Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Công tác quản lý nhà nước về đất đai đòi hỏi hệ thống tư liệu địa chính có tính chính xác, pháp lý và cập nhật thường xuyên. Tại phường Quỳnh Xuân, thị xã Hoàng Mai, tỉnh Nghệ An, hệ thống tài liệu bản đồ phục vụ quản lý trước đây chủ yếu là bản đồ giải thửa (bản đồ 299) được lập từ năm 1985 theo phương pháp thủ công với 8 tờ tỷ lệ 1/2000. Trải qua quá trình sử dụng lâu dài cùng sự phát triển kinh tế - xã hội, việc chuyển đổi mục đích sử dụng, chuyển nhượng, quy hoạch nông thôn mới, giao thông và thủy lợi đã khiến hiện trạng đất đai biến động gần như 100%. Hồ sơ địa chính cũ bị rách nát, thất lạc, số liệu thống kê không còn phản ánh đúng thực tế, gây nhiều khó khăn cho việc cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất (GCNQSDĐ), giải quyết tranh chấp và quy hoạch không gian lãnh thổ. Nhằm giải quyết các bất cập này, đề tài "Ứng dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử thành lập mảnh bản đồ địa chính số tỉ lệ 1/1000 tờ bản đồ số 24 từ số liệu đo đạc tại phường Quỳnh Xuân, thị xã Hoàng Mai, tỉnh Nghệ An" được thực hiện.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể:

  1. Ứng dụng phần mềm MicroStation và FAMIS kết hợp số liệu đo đạc thực địa từ máy toàn đạc điện tử và máy định vị vệ tinh GPS để thành lập bản đồ địa chính dạng số tỷ lệ 1/1000 và 1/2000 tại phường Quỳnh Xuân, thị xã Hoàng Mai, tỉnh Nghệ An.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quy trình và công nghệ thành lập bản đồ địa chính số thông qua ứng dụng phần mềm chuyên ngành (MicroStation, FAMIS) và thiết bị đo đạc ngoại nghiệp (máy toàn đạc điện tử Topcon, máy GPS Trimble).
  • Phạm vi không gian: Khu vực đo vẽ thuộc địa bàn phường Quỳnh Xuân, thị xã Hoàng Mai, tỉnh Nghệ An (tập trung vào khu vực đất dân cư và đất sản xuất nông nghiệp, trong đó có tờ bản đồ địa chính số 24 tỷ lệ 1/1000).
  • Phạm vi thời gian và đơn vị phối hợp: Dữ liệu được điều tra, khảo sát và thu thập trong giai đoạn thực tập tốt nghiệp năm 2019, phối hợp cùng Chi nhánh Công ty Cổ phần Tư vấn Đầu tư và Công nghệ Môi trường HQ Miền Trung và Ủy ban nhân dân phường Quỳnh Xuân.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và tiêu chuẩn kỹ thuật

Đề tài dựa trên hệ thống cơ sở toán học bản đồ và các quy chuẩn kỹ thuật đo đạc địa chính quốc gia:

  • Hệ quy chiếu và hệ tọa độ: Hệ tọa độ quốc gia VN-2000, Ellipsoid WGS-84 (bán trục lớn $a = 6378137{,}31\text{ m}$, độ dẹt $\alpha = 1/298{,}2572$). Kinh tuyến trục được quy định cho khu vực đo vẽ là $105^\circ00'$, múi chiếu $3^\circ$ (cho tỷ lệ 1/1000 và 1/2000). Điểm gốc tọa độ phẳng có $X = 0\text{ km}$, $Y = 500\text{ km}$; điểm gốc độ cao tại Hòn Dấu - Hải Phòng.
  • Văn bản pháp lý áp dụng: Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường về bản đồ địa chính, Thông tư số 29/2004/TT-BTNMT về hướng dẫn lập, chỉnh lý, quản lý hồ sơ địa chính, Thông tư số 08/2007/TT-BTNMT, Chỉ thị 364/CT, Chỉ thị 31/2007/CT-TTg và Nghị định 64/CP.
  • Tiêu chuẩn hạn sai và độ chính xác:
    • Sai số trung bình vị trí mặt phẳng của điểm khống chế đo vẽ sau bình sai so với điểm khống chế tọa độ cấp trên không vượt quá $0{,}10\text{ mm}$ theo tỷ lệ bản đồ (đối với đất ở không quá $6\text{ cm}$ ở tỷ lệ 1/1000 và $1/500$).
    • Sai số trung bình vị trí điểm ranh giới thửa đất trên bản đồ số tỷ lệ 1/1000 không vượt quá $15\text{ cm}$ đối với đất đô thị và vùng kinh tế cao (khu dân cư nông thôn được phép nhân hệ số $1{,}5$; đất nông nghiệp nhân hệ số $2$).
    • Công thức tính sai số giới hạn diện tích thửa đất: $P_{gh} = 0{,}0004 \cdot M \cdot \sqrt{P}$ (với $M$ là mẫu số tỷ lệ bản đồ, $P$ là diện tích thửa đất tính bằng $\text{m}^2$).
Yếu tố kỹ thuật Tỷ lệ 1/1000 Tỷ lệ 1/2000 Tỷ lệ 1/5000
Kích thước khung bản vẽ (cm) $50 \times 50$ $50 \times 50$ $60 \times 60$
Kích thước thực tế (m) $500 \times 500$ $1000 \times 1000$ $3000 \times 3000$
Diện tích đo vẽ thực tế (ha) $25$ $100$ $900$
Sai số vị trí điểm chi tiết ranh giới đất $\le 15\text{ cm}$ $\le 30\text{ cm}$ $\le 150\text{ cm}$

Phương pháp nghiên cứu

Khóa luận kết hợp nhiều nhóm phương pháp thực tế và kỹ thuật xử lý nội nghiệp:

  1. Phương pháp điều tra thu thập số liệu thứ cấp: Thu thập tài liệu điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội từ đề án xây dựng nông thôn mới của UBND phường Quỳnh Xuân; số liệu mốc lưới trắc địa từ Trung tâm Công nghệ thông tin Sở Tài nguyên và Môi trường; hệ thống bản đồ địa giới 364/CT, bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2010.
  2. Phương pháp điều tra thu thập số liệu sơ cấp và đo đạc thực địa:
    • Sử dụng máy định vị vệ tinh GPS Trimble đo tĩnh tương đối 2 lượt đi - về để xây dựng mạng lưới khống chế đo vẽ.
    • Sử dụng máy toàn đạc điện tử Topcon GTS 236 phối hợp gương phản xạ để đo chi tiết tọa độ cực các góc thửa, ranh giới sử dụng đất, địa vật và hạ tầng kỹ thuật.
  3. Phương pháp xử lý số liệu nội nghiệp:
    • Trút dữ liệu từ máy GPS bằng phần mềm Trimble Data Transfer và thực hiện bình sai lưới khống chế trên phần mềm Trimble Business Center (TBC).
    • Trút số liệu đo toàn đạc dạng tệp văn bản (TXT, ACS) vào môi trường đồ họa MicroStation, sử dụng phần mềm FAMIS (Field Work and Cadastral Mapping Integrated Software) cùng các công cụ MRFClean, MRFFlag để sửa lỗi hình học, tạo vùng thửa đất, tự động gán nhãn, đánh số thửa, tính diện tích và biên tập khung bản đồ.
  4. Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến cán bộ địa chính phường, các chuyên gia trắc địa và cán bộ quản lý đất đai nhằm lựa chọn phương án bố trí lưới và quy trình biên tập bản đồ tối ưu.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Phần này trình bày tính cấp thiết của công tác đo đạc, lập bản đồ địa chính dạng số trong bối cảnh công nghệ thông tin phát triển và nhu cầu hiện đại hóa hồ sơ địa chính phục vụ công tác cấp GCNQSDĐ. Tác giả xác định mục tiêu tổng quát là ứng dụng phần mềm MicroStation và FAMIS nhằm thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1/1000 tại phường Quỳnh Xuân, thị xã Hoàng Mai.

Phần 2: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu

Tác giả hệ thống hóa toàn diện các lý thuyết nền tảng về bản đồ địa chính:

  • Định nghĩa, 4 mục đích chính và nội dung chi tiết cần biểu thị trên bản đồ địa chính (yếu tố điểm, yếu tố đường, thửa đất, thửa đất phụ, lô đất, xứ đồng, địa giới hành chính, hệ thống giao thông, thủy văn, địa vật, mốc quy hoạch).
  • Cơ sở toán học bản đồ trong hệ VN-2000, nguyên tắc phân chia mảnh và đánh số phiên hiệu bản đồ từ tỷ lệ 1/25000 đến 1/200.
  • Quy định về các mức sai số cho phép đối với điểm khống chế đo vẽ, điểm chi tiết ranh giới, độ cao và diện tích thửa đất.
  • So sánh ưu và nhược điểm của các phương pháp thành lập bản đồ: phương pháp toàn đạc truyền thống, phương pháp đo ảnh hàng không và phương pháp công nghệ số trực tiếp.
  • Giới thiệu chi tiết hệ thống phần mềm Mapping Office (MicroStation, MGE, I/RasC, I/RasB, I/Geovec), phần mềm FAMIS ban hành năm 1998 của Tổng cục Địa chính kèm hệ quản trị CadDB, cùng cấu tạo ba khối chức năng (EDM, DT, CPU) của máy toàn đạc điện tử.
Quy trình thành lập bản đồ trên phần mềm FAMIS:
Nhập số liệu trị đo (TXT/ACS) -> Hiển thị, sửa chữa trị đo -> Xử lý mã & tạo bản đồ sơ bộ -> Lưu file DGN -> Sửa lỗi hình học (MRFClean, MRFFlag) & tạo vùng -> Đánh số thửa & vẽ nhãn -> Tạo khung bản đồ -> Lưu trữ và in ấn

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

Nội dung chương mô tả chi tiết quy trình tổ chức nhân lực (nhóm đo 2 người: 1 người đứng máy, 1 người đi gương), thiết bị sử dụng (máy Topcon GTS 236, GPS Trimble), các bước thao tác đo đạc ngoài thực địa (đặt trạm máy, đặt điểm định hướng, đưa góc bằng về 0, đo tọa độ cực điểm chi tiết) và các bước xử lý nội nghiệp trên máy tính thông qua phần mềm TBC, MicroStation và FAMIS.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương này tập trung phân tích các kết quả điều tra và xử lý dữ liệu tại khu vực đo vẽ:

  • Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội: Phường Quỳnh Xuân có diện tích tự nhiên $1582{,}51\text{ ha}$, nằm ở tọa độ $19^\circ11'10'' - 19^\circ14'24''$ vĩ Bắc và $105^\circ39'53'' - 105^\circ42'58''$ kinh Đông; nhiệt độ trung bình $29^\circ\text{C}$, lượng mưa $1500 - 1700\text{ mm}$, chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc và gió phơn Tây Nam.
  • Thực trạng đất đai và hồ sơ địa chính: Phân tích cơ cấu đất đai năm 2017, kết quả cấp GCNQSDĐ tính đến ngày 10/5/2015 ($3520\text{ giấy}$ với diện tích $1470{,}8\text{ ha}$); tổng số thửa khảo sát trong kỳ trích đo là $4529\text{ thửa}$ của $2528\text{ chủ sử dụng}$. Đánh giá sự lạc hậu của bản đồ 299 lập năm 1985 và hiện trạng quản lý hồ sơ của 1 cán bộ địa chính chuyên trách tại địa phương.
  • Xây dựng lưới khống chế: Khu đo sử dụng 1 điểm địa chính cơ sở có sẵn từ năm 2002 của Bộ Tài nguyên và Môi trường (điểm số 232415) cùng 6 điểm địa chính gồm HM-28, HM-36, HM-37, HM-44, HM-45, HM-46. Tổng cộng mạng lưới khống chế đo vẽ gồm 103 điểm được thiết kế, đo đạc bằng GPS Trimble và bình sai chặt chẽ qua phần mềm TBC.
  • Thành lập bản đồ số: Sử dụng MicroStation và FAMIS để triển điểm, đóng vùng ranh giới, gán nhãn, đánh số thửa và biên tập hoàn chỉnh tờ bản đồ địa chính số 24 tỷ lệ 1/1000 theo quy định.

Kết luận và Kiến nghị

Tổng kết các kết quả đạt được về mặt kỹ thuật, khẳng định tính chính xác của bản đồ địa chính số thành lập và kiến nghị các giải pháp duy trì, cập nhật cơ sở dữ liệu đất đai thường xuyên tại phường Quỳnh Xuân.

Kết quả và đóng góp

Kết quả nghiên cứu chính

Khóa luận đã trích xuất và tổng hợp hệ thống số liệu cụ thể về hiện trạng sử dụng đất và kết quả đo vẽ kỹ thuật tại địa bàn phường Quỳnh Xuân:

  1. Số liệu cơ cấu sử dụng đất đai (năm 2017):

    • Tổng diện tích tự nhiên: $1685{,}27\text{ ha}$.
    • Đất nông nghiệp: $1145{,}19\text{ ha}$ (chiếm $67{,}95%$), bao gồm đất sản xuất nông nghiệp $419{,}54\text{ ha}$ ($24{,}89%$) và đất lâm nghiệp $521{,}59\text{ ha}$ ($30{,}95%$).
    • Đất phi nông nghiệp: $536{,}42\text{ ha}$ ($31{,}83%$), bao gồm đất ở $275{,}66\text{ ha}$ và đất chuyên dùng $237{,}54\text{ ha}$.
    • Đất chưa sử dụng: $3{,}66\text{ ha}$ (chiếm $0{,}002%$).

  2. Số liệu khảo sát quản lý thửa đất và cấp giấy chứng nhận:

    • Tổng số GCNQSDĐ đã cấp đến tháng 5/2015: $3520\text{ giấy}$ ($1470{,}8\text{ ha}$), trong đó cấp chung đất ở và sản xuất nông nghiệp là $3350\text{ giấy}$ ($1020{,}0\text{ ha}$), đất lâm nghiệp $170\text{ giấy}$ ($450{,}8\text{ ha}$).
    • Tổng số thửa khảo sát đo vẽ trích đo kỳ này: $4529\text{ thửa}$ (đất ở, vườn, ao: $1418\text{ thửa}$ trên $51{,}7\text{ ha}$; đất tổ chức khu dân cư: $16\text{ thửa}$ trên $5{,}5\text{ ha}$; đất sản xuất nông nghiệp và thủy sản: $3095\text{ thửa}$ trên $297{,}6\text{ ha}$; đất chuyên dùng, giao thông, thủy lợi: $41\text{ thửa}$ trên $47{,}2\text{ ha}$).
    • Tổng số chủ sử dụng đất: $2528\text{ chủ}$ ($2516\text{ hộ gia đình, cá nhân}$ và $12\text{ tổ chức}$).

  3. Kết quả kỹ thuật trắc địa và xây dựng bản đồ:

    • Thiết lập và bình sai thành công mạng lưới khống chế đo vẽ gồm 103 điểm dựa trên điểm gốc địa chính cơ sở 232415 và 6 điểm địa chính HM-28 đến HM-46.
    • Hoàn thiện mảnh bản đồ địa chính số tỷ lệ 1/1000 tờ bản đồ số 24 với đầy đủ thuộc tính không gian và hình học thửa đất theo chuẩn quy phạm của Bộ Tài nguyên và Môi trường.

Đóng góp của đề tài

  • Hoàn thiện quy trình công nghệ tích hợp giữa thiết bị đo đạc ngoại nghiệp hiện đại (máy toàn đạc Topcon, GPS Trimble) và các công cụ tin học nội nghiệp (Trimble Business Center, MicroStation, FAMIS).
  • Cung cấp sản phẩm bản đồ địa chính số tỷ lệ 1/1000 chuẩn xác, hỗ trợ trực tiếp UBND phường Quỳnh Xuân thay thế tài liệu bản đồ 299 đã biến động, phục vụ việc cấp mới, cấp đổi GCNQSDĐ và đăng ký biến động đất đai.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Phạm vi đo vẽ chi tiết và biên tập chuyên sâu trong khóa luận tập trung chủ yếu vào tờ bản đồ số 24 (tỷ lệ 1/1000) và một phần diện tích đất dân cư, nông nghiệp trọng điểm; chưa bao phủ toàn bộ diện tích $1582{,}51\text{ ha}$ tự nhiên của toàn phường Quỳnh Xuân. Việc ứng dụng phần mềm FAMIS dựa trên nền MicroStation V8/SE dù đáp ứng quy chuẩn kỹ thuật nhưng có hạn chế về tính tương thích với các hệ quản trị cơ sở dữ liệu không gian đa người dùng hiện đại.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng đo đạc, biên tập phủ kín tất cả các tờ bản đồ địa chính trên toàn địa bàn phường Quỳnh Xuân; chuyển đổi và đồng bộ hóa cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính từ định dạng CAD (DGN) sang các hệ thống thông tin đất đai hiện đại (LIS/GIS như VBDLIS, ArcGIS) kết hợp xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính số đa mục tiêu.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị thực tiễn và chuyên môn cao đối với:

  • Sinh viên ngành Quản lý đất đai, Trắc địa - Bản đồ, Địa chính: Tham khảo chi tiết về quy trình kỹ thuật từng bước khi vận hành phần mềm FAMIS trên nền MicroStation, quy trình trút số liệu và bình sai lưới GPS bằng Trimble Business Center.
  • Cán bộ địa chính cấp xã/phường và đơn vị tư vấn đo đạc: Sử dụng phương pháp luận và các biểu mẫu quy trình 7 bước (từ chuẩn bị, tuyên truyền, xác định ranh giới, đo vẽ thực địa đến đối soát, công khai và giao nộp sản phẩm) để triển khai các dự án trích đo bản đồ địa chính và chỉnh lý hồ sơ địa chính cơ sở.

Câu hỏi thường gặp

1. Vì sao bản đồ giải thửa 299 tại phường Quỳnh Xuân không còn đáp ứng được yêu cầu quản lý nhà nước về đất đai?

Bản đồ giải thửa 299 được thành lập từ năm 1985 theo phương pháp thủ công gồm 8 tờ tỷ lệ 1/2000. Trải qua hơn 30 năm, quá trình đô thị hóa, chuyển nhượng, chuyển mục đích sử dụng và thực hiện quy hoạch nông thôn mới đã làm biến động gần 100% ranh giới và thông tin chủ sử dụng, khiến bản đồ không còn phản ánh đúng thực tế.

2. Hệ quy chiếu và thông số toán học được áp dụng để thành lập bản đồ địa chính trong đề tài là gì?

Đề tài sử dụng Hệ tọa độ quốc gia VN-2000, Ellipsoid WGS-84, kinh tuyến trục $105^\circ00'$, múi chiếu $3^\circ$. Điểm gốc tọa độ phẳng có $X = 0\text{ km}$, $Y = 500\text{ km}$; điểm gốc độ cao đặt tại Hòn Dấu - Hải Phòng.

3. Mạng lưới khống chế đo vẽ tại phường Quỳnh Xuân được bố trí và đo đạc như thế nào?

Mạng lưới khống chế đo vẽ gồm 103 điểm, phát triển dựa trên 01 điểm địa chính cơ sở cấp nhà nước (232415) và 06 điểm địa chính đã có (HM-28, HM-36, HM-37, HM-44, HM-45, HM-46). Lưới được đo bằng máy GPS Trimble (2 lượt đi - về) và xử lý bình sai trên phần mềm Trimble Business Center (TBC).

4. Phần mềm FAMIS đóng vai trò gì trong quy trình thành lập bản đồ địa chính số?

FAMIS (Field Work and Cadastral Mapping Integrated Software) chạy trên nền tảng đồ họa MicroStation, có chức năng nhận dữ liệu trị đo ngoại nghiệp, tự động xử lý mã, sửa lỗi hình học (lệnh MRFClean, MRFFlag), tạo vùng thửa đất, tính diện tích tự động, đánh số thửa, tạo nhãn thông tin và vẽ khung bản đồ địa chính theo quy định của Bộ Tài nguyên và Môi trường.

5. Số lượng thửa đất và cơ cấu chủ sử dụng trong khu vực khảo sát trích đo của đề tài là bao nhiêu?

Khu vực trích đo khảo sát tổng cộng $4529\text{ thửa đất}$ (trong đó có $1418\text{ thửa}$ đất ở, vườn ao; $3095\text{ thửa}$ đất sản xuất nông nghiệp, thủy sản; $41\text{ thửa}$ chuyên dùng, giao thông; $16\text{ thửa}$ đất tổ chức) với tổng số $2528\text{ chủ sử dụng}$ ($2516\text{ hộ gia đình, cá nhân}$ và $12\text{ tổ chức}$).

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Giàng A Hồng đã tổng kết và ứng dụng thành công quy trình kết hợp công nghệ máy toàn đạc điện tử, máy định vị GPS cùng các phần mềm chuyên ngành MicroStation và FAMIS để thành lập bản đồ địa chính số tỷ lệ 1/1000 tại phường Quỳnh Xuân, thị xã Hoàng Mai, tỉnh Nghệ An. Công trình đã phản ánh chính xác hiện trạng quản lý sử dụng đất đai, giải quyết các hạn chế tồn đọng của tài liệu bản đồ 299 cũ và thiết lập cơ sở dữ liệu không gian đạt chuẩn quy phạm kỹ thuật hiện hành. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở pháp lý và dữ liệu tin cậy phục vụ hiệu quả cho công tác cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, thống kê kiểm kê và quy hoạch sử dụng đất tại địa phương.