Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đất đai là nguồn tài nguyên thiên nhiên đặc biệt, vừa là thành phần quan trọng của môi trường sống, vừa là tư liệu sản xuất cơ bản đối với ngành nông nghiệp và là đầu vào cho nhiều ngành kinh tế. Để thực hiện tốt chức năng quản lý nhà nước về đất đai, bảo vệ quyền và nghĩa vụ của người sử dụng đất, việc thiết lập hệ thống hồ sơ địa chính và bản đồ địa chính chính quy theo đúng quy chuẩn của Bộ Tài nguyên và Môi trường là yêu cầu mang tính bắt buộc và cấp thiết. Tại xã Tứ Quận, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang, các biến động về sử dụng đất cùng với nhu cầu cấp mới, cấp đổi giấy chứng nhận quyền sử dụng đất đòi hỏi phải có tài liệu bản đồ địa chính số có độ chính xác cao phục vụ công tác quản lý chuyên ngành.

Đề tài khóa luận tập trung giải quyết việc chuẩn hóa quy trình đo đạc ngoại nghiệp và xử lý dữ liệu nội nghiệp nhằm thành lập bản đồ địa chính số tỷ lệ lớn tại địa phương. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu được xác định cụ thể như sau:

  • Mục tiêu chung: Ứng dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử vào thành lập lưới khống chế đo vẽ, đo vẽ chi tiết và biên tập hoàn chỉnh một tờ bản đồ địa chính; hỗ trợ công tác quản lý hồ sơ địa chính và nâng cao hiệu quả quản lý nhà nước về đất đai tại địa bàn nghiên cứu.
  • Mục tiêu cụ thể (được đánh số theo văn bản):
    1. Sử dụng máy toàn đạc điện tử và các phần mềm MicroStation, FAMIS vào xây dựng lưới khống chế đo vẽ, đo vẽ chi tiết và xây dựng tờ bản đồ địa chính tờ số 01 trên địa bàn xã Tứ Quận, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang.
    2. Nắm vững kỹ thuật đo vẽ ngoài thực địa bằng máy toàn đạc điện tử ATK South-H66 và phương pháp trút số liệu đo vào máy tính.
    3. Thành lập được tờ bản đồ địa chính tờ số 01 xã Tứ Quận từ nguồn số liệu đo chi tiết ngoại nghiệp.

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là công nghệ trắc địa (máy toàn đạc điện tử South-H66, Topcon) và hệ thống phần mềm chuyên ngành (MicroStation, FAMIS, ProNet). Phạm vi nghiên cứu về không gian là tờ bản đồ địa chính số 01 tỷ lệ 1:1000 tại xã Tứ Quận, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang; phạm vi thời gian thực hiện nghiên cứu từ ngày 04/03/2018 đến ngày 04/06/2018.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận được xây dựng dựa trên khung pháp lý của Luật Đất đai năm 2013 (Khoản 4 Điều 3 quy định về khái niệm, vai trò của bản đồ địa chính) cùng các quy định, quy phạm kỹ thuật đo vẽ bản đồ địa chính do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành năm 2013.

Cơ sở toán học của bản đồ địa chính

Bản đồ địa chính được thành lập thống nhất trên Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000 với các tham số kỹ thuật:

  • Elipsoid quy chiếu quốc tế WGS-84 với bán trục lớn $a = 6.378.137,0\text{ m}$, độ dẹt $\alpha = 1/298,25723563$.
  • Tốc độ quay quanh trục $\omega = 7,2921150 \times 10^{-11}\text{ rad/s}$; Hằng số trọng trường Trái Đất $GM = 398.600,5 \times 10^9\text{ m}^3/\text{s}^2$.
  • Điểm gốc tọa độ quốc gia $N_{00}$ đặt tại khuôn viên Viện Nghiên cứu Địa chính (đường Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội).
  • Phép chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM / Gauss-Kruger múi chiếu $3^\circ$, kinh tuyến trục quy định cho tỉnh Tuyên Quang nằm trong dải từ $103^\circ$ đến $109^\circ$.

Quy tắc chia mảnh và đánh số hiệu tờ bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 được thực hiện bằng cách chia mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2000 thành 04 ô vuông nhỏ, kích thước thực tế mỗi ô là $0,5 \times 0,5\text{ km}$ (tương ứng diện tích 25 ha ngoài thực địa). Kích thước khung trong tiêu chuẩn trên bản vẽ là $50 \times 50\text{ cm}$. Các ô vuông được ký hiệu bằng các chữ cái a, b, c, d từ trái sang phải, từ trên xuống dưới; số hiệu mảnh 1:1000 bao gồm số hiệu mảnh 1:2000 kết hợp gạch nối (-) và ký hiệu ô vuông.

Phương pháp nghiên cứu và quy trình kỹ thuật

Tác giả phối hợp các phương pháp nghiên cứu trắc địa và tin học bản đồ theo trình tự:

  1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp: Tiếp nhận số liệu mốc tọa độ địa chính, mốc độ cao, số liệu thống kê đất đai năm 2017 và tài liệu kinh tế - xã hội từ UBND xã Tứ Quận và Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Yên Sơn.
  2. Phương pháp thành lập lưới khống chế đo vẽ: Thiết kế và đo đạc lưới đường chuyền kinh vĩ cấp 1 (KV1) và cấp 2 (KV2). Sử dụng máy toàn đạc điện tử đo góc và đo cạnh với 2 lần đo độc lập (đo đi và đo về), chênh cao đo bằng phương pháp lượng giác kết hợp. Trút số liệu thô và bình sai tọa độ bằng phần mềm ProNet.
  3. Phương pháp đo vẽ chi tiết: Ứng dụng phương pháp tọa độ cực từ các điểm trạm máy khống chế bằng máy toàn đạc điện tử ATK South-H66 và gương sào. Tọa độ điểm chi tiết $(X_P, Y_P)$ được tính toán tự động qua bộ vi xử lý dựa trên khoảng cách ngang $S$ và góc phương vị $\alpha$: $$\Delta X = S \cdot \cos\alpha, \quad \Delta Y = S \cdot \sin\alpha$$ $$X_P = X_{\text{trạm}} + \Delta X, \quad Y_P = Y_{\text{trạm}} + \Delta Y$$
  4. Phương pháp biên tập bản đồ số: Sử dụng môi trường đồ họa MicroStation kết hợp phần mềm FAMIS (Field Work and Cadastral Mapping Integrated Software - phiên bản phát hành 2011). Dữ liệu điểm đo được trút vào máy tính, nạp vào cơ sở dữ liệu trị đo của FAMIS, sửa lỗi hình học (lệnh MRFClean, MRFFlag), tạo vùng topology thửa đất, gán nhãn thuộc tính, đánh số thửa tự động và tạo khung bản đồ hoàn chỉnh.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Đặt vấn đề

Phần này trình bày tính cấp thiết của công tác đo vẽ bản đồ địa chính chính quy đối với công tác quản lý nhà nước về đất đai; xác định rõ mục tiêu chung, 3 mục tiêu cụ thể, đối tượng nghiên cứu và ý nghĩa khoa học - thực tiễn của đề tài trong việc chuẩn hóa dữ liệu địa chính số tại địa phương.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Tác giả hệ thống hóa cơ sở khoa học về bản đồ địa chính: định nghĩa theo Luật Đất đai 2013, tính chất pháp lý, các yếu tố nội dung biểu thị trên bản đồ (điểm khống chế, địa giới hành chính, ranh giới thửa đất, loại đất, công trình xây dựng, giao thông, thủy văn). Chương này phân tích chi tiết cơ sở toán học (hệ VN-2000, phép chiếu UTM và Gauss-Kruger), quy định chia mảnh bản đồ từ tỷ lệ 1:10000 đến 1:200, các chỉ tiêu kỹ thuật của đường chuyền kinh vĩ, cấu tạo và nguyên lý đo đạc của máy toàn đạc điện tử, cũng như các modul tính năng của phần mềm MicroStation và FAMIS.

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

Xác định địa bàn thực hiện tại xã Tứ Quận, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang từ 04/03/2018 đến 04/06/2018. Tác giả mô tả chi tiết sơ đồ khối quy trình công nghệ ngoại nghiệp (khảo sát, chôn mốc thông hướng, đo góc, đo cạnh, đo chi tiết) và quy trình nội nghiệp (trút số liệu, bình sai ProNet, triển điểm trên MicroStation/FAMIS, nối điểm, biên tập và hoàn thiện mảnh bản đồ).

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương 4 phản ánh toàn bộ kết quả khảo sát và thực nghiệm của đề tài:

  • Phân tích điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên (đất, nước, rừng, khoáng sản) và đặc điểm kinh tế - xã hội của xã Tứ Quận (tổng diện tích $3.627,01\text{ ha}$, dân số $5.943$ người với $895$ hộ, chủ yếu là dân tộc Dao).
  • Phân tích hiện trạng quỹ đất năm 2017 và đánh giá thực trạng quản lý đất đai trên địa bàn xã.
  • Thực hiện công tác ngoại nghiệp: Xây dựng lưới khống chế đo vẽ và đo vẽ chi tiết bằng máy ATK South-H66.
  • Thực hiện công tác nội nghiệp: Trút dữ liệu, bình sai số liệu góc cạnh, xử lý số liệu đo trên FAMIS, sửa lỗi tiếp biên và đóng vùng thửa đất, gán nhãn thuộc tính, đánh số thửa và xuất khung tờ bản đồ số 01 tỷ lệ 1:1000.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tổng kết các kết quả kỹ thuật đã đạt được đối chiếu với mục tiêu ban đầu; đưa ra các đánh giá về thuận lợi, khó khăn trong quá trình ứng dụng công nghệ trắc địa số và đề xuất các giải pháp nâng cao chất lượng công tác đo đạc địa chính tại địa phương.

Kết quả và đóng góp

1. Hiện trạng quản lý và cơ cấu sử dụng đất đai xã Tứ Quận

Số liệu hiện trạng sử dụng đất xã Tứ Quận năm 2017 được tổng hợp chi tiết trong bảng sau:

STT Loại đất Diện tích (ha) Cơ cấu (%)
1 Đất lâm nghiệp 2.030,95 56,00
1.1 Rừng sản xuất 1.876,85 51,72
1.2 Rừng phòng hộ 154,10 4,24
2 Đất nông nghiệp 1.154,50 31,83
2.1 Đất trồng cây hàng năm 457,50 12,61
2.2 Đất trồng cỏ 85,30 2,35
2.3 Đất trồng cây hàng năm khác 118,00 3,25
2.4 Đất trồng cây lâu năm (chè, cam, chanh, bưởi) 697,00 19,21
3 Đất nuôi trồng thủy sản 89,38 2,46
4 Đất phi nông nghiệp 349,10 9,62
4.1 Đất ở nông thôn 265,95 7,33
4.2 Đất chuyên dùng 14,50 0,39
4.3 Đất trụ sở cơ quan, công trình sự nghiệp 6,50 0,17
4.4 Đất quốc phòng, an ninh 7,05 0,19
4.5 Sông ngòi, kênh rạch 35,40 0,97
4.6 Đất sản xuất kinh doanh phi nông nghiệp 4,00 0,11
4.7 Đất có mục đích công cộng, giao thông 10,70 0,29
4.8 Đất tôn giáo, tín ngưỡng 1,50 0,04
4.9 Đất nghĩa trang, nghĩa địa 3,50 0,09
5 Đất chưa sử dụng 3,08 0,08
Tổng Tổng diện tích đất tự nhiên 3.627,01 100,00

2. Các chỉ tiêu kỹ thuật áp dụng cho lưới đường chuyền kinh vĩ

Đề tài áp dụng nghiêm ngặt các quy chuẩn kỹ thuật của Bộ Tài nguyên và Môi trường (2013) cho công tác lập lưới khống chế đo vẽ:

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

Yêu cầu kỹ thuật bổ sung:

  • Chiều dài cạnh đường chuyền nằm trong khoảng từ $20\text{ m}$ đến $400\text{ m}$, các cạnh liền kề không chênh lệch quá $2,5$ lần.
  • Số cạnh trong đường chuyền không quá 15 cạnh đối với tỷ lệ từ 1:500 đến 1:5000.
  • Sai số trung phương đo cạnh sau bình sai $\le 0,05\text{ m}$.
  • Sai số khép góc đường chuyền không vượt quá hạn sai: $f_\beta = 2 m_\beta \sqrt{n}$ (với $n$ là số góc đo).

3. Đóng góp kỹ thuật và giải pháp đề xuất

  • Hoàn thành sản phẩm số: Biên tập và xuất bản thành công tờ bản đồ địa chính số 01 tỷ lệ 1:1000 xã Tứ Quận với đầy đủ lớp dữ liệu không gian, ranh giới thửa đất, nhà ở, giao thông, thủy văn và khung bản đồ tiêu chuẩn.
  • Quy trình công nghệ tối ưu: Làm chủ chuỗi công nghệ khép kín từ trắc địa ngoại nghiệp (South-H66) đến xử lý dữ liệu nội nghiệp bằng ProNet và FAMIS/MicroStation; giải quyết triệt để các lỗi topology hình học (bắt nhầm điểm, hở vùng, đè đường biên) bằng công cụ MRFClean và MRFFlag.
  • Kiến nghị giải pháp: Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử hiện đại để thay thế các phương pháp đo thủ công; tăng cường đào tạo cán bộ kỹ thuật địa chính cơ sở; hoàn thiện cơ sở dữ liệu hồ sơ địa chính số đồng bộ với bản đồ để phục vụ công tác cấp mới, cấp đổi giấy chứng nhận quyền sử dụng đất.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Khóa luận tập trung nghiên cứu thực nghiệm trên phạm vi 01 tờ bản đồ địa chính (tờ số 01 tỷ lệ 1:1000), chưa bao quát toàn bộ các tờ bản đồ trên địa bàn xã Tứ Quận. Nguồn dữ liệu điều tra về tài nguyên nước ngầm của địa phương trong báo cáo chưa được khảo sát định lượng chi tiết do hạn chế về tài liệu lưu trữ. Đề tài chủ yếu dừng lại ở công đoạn biên tập bản đồ số trên FAMIS/MicroStation mà chưa thực hiện liên kết toàn diện hai chiều với phần mềm quản trị hồ sơ địa chính CADDB.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng công tác đo đạc ngoại nghiệp và biên tập bản đồ địa chính số cho toàn bộ diện tích các tờ bản đồ còn lại của xã Tứ Quận; tích hợp cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính vào hệ thống thông tin đất đai (LIS) để phục vụ quản lý biến động đất đai tự động và tra cứu thông tin địa chính trực tuyến.

Giá trị tham khảo

Bản khóa luận có giá trị thực tiễn và học thuật phục vụ các nhóm đối tượng:

  • Sinh viên, học viên ngành Quản lý đất đai, Địa chính - Môi trường, Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ: Tài liệu tham khảo trực quan về quy trình thực hiện đồ án tốt nghiệp từ việc thiết kế lưới đường chuyền, thao tác máy toàn đạc điện tử đến kỹ thuật xử lý số liệu trên MicroStation và FAMIS.
  • Cán bộ địa chính cấp xã, huyện và kỹ sư đo đạc: Nguồn tài liệu tra cứu các chỉ tiêu kỹ thuật hạn sai đo góc, đo cạnh, đo chênh cao, quy tắc đánh số hiệu và phương pháp phân mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ lớn theo quy chuẩn của Bộ Tài nguyên và Môi trường.
  • Nội dung tham khảo nổi bật: Quy trình khắc phục lỗi topology bằng modul MRFClean/MRFFlag và các bước tự động hóa gán nhãn, tạo tâm thửa và lập khung bản đồ trên phần mềm FAMIS.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận sử dụng các thiết bị đo đạc và phần mềm chuyên dụng nào?

Tác giả sử dụng máy toàn đạc điện tử ATK South-H66 và Topcon kèm gương sào, bảng ngắm và thước thép $3\text{ m}$ để đo ngoại nghiệp. Về phần mềm nội nghiệp, đề tài sử dụng phần mềm ProNet để tính toán bình sai lưới tọa độ, và phần mềm FAMIS (phiên bản 2011) chạy trên môi trường đồ họa MicroStation (Intergraph) để biên tập bản đồ địa chính số.

2. Tiêu chuẩn kích thước và diện tích của một mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 là bao nhiêu?

Theo quy phạm trình bày trong khóa luận, một mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 được chia từ mảnh 1:2000 thành 4 ô vuông. Mỗi ô vuông có kích thước thực tế ngoài thực địa là $0,5 \times 0,5\text{ km}$, tương ứng diện tích $25\text{ ha}$. Kích thước khung trong tiêu chuẩn trên bản vẽ là $50 \times 50\text{ cm}$.

3. Cơ cấu diện tích đất tự nhiên của xã Tứ Quận năm 2017 có đặc điểm gì?

Tổng diện tích tự nhiên của xã Tứ Quận là $3.627,01\text{ ha}$. Trong đó, đất lâm nghiệp chiếm tỷ trọng lớn nhất với $2.030,95\text{ ha}$ ($56,00%$), tiếp theo là đất nông nghiệp với $1.154,50\text{ ha}$ ($31,83%$), đất phi nông nghiệp chiếm $349,10\text{ ha}$ ($9,62%$), đất nuôi trồng thủy sản là $89,38\text{ ha}$ ($2,46%$), và đất chưa sử dụng chiếm tỷ lệ nhỏ nhất với $3,08\text{ ha}$ ($0,08%$).

4. Quy định về hạn sai khép tương đối và sai số đo góc của lưới đường chuyền KV1, KV2 ở vùng nông thôn tỷ lệ 1:1000 ra sao?

Theo Bảng 2.1 trích từ quy phạm của Bộ Tài nguyên và Môi trường: chiều dài tuyến tối đa $[S]{\max}$ đối với KV1 là $900\text{ m}$ và KV2 là $500\text{ m}$; sai số trung phương đo góc $m\beta$ cho cả hai cấp không vượt quá $15''$; sai số khép tương đối đường chuyền $f_S/[S]$ đối với KV1 không lớn hơn $1/4000$ và đối với KV2 không lớn hơn $1/2000$.

5. Các bước chính để hoàn thiện tờ bản đồ địa chính trên phần mềm FAMIS là gì?

Quy trình gồm các bước: (1) Nhập dữ liệu trị đo từ tệp số liệu thô; (2) Sửa chữa đối tượng, xử lý mã và chuyển đổi sang tệp bản đồ .dgn; (3) Sửa lỗi hình học bằng công cụ MRFClean, MRFFlag và tạo vùng topology; (4) Đăng ký sơ bộ, gán dữ liệu thuộc tính từ nhãn thửa; (5) Đánh số thửa tự động, vẽ nhãn thửa, tạo khung bản đồ địa chính tiêu chuẩn và xuất bản in/lưu trữ.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Lò Văn Hoàng đã phản ánh đầy đủ quy trình ứng dụng công nghệ trắc địa số và hệ thống phần mềm chuyên ngành trong công tác thành lập bản đồ địa chính tại xã Tứ Quận, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang. Tác giả đã kết hợp máy toàn đạc điện tử ATK South-H66 với các công cụ phần mềm ProNet, MicroStation và FAMIS để xây dựng lưới khống chế đo vẽ và hoàn thiện tờ bản đồ địa chính số 01 tỷ lệ 1:1000 đạt độ chính xác theo quy chuẩn. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở dữ liệu số chuẩn hóa, phục vụ trực tiếp cho công tác quản lý đất đai, đăng ký đất đai và cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất tại địa phương.