng CCC 62,30 26,61
2.4 Đất sông, ngòi, kênh, rạch, suối SON 11,60 4,95
2.5 Đất nghĩa trang, nghĩa địa NTD 21,50 9,18
3 Đất chưa sử dụng CSD 2,05 0,87
Tổng diện tích đất tự nhiên 234,11 100,00

Về phân bố dân cư: Toàn phường có 3.702 hộ với 13.274 nhân khẩu (7.162 nam, 6.112 nữ), mật độ dân số đạt 9.400,18 người/km². Lực lượng trong độ tuổi lao động là 6.347 người (chiếm 47,81% dân số).

Kết quả tính toán bình sai lưới khống chế đo vẽ

Mạng lưới đo vẽ bao gồm 50 điểm (4 điểm địa chính cấp cao khởi tính và 46 điểm kinh vĩ đo mới). Kết quả bình sai lưới trên DPSurvey đạt các chỉ tiêu kỹ thuật:

  • Độ chính xác đo cạnh và hướng:
    • RMS nhỏ nhất: Cạnh (KV05 – LS28) đạt 0,034.
    • Tỷ số RATIO lớn nhất: Cạnh (KV22 – KV21) đạt 72,670; nhỏ nhất: Cạnh (KV05 – LS28) đạt 2,880.
    • Sai số trung phương vị trí điểm lớn nhất tại điểm KV26.
    • Sai số trung phương tương đối chiều dài cạnh lớn nhất: Cạnh (KV19 – KV18) đạt $1/1071$ (trong bảng tổng hợp đánh giá toàn mạng là $1/1902$); nhỏ nhất: Cạnh (KV01 – LS27) đạt $1/37413$.
    • Chiều dài cạnh trung bình toàn mạng: $S_{tb} = 489\text{ m}$.
  • Sai số khép hình tam giác:
    • Tổng số tam giác trong mạng lưới: 46.
    • Sai số khép tương đối tam giác lớn nhất: (KV46 – KV45 – KV44) đạt $1/11672$.
    • Sai số khép tương đối tam giác nhỏ nhất: (LS27 – KV04 – KV01) đạt $1/748835$.
  • Số hiệu chỉnh cạnh:
    • Lớn nhất: Cạnh (KV12 – KV14) là 0,666 m.
    • Nhỏ nhất: Cạnh (2411 – KV17) là 0,005 m.
    • Sai số trung phương cạnh lớn nhất: (KV23 – KV26) là 0,165 m; nhỏ nhất: (KV37 – KV34) là 0,044 m.

Kết quả xây dựng sản phẩm bản đồ và đề xuất giải pháp

  • Sản phẩm kỹ thuật: Hoàn thành biên tập tờ bản đồ địa chính số 18 tỷ lệ 1:500 tại phường Tam Thanh trên phần mềm gCadas và MicroStation V8i. Toàn bộ các thửa đất đã được tự động kiểm tra sửa lỗi hình học, tạo Topology khép vùng, gắn nhãn thông tin loại đất, diện tích, tên chủ sử dụng đất và đóng khung bản đồ theo quy định kỹ thuật.
  • Giải pháp và kiến nghị của tác giả:
    • Tăng cường kiểm soát trật tự xây dựng, xử lý dứt điểm tình trạng đổ rác thải xây dựng và lấn chiếm hành lang an toàn giao thông đô thị.
    • Đẩy mạnh công tác rà soát, cấp đổi Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất nhằm khắc phục các sai sót trên tài liệu cũ.
    • Khai thác đồng bộ cơ sở dữ liệu số giữa Ủy ban nhân dân cấp phường và Chi nhánh Văn phòng Đăng ký đất đai thành phố để tối ưu hóa quy trình giải quyết thủ tục hành chính.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận phản ánh một số khó khăn và giới hạn kỹ thuật trong quá trình thực hiện:

  • Đặc thù địa hình đô thị: Phường Tam Thanh có mật độ dân cư và công trình xây dựng dày đặc, dẫn đến tình trạng che khuất tầm ngắm quang học giữa các trạm máy toàn đạc điện tử, buộc phải phát triển nhiều trạm đo phụ.
  • Biến động đất đai diễn ra nhanh: Quá trình chuyển mục đích sử dụng đất và chuyển nhượng quyền sử dụng đất diễn ra liên tục tại khu vực nội thị, gây khó khăn cho việc đối soát thông tin chủ sử dụng đất và ranh giới thửa đất trên thực địa.
  • Phạm vi nghiên cứu: Đề tài chỉ tập trung hoàn thiện thực nghiệm trên một đơn vị tờ bản đồ địa chính cụ thể (tờ số 18 tỷ lệ 1:500) trong khoảng thời gian thực tập từ tháng 4 đến tháng 7 năm 2019.

Hướng mở rộng nghiên cứu tiếp theo:

  • Ứng dụng mở rộng quy trình công nghệ kết hợp giữa GPS RTK, máy toàn đạc điện tử và bộ phần mềm MicroStation V8i - gCadas cho toàn bộ các tờ bản đồ địa chính còn lại trên địa bàn phường Tam Thanh và các phường lân cận thuộc thành phố Lạng Sơn.
  • Tích hợp dữ liệu không gian bản đồ số vào hệ thống cơ sở dữ liệu đất đai đa mục tiêu (LIS/GIS) phục vụ quản lý đô thị thông minh.

Giá trị tham khảo

Bản khóa luận có giá trị tham khảo thực tiễn và học thuật đối với:

  • Sinh viên và học viên chuyên ngành Quản lý đất đai, Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ, Địa chính: Cung cấp tài liệu tham khảo chi tiết về quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ lớn (1:500) từ khâu đo đạc ngoại nghiệp bằng máy toàn đạc Leica, máy GPS RTK đến khâu xử lý nội nghiệp bằng phần mềm DPSurvey, MicroStation V8i và gCadas.
  • Cán bộ kỹ thuật và đơn vị tư vấn đo đạc địa chính: Cung cấp các bước thực hành xử lý tệp dữ liệu đo (.GSI, .TXT), quy trình xử lý lỗi hình học Topology, kỹ thuật đánh số thửa tự động và tạo nhãn biên tập bản đồ địa chính theo đúng Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT.
  • Cơ quan quản lý Nhà nước cấp phường/thành phố: Là nguồn dữ liệu cơ sở phản ánh hiện trạng quản lý sử dụng đất, dân cư và hạ tầng của phường Tam Thanh tại thời điểm năm 2018–2019.

Câu hỏi thường gặp

1. Cơ sở toán học được áp dụng để thành lập tờ bản đồ địa chính số 18 tại phường Tam Thanh là gì?

Bản đồ được thiết lập trong Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000, Ellipsoid WGS-84, sử dụng phép chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM với kinh tuyến trục quy định cho tỉnh Lạng Sơn là $107^\circ 15'$.

2. Kích thước và diện tích thực tế của một mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500 được quy định như thế nào?

Theo quy phạm phân mảnh, bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500 được chia từ mảnh tỷ lệ 1:2000 thành 16 ô vuông. Kích thước khung trong tiêu chuẩn trên giấy là $50\times 50\text{ cm}$, tương ứng với kích thước ngoài thực địa là $0,25\times 0,25\text{ km}$ (diện tích thực tế là 6,25 ha).

3. Quy mô mạng lưới khống chế đo vẽ tại khu đo phường Tam Thanh gồm bao nhiêu điểm?

Mạng lưới khống chế đo vẽ toàn bộ khu vực gồm tổng cộng 50 điểm, trong đó có 4 điểm địa chính cấp cao đã biết tọa độ (dùng làm điểm khởi tính, tiêu biểu như điểm LS27 với tọa độ $X = 2418313,470\text{ m}$) và 46 điểm lưới đường chuyền kinh vĩ đo mới (từ KV01 đến KV46).

4. Phần mềm gCadas đóng vai trò gì trong quy trình thành lập bản đồ địa chính của đề tài?

Phần mềm gCadas (phiên bản 2017) chạy trong môi trường đồ họa MicroStation V8i, có chức năng tự động hóa các khâu nội nghiệp: kết nối cơ sở dữ liệu số liệu đo, tìm và sửa lỗi hình học của các thửa đất, tạo vùng Topology, gán thông tin thuộc tính (tên chủ sử dụng, mã loại đất), tự động đánh số thửa, vẽ nhãn thửa và xuất khung bản đồ theo quy chuẩn kỹ thuật của Bộ Tài nguyên và Môi trường.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Đình Nhân đã hoàn thành việc ứng dụng đồng bộ công nghệ máy toàn đạc điện tử Leica, thiết bị GPS RTK ComNav T300 và các phần mềm tin học chuyên ngành DPSurvey, MicroStation V8i, gCadas vào quy trình thành lập bản đồ địa chính số. Công trình đã thiết lập và bình sai chuẩn xác mạng lưới khống chế đo vẽ 50 điểm trong hệ tọa độ VN-2000 kinh tuyến trục $107^\circ 15'$, đồng thời hoàn thành biên tập tờ bản đồ địa chính số 18 tỷ lệ 1:500 tại phường Tam Thanh, thành phố Lạng Sơn. Kết quả nghiên cứu không chỉ giải quyết yêu cầu kỹ thuật thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ lớn mà còn cung cấp tài liệu cơ sở phục vụ công tác quản lý Nhà nước về đất đai và cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất tại địa phương.