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 các nhiệm vụ trọng tâm trong công tác quản lý nhà nước về đất đai được quy định tại Luật Đất đai năm 2013. Để thiết lập hệ thống dữ liệu quản lý đất đai mang tính khoa học và có giá trị pháp lý, việc xây dựng hệ thống bản đồ địa chính chính quy là yêu cầu bắt buộc đối với từng đơn vị hành chính cấp cơ sở.

Tại phường Phú Diễn, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội – một khu vực nằm ở cửa ngõ phía Tây thủ đô với tốc độ đô thị hóa nhanh và biến động đất đai phức tạp – Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái Nguyên cùng Công ty Cổ phần trắc địa địa chính và xây dựng Thăng Long đã tiến hành khảo sát, lập Thiết kế kỹ thuật – Dự toán đo vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500 và 1:1000. Trên cơ sở đó, tác giả Chu Gia Lòng thực hiện đề tài tốt nghiệp nhằm trực tiếp tham gia xây dựng lưới khống chế và đo vẽ, biên tập tờ bản đồ số 26 tỷ lệ 1:500.

Nhiệm vụ và mục tiêu nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể gồm 3 nội dung:

  1. Thành lập lưới khống chế đo vẽ cho phường Phú Diễn bằng công nghệ định vị vệ tinh GPS.
  2. Đo vẽ chi tiết và biên tập tờ bản đồ địa chính số 26 tỷ lệ 1:500.
  3. Đánh giá những thuận lợi, khó khăn trong quá trình thực hiện và đề xuất các giải pháp kỹ thuật, quản lý phù hợp.

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là quy trình ứng dụng máy toàn đạc điện tử và các phần mềm chuyên ngành (MicroStation V8i, VietMap XM, DPSurvey) trong việc xây dựng lưới khống chế, đo vẽ chi tiết và biên tập bản đồ địa chính. Phạm vi nghiên cứu về không gian tập trung tại địa bàn phường Phú Diễn, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội (xử lý số liệu và hoàn thiện sản phẩm tại tờ bản đồ số 26 tỷ lệ 1:500). Phạm vi thời gian thực tập và thu thập số liệu ngoại nghiệp diễn ra từ ngày 28 tháng 5 năm 2018 đến ngày 15 tháng 9 năm 2018 tại Công ty Cổ phần phát triển Bất Động Sản Sài Gòn.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở pháp lý và quy chuẩn kỹ thuật

Đề tài dựa trên các văn bản quy phạm pháp luật và tiêu chuẩn kỹ thuật chuyên ngành:

  • Luật Đất đai năm 2013.
  • Quyết định số 83/2000/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ về việc áp dụng Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000.
  • Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định về bản đồ địa chính.

Cơ sở toán học của bản đồ địa chính

Bản đồ được thành lập trên Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000 với các tham số:

  • Elipsoid quy chiếu: WGS-84 toàn cầu.
  • Điểm gốc tọa độ quốc gia: Điểm $N_00$ đặt tại khuôn viên Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ (đường Hoàng Quốc Việt, Hà Nội).
  • Lưới chiếu: UTM (Universal Transverse Mercator) hình trụ ngang đồng góc, múi chiếu phù hợp với kinh tuyến trục quy định cho thành phố Hà Nội, hệ số biến dạng chiều dài $K = 0{,}9999$.
  • Quy tắc phân mảnh tỷ lệ 1:500: Xuất phát từ mảnh 1:2000 (kích thước thực tế $1 \times 1\text{ km}$ tương ứng $50 \times 50\text{ cm}$ trên giấy), chia đều thành 16 ô vuông nhỏ, mỗi ô vuông có kích thước thực tế $0{,}25 \times 0{,}25\text{ km}$ ($250 \times 250\text{ m}$), diện tích thực địa là $6{,}25\text{ ha}$, kích thước khung trong tiêu chuẩn là $50 \times 50\text{ cm}$. Số hiệu mảnh 1:500 gồm số hiệu mảnh 1:2000 kèm gạch nối và số thứ tự ô vuông từ 1 đến 16 đặt trong dấu ngoặc đơn.

Phương pháp nghiên cứu và trang thiết bị sử dụng

Nghiên cứu kết hợp các phương pháp kỹ thuật trắc địa - địa chính:

  • Phương pháp thu thập tài liệu: Tiếp nhận tài liệu tọa độ mốc hạng cao ($BTL\text{-}05$, $BTL\text{-}06$, $BTL\text{-}09$), hồ sơ địa giới hành chính, sổ mục kê, sổ cấp giấy chứng nhận, bản đồ giải thửa cũ từ UBND phường Phú Diễn và Phòng Tài nguyên và Môi trường quận Bắc Từ Liêm.
  • Phương pháp đo lưới khống chế: Sử dụng máy định vị vệ tinh GPS Trimble 4600LS (loại 1 tần số) đo tĩnh để lập lưới khống chế đo vẽ mặt bằng; sử dụng máy toàn đạc điện tử Leica TCRA 1103 plus để đo góc, đo cạnh và truyền độ cao lượng giác.
  • Phương pháp đo vẽ chi tiết: Sử dụng máy toàn đạc điện tử Leica TCRA 1103 plus theo phương pháp tọa độ cực. Tọa độ điểm chi tiết $P$ từ trạm máy $A_1$ được tính theo công thức: $$X_P = X_{A1} + S \cdot \cos(\alpha_{A1\text{-}P})$$ $$Y_P = Y_{A1} + S \cdot \sin(\alpha_{A1\text{-}P})$$ Trong đó $S$ là khoảng cách ngang, $\alpha_{A1\text{-}P}$ là góc phương vị giữa trạm máy và điểm chi tiết.
  • Phương pháp xử lý số liệu và biên tập bản đồ số:
    • Trút số liệu qua phần mềm Leica Geo Office Tools.
    • Tính toán, kiểm tra và bình sai số liệu góc, cạnh, tọa độ trạm đo trên phần mềm DPSurvey 2.2.
    • Biên tập đồ họa, tạo vùng topology thửa đất, gán nhãn thông tin địa chính và hoàn thiện khung bản đồ trên phần mềm MicroStation V8i kết hợp VietMap XM.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1. Mở đầu

Trình bày tính cấp thiết của việc chuẩn hóa hồ sơ địa chính phục vụ quản lý nhà nước về đất đai trong bối cảnh đô thị hóa. Xác định rõ 3 mục tiêu nghiên cứu, đối tượng nghiên cứu và ý nghĩa khoa học, thực tiễn của đề tài trong việc củng cố kỹ năng trắc địa ngoại nghiệp và xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính số.

Phần 2. Tổng quan tài liệu

Hệ thống hóa toàn diện các lý luận chuyên ngành về bản đồ địa chính, bao gồm:

  • Khái niệm, đặc điểm, nội dung biểu thị trên bản đồ địa chính (yếu tố điểm, đường, thửa đất, địa giới hành chính, công trình xây dựng, giao thông, thủy văn, địa vật định hướng).
  • Cơ sở toán học, hệ tọa độ VN-2000, phương pháp phân mảnh bản đồ các tỷ lệ từ 1:10000 đến 1:200.
  • Các yêu cầu kỹ thuật của lưới đường chuyền kinh vĩ cấp 1 (KV1) và cấp 2 (KV2) theo quy phạm: chiều dài tuyến tối đa, sai số khép góc $f_\beta = 2 m_\beta \sqrt{n}$, sai số trung phương đo cạnh sau bình sai $\le 0{,}05\text{ m}$, sai số khép tương đối $f_s/[S]$.
  • Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy toàn đạc điện tử (khối đo khoảng cách điện tử EDM, máy kinh vĩ số DT và bộ vi xử lý CPU).
  • Môi trường làm việc và các chức năng biên tập, tạo topology, kiểm tra tiếp biên của phần mềm MicroStation V8i và VietMap XM.
  • Tổng quan các tiến bộ khoa học công nghệ đo đạc bản đồ tại Việt Nam (hệ thống trạm DGPS, công nghệ ảnh số, viễn thám, GIS).

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

Xác định cụ thể địa bàn thực tập tại phường Phú Diễn (Bắc Từ Liêm, Hà Nội), đối tượng khảo sát là quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa chính tờ số 26 tỷ lệ 1:500. Thiết lập các bước nghiên cứu thực tế gồm: thu thập tài liệu địa chính; thiết kế và đo lưới GPS tĩnh; đo chi tiết ngoại nghiệp bằng máy toàn đạc Leica TCRA 1103 plus; quy trình xử lý số liệu trên DPSurvey và quy trình biên tập bản đồ số trên MicroStation/VietMap XM.

Phần 4. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương này tập trung trình bày các kết quả thực nghiệm đạt được trên địa bàn phường Phú Diễn:

1. Điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội và hiện trạng sử dụng đất

Vị trí địa lý phường Phú Diễn tiếp giáp với 2 quận và 6 phường (phía Bắc giáp phường Cổ Nhuế 2 và Minh Khai; phía Đông giáp phường Cổ Nhuế 1 và Mai Dịch; phía Tây giáp phường Phúc Diễn; phía Nam giáp phường Cầu Diễn). Cơ cấu sử dụng đất năm 2016 của phường được tổng hợp chi tiết theo bảng số liệu sau:

STT Hiện trạng sử dụng đất Diện tích (ha) Tỷ lệ (%)
Tổng Tổng diện tích tự nhiên 284,59 100,00
1 Đất nông nghiệp 99,00 34,79
1.1 Đất sản xuất nông nghiệp 93,83 32,97
1.1.1 Đất trồng cây hàng năm 14,84 5,21
1.1.2 Đất trồng cây lâu năm 78,99 27,76
1.2 Đất nuôi trồng thuỷ sản 5,17 3,82
2 Đất phi nông nghiệp 180,05 63,27
2.1 Đất ở tại đô thị 100,50 35,31
2.2 Đất chuyên dùng 63,35 22,26
2.2.1 Đất trụ sở cơ quan, công trình sự nghiệp 0,27 0,09
2.2.2 Đất quốc phòng 10,35 3,64
2.2.3 Đất có mục đích công cộng 52,73 18,53
2.2.4 Trong đó: Đất giao thông 40,53 14,24
2.2.5 Trong đó: Đất thủy lợi 6,70 2,35
3 Đất chưa sử dụng (Đất bằng chưa sử dụng) 5,05 1,77

2. Kết quả đo đạc và bình sai lưới khống chế đo vẽ bằng GPS

Lưới đo vẽ được xây dựng dựa trên các mốc khởi tính hạng cao ($BTL\text{-}05$, $BTL\text{-}06$, $BTL\text{-}09$) và các điểm đường chuyền kinh vĩ cấp 1 ($KV1\text{-}1$ đến $KV1\text{-}20$). Quá trình bình sai cạnh và tọa độ đạt các chỉ tiêu kỹ thuật:

  • Số lượng cạnh đo và bình sai: 69 cạnh đo nối giữa các mốc hạng cao và các điểm đường chuyền.
  • Sai số đo cạnh lớn nhất: $m_{s(\max)} = 0{,}009\text{ m}$ (cạnh $KV1\text{-}13$ – $KV1\text{-}14$).
  • Sai số đo cạnh nhỏ nhất: $m_{s(\min)} = 0{,}002\text{ m}$ (cạnh $KV1\text{-}12$ – $KV1\text{-}5$).
  • Số hiệu chỉnh cạnh lớn nhất: $d_{s(\max)} = 0{,}014\text{ m}$ (cạnh $KV1\text{-}12$ – $KV1\text{-}10$).
  • Số hiệu chỉnh cạnh nhỏ nhất: $d_{s(\min)} = 0{,}000\text{ m}$ (cạnh $KV1\text{-}10$ – $KV1\text{-}9$).

Các chỉ tiêu đánh giá độ chính xác tổng thể của mạng lưới:

  • Sai số trung phương trọng số đơn vị: $\mu = 1{,}00$.
  • Sai số vị trí điểm: nhỏ nhất $m_{p(\min)} = 0{,}004\text{ m}$ (tại điểm $KV1\text{-}12$), lớn nhất $m_{p(\max)} = 0{,}011\text{ m}$ (tại điểm $KV1\text{-}14$).
  • Sai số tương đối cạnh: nhỏ nhất đạt $1/457220$ (cạnh $BTL\text{-}05$ – $KV1\text{-}16$, chiều dài $S = 1828{,}880\text{ m}$); lớn nhất là $1/53546$ (cạnh $KV1\text{-}14$ – $KV1\text{-}13$, chiều dài $S = 481{,}915\text{ m}$).
  • Sai số phương vị: nhỏ nhất $m_{\alpha(\min)} = 0{,}420''$ ($BTL\text{-}05$ – $KV1\text{-}16$), lớn nhất $m_{\alpha(\max)} = 5{,}595''$ ($KV1\text{-}12$ – $KV1\text{-}7$).
  • Sai số chênh cao: nhỏ nhất $m_{dh(\min)} = 0{,}022\text{ m}$, lớn nhất $m_{dh(\max)} = 0{,}043\text{ m}$.
  • Chiều dài cạnh: ngắn nhất $S_{\min} = 186{,}938\text{ m}$ ($KV1\text{-}12$ – $KV1\text{-}7$), dài nhất $S_{\max} = 1828{,}880\text{ m}$ ($BTL\text{-}05$ – $KV1\text{-}16$), chiều dài trung bình $S_{tb} = 718{,}821\text{ m}$.

3. Đo vẽ chi tiết và quy trình công nghệ biên tập tờ bản đồ số 26

Tác giả đã phối hợp với cán bộ địa chính phường dẫn đạc, xác định ranh giới thửa đất, ranh giới sử dụng đất và mép tường nhà ngoài thực địa. Quy trình xử lý dữ liệu và biên tập nội nghiệp được thực hiện qua 4 bước:

  1. Trút dữ liệu: Sử dụng phần mềm Leica Geo Office Tools chuyển dữ liệu đo từ máy Leica TCRA 1103 plus sang máy tính.
  2. Tính toán tọa độ: Nhập file số liệu thô vào DPSurvey 2.2, kiểm tra định hướng trạm máy và tính toán xuất ra tệp tọa độ không gian ($X, Y, H$) dạng văn bản (.txt).
  3. Đồ họa hóa dữ liệu: Khởi động MicroStation V8i và VietMap XM, nhập tệp tọa độ để phun điểm chi tiết lên bản vẽ tổng và thực hiện nối vẽ các đối tượng địa vật, ranh giới thửa đất theo sổ đo dã ngoại.
  4. Biên tập hoàn thiện bản đồ: Thực hiện phân mảnh bản đồ theo tỷ lệ 1:500 đối với đất phi nông nghiệp, cắt mảnh tờ số 26, chọn các lớp level tham gia tạo vùng (topology), sửa lỗi hình học (thửa hở, trùng đè), gán thông tin thuộc tính (số thứ tự thửa, diện tích, loại đất), biên tập tường nhà, giao thông, thủy hệ, vẽ nhãn địa chính tự động/rảnh tay và tạo khung bản đồ theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật đạt được

  • Thiết lập và bình sai thành công mạng lưới khống chế đo vẽ mặt bằng và độ cao tại phường Phú Diễn gồm 20 điểm đường chuyền kinh vĩ cấp 1 liên kết với 3 mốc hạng cao, đảm bảo các sai số nằm trong giới hạn cho phép của quy chuẩn ngành (sai số vị trí điểm tối đa $0{,}011\text{ m}$, sai số tương đối cạnh đạt từ $1/53546$ đến $1/457220$).
  • Hoàn thành đo vẽ chi tiết ngoại nghiệp và biên tập nội nghiệp thành công tờ bản đồ địa chính số 26 tỷ lệ 1:500 trên nền tảng MicroStation V8i và VietMap XM, thể hiện đầy đủ ranh giới thửa đất, loại đất, diện tích, đường địa giới hành chính, hệ thống giao thông, mạng lưới thủy văn và ranh giới công trình xây dựng.

Đóng góp thực tiễn của đề tài

  • Cung cấp sản phẩm bản đồ địa chính số tờ số 26 có độ chính xác cao, tuân thủ đúng Thông tư 25/2014/TT-BTNMT, phục vụ trực tiếp cho công tác cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, đăng ký biến động và quản lý trật tự xây dựng tại phường Phú Diễn.
  • Chuẩn hóa quy trình phối hợp công nghệ giữa thiết bị đo đạc ngoại nghiệp hiện đại (máy GPS Trimble 4600LS, máy toàn đạc Leica TCRA 1103 plus) với chuỗi phần mềm xử lý nội nghiệp (DPSurvey, MicroStation V8i, VietMap XM), giúp rút ngắn thời gian thành lập bản đồ địa chính dạng số ở khu vực đô thị.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế

  • Quá trình đo GPS tĩnh và đo chi tiết bằng máy toàn đạc tại thực địa gặp nhiều cản trở do mật độ xây dựng cao tại phường Phú Diễn, nhà cao tầng che khuất tầm ngắm và hạn chế góc thu nhận tín hiệu vệ tinh.
  • Việc xác định ranh giới thửa đất tại một số khu vực dân cư cũ gặp khó khăn do thiếu mốc giới rõ ràng hoặc có sự thay đổi hiện trạng xây dựng so với hồ sơ địa chính cũ.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Mở rộng triển khai quy trình đo vẽ và biên tập số hóa cho toàn bộ các tờ bản đồ địa chính còn lại trên địa bàn phường Phú Diễn (bao gồm cả các tờ tỷ lệ 1:1000 khu vực đất nông nghiệp).
  • Ứng dụng tích hợp cơ sở dữ liệu không gian của bản đồ địa chính vừa thành lập vào hệ thống thông tin đất đai (LIS/GIS) tổng thể của quận Bắc Từ Liêm để phục vụ quản lý đa mục tiêu và kết nối chính phủ điện tử.

Giá trị tham khảo

Tài liệu là nguồn tham khảo hữu ích cho sinh viên chuyên ngành Quản lý đất đai, Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ, Địa chính và Quản lý tài nguyên môi trường. Khóa luận cung cấp tài liệu tham khảo có giá trị cao ở các nội dung:

  • Quy trình bình sai thực tế mạng lưới tọa độ GPS tĩnh kết hợp đường chuyền toàn đạc điện tử với đầy đủ bảng biểu số liệu sai số.
  • Các bước thao tác kỹ thuật chi tiết từ khâu xử lý tệp đo thô trên DPSurvey đến khâu tạo vùng topology, sửa lỗi tiếp biên và xuất nhãn địa chính tự động trên phần mềm VietMap XM chạy trên nền MicroStation V8i theo Thông tư 25/2014/TT-BTNMT.

Câu hỏi thường gặp

1. Hệ quy chiếu và các thông số toán học được sử dụng để thành lập bản đồ trong khóa luận là gì?

Khóa luận sử dụng Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000, Elipsoid quy chiếu WGS-84 toàn cầu, điểm gốc tọa độ quốc gia $N_00$ tại Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ (Hà Nội). Phép chiếu sử dụng là lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM với hệ số biến dạng chiều dài $K = 0{,}9999$, kinh tuyến trục quy định cho thành phố Hà Nội.

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

Mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500 được chia từ mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2000 thành 16 ô vuông. Mỗi ô vuông có kích thước thực tế ngoài thực địa là $0{,}25 \times 0{,}25\text{ km}$ ($250 \times 250\text{ m}$), tương ứng với diện tích $6{,}25\text{ ha}$. Kích thước khung trong tiêu chuẩn trên bản vẽ là $50 \times 50\text{ cm}$.

3. Thiết bị đo đạc ngoại nghiệp và phần mềm xử lý nội nghiệp chính được sử dụng gồm những loại nào?

Ngoại nghiệp sử dụng máy định vị vệ tinh GPS Trimble 4600LS (1 tần số) để đo lưới khống chế và máy toàn đạc điện tử Leica TCRA 1103 plus để đo chi tiết. Nội nghiệp sử dụng phần mềm Leica Geo Office Tools để trút dữ liệu, DPSurvey 2.2 để tính toán bình sai tọa độ $XYH$, và bộ phần mềm MicroStation V8i kết hợp VietMap XM để biên tập đồ họa bản đồ địa chính.

4. Kết quả bình sai lưới khống chế đo vẽ đạt độ chính xác như thế nào?

Mạng lưới khống chế đo vẽ đạt sai số trung phương trọng số đơn vị $\mu = 1{,}00$. Sai số vị trí điểm nhỏ nhất là $0{,}004\text{ m}$ (điểm $KV1\text{-}12$), lớn nhất là $0{,}011\text{ m}$ (điểm $KV1\text{-}14$). Sai số tương đối cạnh đạt từ $1/53546$ (cạnh $KV1\text{-}14$ – $KV1\text{-}13$) đến $1/457220$ (cạnh $BTL\text{-}05$ – $KV1\text{-}16$), hoàn toàn đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật đo vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ lớn.

5. Cơ cấu sử dụng đất của phường Phú Diễn năm 2016 có đặc điểm gì nổi bật?

Theo số liệu năm 2016, tổng diện tích tự nhiên của phường Phú Diễn là $284{,}59\text{ ha}$. Trong đó, đất phi nông nghiệp chiếm tỷ trọng lớn nhất với $180{,}05\text{ ha}$ ($63{,}27%$, riêng đất ở đô thị là $100{,}50\text{ ha}$); đất nông nghiệp chiếm $99{,}00\text{ ha}$ ($34{,}79%$); và đất chưa sử dụng là $5{,}05\text{ ha}$ ($1{,}77%$).

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Chu Gia Lòng đã thực hiện trọn vẹn quy trình ứng dụng công nghệ định vị GPS tĩnh và phương pháp toàn đạc điện tử để thành lập bản đồ địa chính tại phường Phú Diễn, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội. Kết quả bình sai lưới khống chế và biên tập tờ bản đồ số 26 tỷ lệ 1:500 trên phần mềm MicroStation V8i và VietMap XM đạt độ chính xác cao, tuân thủ đầy đủ quy định của Thông tư 25/2014/TT-BTNMT. Công trình là tài liệu tổng kết thực tiễn có giá trị chuyên môn, đóng góp trực tiếp vào công tác chuẩn hóa hồ sơ địa chính và nâng cao hiệu quả quản lý đất đai tại địa phương.