Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khóa luận tốt nghiệp "Ứng dụng GIS xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính xã Quy Kỳ - huyện Định Hóa – tỉnh Thái Nguyên" do sinh viên Hoàng Văn Quyết thực hiện tại Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên (chuyên ngành Quản lý Đất đai, khóa 2011 – 2015, dưới sự hướng dẫn của Th.S Nguyễn Thị Yến). Đề tài xuất phát từ yêu cầu thực tiễn quản lý nhà nước về đất đai theo quy định của Luật Đất đai năm 2013, trong đó đất đai thuộc sở hữu toàn dân do Nhà nước đại diện chủ sở hữu và thống nhất quản lý.

Thực tế công tác quản lý hồ sơ địa chính ở Việt Nam trong giai đoạn này còn gặp nhiều bất cập do hệ thống cơ sở dữ liệu đất đai chưa thực sự đồng bộ và đầy đủ giữa các địa phương. Xã Quy Kỳ là một xã miền núi thuộc huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên, có tổng diện tích tự nhiên 5.602,12 ha, phần lớn là địa hình đồi núi phức tạp, quỹ đất sản xuất nông nghiệp hạn chế. Nhu cầu sử dụng đất cho sinh hoạt và sản xuất gia tăng đòi hỏi chính quyền địa phương phải hiện đại hóa công tác quản lý, ứng dụng công nghệ thông tin và Hệ thống thông tin địa lý (GIS) vào quản lý hồ sơ địa chính.

Mục tiêu nghiên cứu

  1. Mục tiêu tổng quát:
    • Tìm hiểu tình hình quản lý nhà nước về đất đai tại xã Quy Kỳ.
    • Ứng dụng phần mềm GIS trong xây dựng và quản lý cơ sở dữ liệu địa chính cấp cơ sở.
  2. Mục tiêu cụ thể:
    • Tìm hiểu điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và hiện trạng quản lý, sử dụng đất đai tại xã Quy Kỳ.
    • Ứng dụng công nghệ GIS (trọng tâm là phần mềm ArcGIS 9.3) để xây dựng cơ sở dữ liệu không gian và thuộc tính, tạo lập cơ sở dữ liệu địa chính số hoàn chỉnh cho khu vực thử nghiệm.
    • Đánh giá ưu điểm, hạn chế của việc ứng dụng GIS trong quản lý cơ sở dữ liệu địa chính, từ đó đề xuất các giải pháp và kiến nghị ứng dụng thực tế.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Tình hình quản lý, sử dụng đất đai, hiện trạng hồ sơ địa chính và quy trình ứng dụng phần mềm GIS để xây dựng, quản lý cơ sở dữ liệu địa chính tại địa phương.
  • Phạm vi không gian: Toàn bộ địa giới hành chính xã Quy Kỳ, huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên. Trong đó, phần thực nghiệm xây dựng cơ sở dữ liệu không gian và thuộc tính được triển khai cụ thể trên tờ bản đồ địa chính số dc109.dgn (Thôn Tân Hợp, tờ số 109, phiên hiệu 430 410 – 1 – b).
  • Phạm vi thời gian: Số liệu thực tập và nghiên cứu được thu thập, thực hiện từ ngày 18/08/2014 đến ngày 30/11/2014; số liệu hiện trạng sử dụng đất lấy mốc năm 2013.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và cơ sở pháp lý

Nghiên cứu dựa trên các khái niệm nền tảng về quản lý nhà nước đối với đất đai, hệ thống hồ sơ địa chính (gồm bản đồ địa chính, sổ địa chính, sổ mục kê, sổ theo dõi biến động) và cơ sở dữ liệu địa chính số. Đề tài viện dẫn và áp dụng các văn bản quy phạm pháp luật cùng tài liệu kỹ thuật chuyên ngành:

  • Luật Đất đai năm 2013 (Điều 4 về sở hữu đất đai; Điều 22 quy định 15 nội dung quản lý nhà nước về đất đai).
  • Nghị định số 88/2009/NĐ-CP về cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, quyền sở hữu nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất.
  • Thông tư số 08/2007/TT-BTNMT ngày 02/08/2007 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về việc hướng dẫn thực hiện thống kê, kiểm kê đất đai và xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất.
  • Thông tư số 55/2013/TT-BTNMT (Phụ lục 18) quy định về phân lớp các đối tượng bản đồ địa chính.
  • Quyết định số 448/QĐ-TCĐC ngày 14/10/2002 của Tổng cục Địa chính về đề án tổng thể đầu tư thiết bị, công nghệ phục vụ hiện đại hóa hệ thống thông tin – lưu trữ ngành địa chính.

Về mặt công nghệ, khóa luận tổng quan 5 thành phần cấu thành hệ thống GIS (Phần cứng, Phần mềm, Dữ liệu, Con người, Phương pháp) và hai mô hình biểu diễn dữ liệu không gian (Raster và Vector). Tác giả so sánh các phần mềm chuyên ngành phổ biến như Microstation SE, Famis, MapInfo và ArcGIS (ArcCatalog, ArcMap, ArcToolbox) của ESRI.

Phương pháp nghiên cứu

  1. Phương pháp thu thập số liệu, tài liệu: Thu thập báo cáo điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội; thu thập hệ thống hồ sơ địa chính dạng giấy và số do UBND xã Quy Kỳ lưu trữ (133 tờ bản đồ địa chính chính quy, 9 quyển sổ địa chính, 4 quyển sổ mục kê, 2 quyển sổ cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất).
  2. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu: Tổng hợp và tính toán số liệu hiện trạng đất đai, dân số, kinh tế trên các phần mềm Microsoft Excel và Microsoft Word.
  3. Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Nghiên cứu tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm Microstation SE, ArcGIS 9.3 và các công trình khoa học chuyên ngành liên quan.
  4. Phương pháp chuyên gia: Tham vấn ý kiến của cán bộ địa chính xã Quy Kỳ và các chuyên gia trong lĩnh vực ứng dụng GIS quản lý đất đai.
  5. Phương pháp ứng dụng GIS: Chuyển đổi định dạng dữ liệu từ CAD/Microstation (*.dgn) sang GIS (*.shp), gán hệ quy chiếu VN-2000, tạo cấu trúc vùng (Polygon), tính toán diện tích hình học (Calculate Geometry), liên kết bảng thuộc tính (Join Field), truy vấn không gian - thuộc tính (Identify, Find, Select by Attributes), và biên tập chỉnh lý biến động đất đai bằng công cụ Editor.

Nội dung chính theo từng phần và chương

Phần I: Mở đầu

Trình bày tính cấp thiết của việc áp dụng công nghệ thông tin vào công tác quản lý tài nguyên đất đai tại xã miền núi Quy Kỳ. Xác định rõ mục tiêu tổng quát, 3 mục tiêu cụ thể, 6 yêu cầu kỹ thuật của cơ sở dữ liệu, cùng ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài trong việc cung cấp công cụ quản lý đất đai cấp xã.

Phần II: Tổng quan tài liệu

Hệ thống hóa các cơ sở lý luận về quản lý nhà nước về đất đai (15 nội dung theo Điều 22 Luật Đất đai 2013), hồ sơ địa chính và nguyên tắc lập quản lý hồ sơ địa chính. Tổng quan về công nghệ GIS, cấu trúc dữ liệu không gian - thuộc tính, và các phần mềm chuyên dụng (Microstation, Famis, MapInfo, ArcGIS). Tổng quan tình hình ứng dụng GIS trên thế giới (từ hệ thống CGIS năm 1964 tại Canada, các hệ LIS, LRIS, ILWIS), tại Việt Nam (dự án CSDL quốc gia về tài nguyên đất theo Quyết định 448/QĐ-TCĐC) và thực tiễn ứng dụng các phần mềm chuyên ngành tại tỉnh Thái Nguyên (Vilis, TK05, Lendata, Microstation, Famis).

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

Xác định đối tượng nghiên cứu, địa điểm thực tập tại UBND xã Quy Kỳ, thời gian thực hiện (18/08/2014 – 30/11/2014). Xác lập nội dung nghiên cứu gồm: phân tích điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã hội; đánh giá hiện trạng quản lý sử dụng đất; xây dựng quy trình công nghệ ứng dụng GIS thành lập cơ sở dữ liệu địa chính và khai thác, cập nhật thông tin. Trình bày chi tiết 5 phương pháp nghiên cứu khoa học được áp dụng.

Phần IV: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội xã Quy Kỳ

  • Vị trí và địa hình: Xã miền núi nằm ở phía Bắc huyện Định Hóa, cách trung tâm huyện 7 km, có tỉnh lộ ĐT268 chạy qua dài 11,2 km. Tổng diện tích tự nhiên là 5.602,12 ha; địa hình đồi núi chiếm trên 80% diện tích, nghiêng dần từ Bắc xuống Nam, độ dốc lớn, xen kẽ dộc ruộng hẹp ở cao trình 120 – 130 m.
  • Khí hậu và thủy văn: Khí hậu nhiệt đới gió mùa; nhiệt độ trung bình năm 22,8°C; tổng tích ôn 7.000 – 8.000°C; lượng mưa bình quân 1.700 – 2.210 mm (cao nhất tháng 8, thấp nhất tháng 1); độ ẩm trung bình 85%. Nguồn nước mặt gồm suối Đèo So, các phụ lưu và 5 hồ đập lớn.
  • Tài nguyên: Có 2 nhóm đất chính là đất Feralit đỏ vàng trên đá macma axit (độ dốc 15 – 25 độ, pHKCl từ 4,5 – 5,5) và đất thung lũng dốc tụ trồng lúa nước (281,36 ha). Diện tích rừng chiếm 4.443,86 ha (rừng phòng hộ 4.128,88 ha, rừng sản xuất 314,98 ha).
  • Dân sinh - kinh tế: Đến năm 2014, xã có 4.398 nhân khẩu, 1.017 hộ gia đình thuộc 19 thôn xóm, gồm 8 dân tộc (Kinh, Nùng, Sán chí, Tày, Dao, Hoa, Cao Lan, Thái). Cơ cấu kinh tế chủ yếu là nông - lâm nghiệp; vụ xuân 2013 gieo cấy 146 ha lúa (năng suất 51 tạ/ha, sản lượng 876,69 tấn; mô hình SRI đạt 77 tạ/ha), 60 ha ngô (sản lượng 338,1 tấn), 11,9 ha cây màu và 4 ha chè; tổng đàn gia súc gia cầm 30.220 con (405 trâu, 115 bò, 200 dê, 26.000 gia cầm). Doanh thu công nghiệp – tiểu thủ công nghiệp và thương mại 6 tháng đầu năm 2013 đạt 15 triệu đồng.

2. Tình hình quản lý và hiện trạng sử dụng đất xã Quy Kỳ năm 2013

STT Loại đất Mã đất Diện tích (ha) Cơ cấu (%)
1 Đất nông nghiệp NNP 4.893,13 87,34
1.1 Đất sản xuất nông nghiệp SXN 413,84 7,39
- Đất trồng cây hàng năm CHN 356,12 6,36
Trong đó: Đất trồng lúa LUA 281,36 5,02
Đất trồng cây hàng năm khác HNK 74,76 1,33
- Đất trồng cây lâu năm CLN 57,72 1,03
1.2 Đất lâm nghiệp LNP 4.443,86 79,33
- Đất rừng sản xuất RSX 314,98 5,62
- Đất rừng phòng hộ RPH 4.128,88 73,70
1.3 Đất nuôi trồng thủy sản NTS 35,43 0,63
2 Đất phi nông nghiệp PNN 304,25 5,43
2.1 Đất ở tại nông thôn ONT 142,44 2,54
2.2 Đất chuyên dùng CDG 79,58 1,42
- Đất trụ sở cơ quan, công trình sự nghiệp CTS 0,19 0,003
- Đất sản xuất, kinh doanh phi nông nghiệp CSK 1,13 0,02
- Đất có mục đích công cộng CCC 78,26 1,40
2.3 Đất nghĩa trang, nghĩa địa NTD 0,71 0,01
2.4 Đất sông suối và mặt nước chuyên dùng SMN 81,50 1,45
2.5 Đất phi nông nghiệp khác PNK 0,02 0,0004
3 Đất chưa sử dụng CSD 404,74 7,22
3.1 Đất bằng chưa sử dụng BCS 5,04 0,09
3.2 Đất đồi chưa sử dụng DCS 25,61 0,46
3.3 Núi đá không có rừng cây NCS 374,09 6,68
Tổng Tổng diện tích tự nhiên 5.602,12 100,00

Nguồn: UBND xã Quy Kỳ (Tổng hợp từ số liệu năm 2013)

Về công tác quản lý: Toàn xã đã hoàn thành đo vẽ 133 tờ bản đồ địa chính chính quy năm 2011 (phê duyệt tháng 8/2012). Trong 6 tháng đầu năm 2013, xã đã tiếp nhận và lập hồ sơ cấp đổi, cấp mới 259 Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất; xử lý 6 hồ sơ chuyển nhượng và 6 hồ sơ chuyển mục đích sử dụng đất. Các biến động đất đai phổ biến giai đoạn 2010 – 2013 chủ yếu là chỉnh lý sai sót thông tin sau cấp đổi hàng loạt, chuyển mục đích sử dụng và thế chấp quyền sử dụng đất.

3. Quy trình ứng dụng GIS xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính

Tác giả thiết lập quy trình kỹ thuật gồm 5 bước chính:

  • Bước 1: Chuẩn hóa dữ liệu đồ họa trên Microstation SE: Mở file bản đồ dc109.dgn, lọc và giữ lại các lớp thông tin theo quy định tại Phụ lục 18 Thông tư 55/2013/TT-BTNMT:
Đối tượng Giải thích Mã Level
Thửa đất Đường ranh giới thửa (TD1) 10
Điểm nhãn thửa / tâm thửa (TD2) 11
Ghi chú thửa đất (TD4) 13
Ranh giới Đường địa giới tỉnh (DT1) 42
Đường địa giới huyện (DH1) 44
Đường địa giới xã (DX1) 46
Giao thông Chỉ giới đường (GS2) 21
Thủy lợi Đường thủy lợi (TV5) 34

Sử dụng công cụ Fence để xóa bỏ các đối tượng đồ họa không cần thiết, làm sạch dữ liệu trước khi chuyển đổi.

  • Bước 2: Chuyển đổi định dạng và thiết lập hệ tọa độ trong ArcCatalog: Xuất dữ liệu Polyline từ Microstation sang định dạng Shapefile (*.shp). Gán hệ quy chiếu quốc gia VN-2000 với kinh tuyến trục của tỉnh Thái Nguyên là KT 106°30', múi chiếu 3 độ.
  • Bước 3: Tạo cấu trúc Polygon và tính toán hình học trong ArcMap: Đưa Shapefile vào ArcMap, sử dụng công cụ ArcToolbox -> Data Management Tools -> Features -> Feature To Polygon để đóng vùng khép kín cho các thửa đất. Thêm trường thuộc tính Dien_tich và chạy chức năng Calculate Geometry để tự động tính diện tích từng thửa.
  • Bước 4: Nhập và liên kết thuộc tính: Nhập thông tin thuộc tính từ sổ địa chính, sổ mục kê (chủ sử dụng, địa chỉ, loại đất, tình trạng cấp GCN), thực hiện lệnh Join Field để liên kết bảng thuộc tính với dữ liệu không gian thông qua khóa định danh (mã số thửa đất).
  • Bước 5: Khai thác và cập nhật dữ liệu: Sử dụng các công cụ tìm kiếm và truy vấn không gian (Identify, Find, Select by Attributes); thực hiện chỉnh lý tách thửa, gộp thửa và cập nhật biến động đất đai bằng thanh công cụ Editor; biên tập và xuất bản đồ hiện trạng sử dụng đất chi tiết từ cơ sở dữ liệu đã thiết lập.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính đạt được

  1. Số liệu hóa hiện trạng và công tác địa chính: Đề tài đã hệ thống hóa toàn bộ số liệu sử dụng đất năm 2013 của xã Quy Kỳ (5.602,12 ha, trong đó đất nông nghiệp chiếm 87,34%, đất phi nông nghiệp chiếm 5,43%, đất chưa sử dụng chiếm 7,22%); tổng hợp kết quả quản lý hồ sơ địa chính với 133 tờ bản đồ số, 9 sổ địa chính, 4 sổ mục kê và kết quả xét duyệt 259 bộ hồ sơ cấp mới/cấp đổi Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất.
  2. Xây dựng thành công cơ sở dữ liệu không gian và thuộc tính: Hoàn thiện mô hình cơ sở dữ liệu địa chính số dạng Vector (Polygon) cho tờ bản đồ số 109 (Thôn Tân Hợp) trên phần mềm ArcGIS 9.3, bảo đảm chuẩn hệ tọa độ VN-2000 kinh tuyến trục 106°30' múi chiếu 3 độ.
  3. Thực nghiệm khai thác và chỉnh lý biến động: Ứng dụng thành công các công cụ truy vấn thuộc tính kết hợp không gian, thực hiện quy trình chia tách thửa đất và chỉnh lý thông tin địa chính trực tiếp trên thanh công cụ Editor của ArcMap, đồng thời tự động xuất bản đồ chuyên đề hiện trạng từ cơ sở dữ liệu số.

Giải pháp tác giả đề xuất

  • Tăng cường đầu tư trang thiết bị phần cứng, máy tính có cấu hình phù hợp và cài đặt các phần mềm GIS bản quyền đồng bộ cho cấp xã.
  • Tổ chức các lớp đào tạo, tập huấn nâng cao trình độ chuyên môn và kỹ năng ứng dụng công nghệ GIS cho cán bộ địa chính xã.
  • Từng bước số hóa đồng loạt và liên kết cơ sở dữ liệu cho toàn bộ 133 tờ bản đồ địa chính của xã nhằm thay thế phương pháp quản lý hồ sơ giấy truyền thống.

Đóng góp của đề tài

Khóa luận đã chứng minh tính khả thi và ưu thế của việc chuyển đổi dữ liệu bản đồ địa chính từ nền tảng CAD (Microstation .dgn) sang môi trường GIS (ArcGIS .shp), giải quyết hạn chế của việc phân mảnh dữ liệu giữa bản đồ đồ họa và hồ sơ thuộc tính dạng sổ sách tại cấp xã.


Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Do giới hạn về thời gian thực tập tốt nghiệp (từ 18/08/2014 đến 30/11/2014) và năng lực cá nhân, đề tài mới chỉ tiến hành thực nghiệm xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính số hoàn chỉnh cho 01 tờ bản đồ địa chính (tờ số 109 - Thôn Tân Hợp) trong tổng số 133 tờ bản đồ địa chính của toàn xã Quy Kỳ.
  • Hướng nghiên cứu tiếp theo: Tiếp tục mở rộng chuẩn hóa dữ liệu đồ họa, số hóa thuộc tính và tích hợp cơ sở dữ liệu không gian - thuộc tính trên phần mềm ArcGIS cho toàn bộ 132 tờ bản đồ địa chính còn lại của xã Quy Kỳ, hướng tới xây dựng hệ thống thông tin đất đai (LIS) đồng bộ phục vụ quản lý đa mục tiêu tại địa phương.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng tham khảo: Tài liệu là nguồn tham khảo hữu ích cho sinh viên chuyên ngành Quản lý Đất đai, Địa chính, Trắc địa - Bản đồ, Hệ thống thông tin địa lý và Quản lý Tài nguyên Môi trường khi làm khóa luận, đồ án tốt nghiệp hoặc tiểu luận chuyên đề.
  • Nội dung đáng giá: Phần hướng dẫn chi tiết quy trình kỹ thuật chuyển đổi lớp dữ liệu từ Microstation SE sang ArcGIS (phân loại Level theo Thông tư 55/2013/TT-BTNMT), phương pháp tạo Polygon bằng công cụ Feature To Polygon, kỹ thuật liên kết dữ liệu thuộc tính Join Field, cùng các thao tác biên tập cập nhật biến động đất đai bằng công cụ Editor.

Câu hỏi thường gặp

1. Cơ sở dữ liệu địa chính trong đề tài được xây dựng thực nghiệm cho khu vực nào và trên tờ bản đồ số mấy?

Đề tài tiến hành xây dựng cơ sở dữ liệu thực nghiệm cho Thôn Tân Hợp, xã Quy Kỳ, sử dụng tờ bản đồ địa chính dạng số dc109.dgn (Tờ số 109, phiên hiệu: 430 410 – 1 – b).

2. Dữ liệu bản đồ được chuẩn hóa theo hệ quy chiếu và thông số tọa độ nào?

Dữ liệu bản đồ được chuyển đổi và thiết lập theo hệ quy chiếu quốc gia VN-2000, kinh tuyến trục của tỉnh Thái Nguyên là KT 106°30', múi chiếu 3 độ.

3. Những lớp đối tượng đồ họa (Level) nào từ file bản đồ Microstation được giữ lại để xây dựng dữ liệu không gian?

Tác giả lọc và giữ lại các lớp Level theo Phụ lục 18 Thông tư 55/2013/TT-BTNMT gồm: Level 10 (Ranh giới thửa TD1), Level 11 (Điểm nhãn thửa TD2), Level 13 (Ghi chú thửa TD4), Level 42 (Địa giới tỉnh DT1), Level 44 (Địa giới huyện DH1), Level 46 (Địa giới xã DX1), Level 21 (Chỉ giới đường GS2) và Level 34 (Đường thủy lợi TV5).

4. Tổng diện tích tự nhiên và cơ cấu đất nông nghiệp của xã Quy Kỳ năm 2013 là bao nhiêu?

Tổng diện tích đất tự nhiên của xã là 5.602,12 ha. Trong đó, đất nông nghiệp chiếm 4.893,13 ha (tương đương 87,34%), phần lớn là đất lâm nghiệp với 4.443,86 ha (rừng phòng hộ chiếm 4.128,88 ha, rừng sản xuất chiếm 314,98 ha).

5. Công cụ nào trong ArcGIS được sử dụng để chuyển ranh giới thửa đất từ đường (Polyline) sang dạng vùng (Polygon) và tính diện tích?

Tác giả sử dụng công cụ Features To Polygon (nằm trong bộ công cụ ArcToolbox -> Data Management Tools -> Features) để đóng vùng thửa đất và dùng tính năng Calculate Geometry trong bảng thuộc tính để tính toán diện tích thửa đất.


Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Hoàng Văn Quyết đã phân tích toàn diện điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và hiện trạng quản lý sử dụng đất tại xã Quy Kỳ, huyện Định Hóa, tỉnh Thái Nguyên năm 2013. Nghiên cứu đã xây dựng thành công quy trình ứng dụng phần mềm ArcGIS 9.3 để chuẩn hóa dữ liệu không gian, tích hợp dữ liệu thuộc tính và quản lý biến động đất đai trên tờ bản đồ địa chính số 109. Kết quả đề tài khẳng định tính ưu việt của công nghệ GIS trong công tác quản lý địa chính cấp xã, đồng thời cung cấp giải pháp kỹ thuật có giá trị thực tiễn cho việc hiện đại hóa hồ sơ địa chính tại địa phương.