Ứng dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử xây dựng lưới khống chế đo vẽ phục vụ công tác thành lập bản đồ địa chính xã chi thiết, sơn dương, Tuyên Quang - Nguyễn Ngọc Anh

Nguyễn Ngọc Anh và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 122(08): 123 - 128 123 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TIN HỌC VÀ MÁY TOÀN ĐẠC ĐIỆN TỬ XÂY DỰNG LƯỚI KHỐNG CHẾ ĐO VẼ PHỤC VỤ CÔNG TÁC THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH XÃ CHI THIẾT, SƠN DƯƠNG, TUYÊN QUANG Nguyễn Ngọc Anh, Phan Đình Binh* Trường Đại học Nông Lâm - ĐH Thái Nguyên TÓM TẮT Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử để xây dựng lưới khống chế đo vẽ phục vụ công tác thành lập bản đồ địa chính cấp xã đã được triển khai tại xã Chi Thiết, huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang. Kết quả nghiên cứu cho thấy: từ 06 điểm địa chính (SD-157_SD-156_SD- 153_SD-152_SD-151_SD-150) được chọn làm điểm khởi tính đã xây dựng thêm 128 điểm lưới khống chế được chia thành 16 tuyến đường chuyền kinh vĩ cấp I (trong đó: tổng số cạnh đường chuyền là 146, tổng số góc đường chuyền là 162) đảm bảo yêu cầu chất lượng, độ chính xác cao, lưới chặt chẽ và đủ điều kiện để tiến hành đo vẽ chi tiết thành lập bản đồ địa chính xã Chi Thiết, huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang. Từ khóa: Lưới khống chế, máy toàn đạc, bình sai, bản đồ địa chính, ĐẶT VẤN ĐỀ* Đất đai là tài sản vô cùng quý giá của mỗi quốc gia. Nó là điều kiện, cơ sơ, nền tảng để phát triển các ngành kinh tế - xã hội như: công nghiệp, xây dựng, du lịch, dịch vụ... Trong những năm trước đây để ghi nhận, mô tả và quản lý tài nguyên thiên thiên, sự phân bổ đô thị, phân bổ dân cư, phân bổ sản xuất, người ta sử dụng hệ thống bản đồ địa lý, bản đồ chuyên đề, bản đồ dải thửa, được vẽ trên giấy cùng các bảng biểu thống kê được đo vẽ thủ công. Các loại bản đồ này mức độ sử dụng còn hạn chế do độ chính xác không cao, nội dung không phong phú, khó khăn cho việc lưu trữ, nhân bản, bảo quản, cập nhật và chỉnh sửa [2]. Song song với mỗi giai đoạn phát triển của xã hội loài người, và các ngành khoa học nói chung và ngành trắc địa nói riêng cũng có những bước phát triển rõ rệt. Ngày nay, những thành tựu to lớn của nhiều ngành như toán học, địa lý học, kỹ thuật điện, tin học, đã được ứng dụng vào ngành trắc địa bản đồ. Công nghệ đo vẽ bằng máy toàn đạc điện tử ra đời đã tạo nên một bước phát triển mới giúp cho việc thành lập bản đồ được thực hiện nhanh chóng và có độ chính xác cao, đáp ứng được cho bản đồ ở mọi tỷ lệ, mang lại hiệu quả kinh tế cao. Chính vì vậy mà công nghệ * Tel: đo vẽ bằng máy toàn đạc điện tử hiện nay đang dần trở thành công nghệ chính trong công tác đo vẽ thành lập bản đồ [5]. Bản đồ địa chính là tài liệu cơ bản của hồ sơ địa chính, mang tính pháp lý cao phục vụ chặt chẽ quản lý đất đai đến từng thửa đất, từng chủ sử dụng đất. Bản đồ địa chính khác với bản đồ chuyên ngành thông thường ở chỗ bản đồ địa chính có tỷ lệ lớn và phạm vi rộng khắp mọi nơi trên toàn quốc. Bản đồ địa chính thường xuyên được cập nhật những thay đổi hợp pháp của pháp luật đất đai, có thể cập nhật hàng ngày hoặc cập nhật theo định kỳ. Hiện nay ở hầu hết các quốc gia trên thế giới, người ta hướng tới việc xây dựng bản đồ địa chính đa chức năng. Vì vậy, bản đồ địa chính còn có tính chất của bản đồ địa chính cơ bản quốc gia [1]. Với tính chất hết sức quan trọng của hệ thống bản đồ địa chính, tỉnh Tuyên Quang đã tiến hành xây dựng hệ thống bản đồ địa chính cho các địa phương trên địa bàn tỉnh trong đó có xã Chi Thiết huyện Sơn Dương. Để xây dựng bản đồ địa chính theo hệ toạ độ nhà nước cho xã thì chúng ta cần phải xây dựng lưới khống chế đo vẽ cho khu vực đo. Do vậy, việc “Ứng dụng công nghệ tin học và máy toàn đạc điện tử xây dựng lưới khống chế đo vẽ phục vụ công tác thành lập bản đồ địa chính tại xã Chi Thiết, Sơn Dương, Tuyên Quang” là công việc hết sức cần thiết và quan trọng Nguyễn Ngọc Anh và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 122(08): 123 - 128 124 nhằm mục đích nâng cao chất lượng và yêu cầu về độ chính xác đo vẽ. VẬT LIỆU, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Vật liệu nghiên cứu - Máy toàn đạc điện tử TOPCON GTS 230N phục vụ đo đạc lưới khống chế - Thu thập các bản đồ số có sẵn: Bản đồ địa hình, bản đồ địa giới 364, bản đồ hiện trạng,.. - Thu thập số liệu các điểm khống chế hạng cao có sẵn trong khu đo. - Sử dụng các phần mềm trong biên tập, xử lý số liệu: phần mềm trút dữ liệu T-CON; phần mềm bình sai PickNet. Phương pháp nghiên cứu - Điều tra cơ bản (thu thập tài liệu, số liệu, các bản đồ hiện có,) - Công tác ngoại nghiệp [5]: + Khảo sát thực địa kết hợp với bản đồ địa giới hành chính xác định ranh giới khu đo. + Dựa vào các điểm địa chính để thành lập lưới đo vẽ. + Chọn điểm, chôn mốc thông hướng. + Đo lưới kinh vĩ (đo góc, cạnh) bằng máy toàn đạc điên tử - Công tác nội nghiệp [5]: + Kiểm tra đánh giá các kết quả đo và bản vẽ sơ họa bằng cách thống kê toàn bộ số liệu đo và số liệu gốc, phân tích và xử lý thông tin. + Trút số liệu đo từ máy toàn đạc điên tử vào máy tính, tiến hành xử lý số liệu để bình sai lưới kinh vĩ. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Điều tra cơ bản Chi Thiết là một xã nằm ở phía Nam của huyện Sơn Dương, cách trung tâm huyện 30km và cách thị xã Tuyên Quang 50km, có vị trí khá thuận lợi cho phát triển kinh tế xã hội. Vị trí địa lý của xã Chi Thiết giáp ranh với các xã sau: phía Bắc giáp xã Văn Phú; phía Đông giáp xã Đông Lợi và Núi Lịch; phía Tây giáp xã Hồng Lạc và phía Nam giáp xã Hào Phú. Thành lập lưới khống chế đo vẽ Công tác chuẩn bị : - Thu thập tài liệu: Tiến hành thu thập số liệu, tài liệu từ UBND xã, phòng TN&MT, sở TN&MT chúng tôi có được các kết qủa sau (bảng 1, 2). - Khảo sát khu đo, thiết kế sơ bộ lưới kinh vĩ: Sử dụng bản đồ địa hình 1:10.000 làm bản đồ nền để thiết kế sơ bộ lưới khống chế đo vẽ. Để đảm bảo bảo mật độ cũng như phân bố đều của các điểm toạ độ lưới kinh vĩ cấp 1 đáp ứng cho việc phát triển lưới kinh vĩ cấp 2, các điểm cọc phụ, ta thiết kế lưới theo dạng đường chuyền phù hợp, đường chuyền khép kín. Khu đo được bố trí 128 điểm lưới kinh vĩ cấp 1 tạo thành 16 tuyến đường chuyền, điểm khởi tính cho tuyến đường chuyền là 06 điểm địa chính trong khu đo. Sơ đồ các tuyến của lưới đường chuyền thể hiện ở bảng 3. Bảng 1: Các loại bản đồ hiện có trên địa bàn xã STT Tên bản đồ Tỉ lệ Năm đo vẽ 1 Bản đồ giải thửa 299 1:1000; 1:500 1985 2 BĐ ĐGHC 364 1:50.000 1994 3 Bản đồ địa hình 1:10.000 2004 4 Bản đồ hiện trạng sử dụng đất 1:10.000 2005 Bảng 2: Hệ thống các điểm trắc địa hạng cao đã có trong địa bàn xã STT Tên điểm Tọa độ Xm Ym 1 SD- 157 2387872.100 426922.876 2 SD-156 2387440.331 426756.678 3 SD-153 2388275.075 428239.686 4 SD-152 2388086.112 428713.861 5 SD-151 2386851.239 428076.687 6 SD-150 2387437.201 428174.667 Nguyễn Ngọc Anh và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 122(08): 123 - 128 125 Bảng 3: Thống kê các tuyến đường chuyền STT Sơ đồ các tuyến đường chuyền 1 SD-150_SD151_ SD152_ SD153_1K01_1K02_1K03_1K04_1K05_1K06 2 SD-150_SD152_ SD153_1K07_1K08_1K09_1K10_1K11_1K12_1K13_1K14 3 SD-152_SD-153_1K15_1K16_1K17_1K18_1K19_1K20_1K21_1K22_1K23_1K24_1K25_1K26_ 1K31_1K32_1K33_1K34_1K35_1K36_1K37_SD-157_SD-156 4 SD-152_SD-153_1K15_1K16_1K17_1K30_1K29_1K28_1K27_1K26_1K25_1K24_1K23_1K22_ 1K21_1K20_1K39_1K38_SD-157 5 SD-152_SD-153_1K15_1K16_1K17_1K18_1K19_1K20_1K40_1K41_1K42_1K43_1K44_1K45_ SD-157_SD-156 6 SD-150_SD-151_1K63_1K62_1K61_1K60_1K59_1K58_1K57_1K56_1K55_1K52_1K53_1K54_ SD-157_SD-156 7 SD-150_SD-151_1K63_1K62_1K61_1K60_1K59_1K58_1K57_1K56_1K55_1K52_1K51_1K50_ 1K49_1K48_1K47_1K46_SD-157_SD-156 8 SD-150_SD-151_1K63_1K62_1K61_1K64_1K65_1K66_1K67_1K68_1K69_1K70_1K71_1K78_ 1K79_1K80_1K81_1K82_SD-156_SD-157 9 SD-150_SD-151_1K63_1K62_1K61_1K64_1K65_1K66_1K67_1K77_1K76_1K75_1K74_1K73_ 1K72_1K71_1K78_1K79_1K80_1K81_1K82_SD-156_SD-157 10 SD-157_SD-156_1K82_1K81_1K83_1K84_1K85_1K86_1K87_1K88_1K89_1K90_1K91_SD- 157_SD-156 11 SD-157_SD-156_1K82_1K81_1K83_1K84_1K85_1K86_1K87_1K88_1K89_1K92_1K43_1K44_ 1K45_SD-157_SD-156 12 SD-150_SD-151_1K63_1K62_1K61_1K64_1K65_1K66_1K67_1K77_1K76_1K75_1K74_1K73_ 1K120_1K121_1K122_1K123_1K124_1K125_1K85_1K84_1K83_1K81_1K82_SD-156_SD-157 13 SD-156_SD-157_1K45_1K44_1K43_1K42_1K41_1K40_1K20_1K19_1K18_1K17_1K16_1K126_ 1K127_1K128_1K114_1K115_1K116_1K117_1K96_1K95_1K94_1K93_SD-153_SD-152 14 SD-156_SD-157_1K45_1K44_1K43_1K42_1K41_1K40_1K20_1K19_1K18_1K17_1K16_1K126_ 1K127_1K128_1K114_1K115_1K116_1K117_1K96_1K97_1K98_1K118_1K119_SD-152_SD-153 15 SD-156_SD-157_1K45_1K44_1K43_1K42_1K41_1K40_1K20_1K19_1K18_1K17_1K16_1K126_ 1K127_1K128_1K114_1K113_1K108_1K107_1K106_1K105_1K111_1K110_1K112_1K101_1K1 00_1K99_1K98_1K118_1K119_SD-152_SD-153 16 SD-156_SD-157_1K45_1K44_1K43_1K42_1K41_1K40_1K20_1K19_1K18_1K17_1K16_1K126_ 1K127_1K128_1K114_1K113_1K108_1K109_1K110_1K111_1K105_1K104_1K103_1K102_1K1 01_1K100_1K99_1K98_1K118_1K119_SD-152_SD-153 Các điểm lưới kinh vĩ phải được bố trí đều nhau trong khu vực đo vẽ sao cho một trạm máy có thể đo được nhiều điểm chi tiết nhất. Chỉ tiêu kĩ thuật của lưới phải đảm bảo theo đúng quy phạm đo vẽ thành lập bản đồ địa chính do Bộ Tài nguyên & Môi trường ban hành (bảng 4) [3][4][6]. Bảng 4: Chỉ tiêu kĩ thuật đường chuyền kinh vĩ cấp I, II STT Yếu tố lưới đường chuyền kinh vĩ Chỉ tiêu kỹ thuật Cấp 1 Cấp 2 1 - Chiều dài đường chuyền không lớn hơn 2000m 1000m 2 - Số cạnh nhiều nhất 15 cạnh. 15 cạnh. 3 - Số cạnh từ điểm gốc đến điểm nút hoặc giữa 2 nút 10 cạnh. 10 cạnh. 4 - Chiều dài cạnh đường chuyền dài nhất không quá 400 m. 400 m. 4 - Chiều dài cạnh đường chuyền không ngắn nhất 20 m. 5 m. 5 - Sai số trung phương đo góc không lớn hơn 15'' 15'' 6 - Sai số trung phương đo cạnh sau bình sai không lớn hơn 0.015 m. 0.015 m. 7 - Sai số khép góc giới hạn trong đường chuyền  30'' √ n.  30'' √ n. 8 - Sai số khép giới hạn đường chuyền fs/[s] không lớn hơn 1/ 4000 1/ 2000 9 - Số lần đo góc trong đường chuyền + Đối với máy có độ chính xác đo góc từ 1" đến 5 " + Đối với máy có độ chính xác đo góc trên 5" đến 10" 1 2 1 2 10 - Số lần đo cạnh trong đường chuyền 2 2 Nguyễn Ngọc Anh và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 122(08): 123 - 128 126 Công tác ngoại nghiệp - Chọn điểm, chôn mốc và thông hướng: Trong quá trình khảo sát và chôn mốc ngoài thực địa, ta chọn 6 điểm địa chính gốc, 128 điểm lưới, 146 cạnh đo, 162 góc đo. - Đo các yếu tố cơ bản của lưới: Sau khi chôn mốc, thông hướng xong ta tiến hành đo các yếu tố cơ bản của lưới. * Đo góc: Dùng máy toàn đạc điện tử TOPCON GTS 230N để đo góc trong lưới khống chế đo vẽ. Sai số kép trong đường chuyền không vượt quá đại lượng: fb=2mbn [3][4][5][6]. Trong đó: mb : Là sai số trung phương đo góc n : Là số góc đo Kết quả đo góc thể hiện ở bảng sau: Bảng 5: Kết quả đo góc của lưới khống chế STT Ký hiệu góc Góc đo Trái Giữa Phải 1 SD-152 SD-153 1K01 109050’20” 2 SD-153 1K01 1K02 96058’38” 3 1K01 1K02 1K03 175010’32” 4 1K02 1K03 1K04 189006’22” 5 1K03 1K04 1K05 228046’11” 6 1K04 1K05 1K06 191020’14” 7 1K05 1K06 1K07 179044’23” 8 1K08 1K07 1K06 193010’45” .. .. .. .. .. * Đo cạnh: Dùng máy toàn đạc điện tử TOPCON GTS 230N để đo cạnh lưới khống chế đo vẽ. Chỉ tiêu kỹ thuật của cạnh như sau [3][4][5][6]: + Chiều dài cạnh đường chuyền không quá 400m. + Chiều dài 2 cạnh đường chuyền không chênh lệch quá 2.5 lần. + Đối với đường chuyền có điểm nút, chiều dài lớn nhất và số cạnh lớn nhất giữa điểm gốc với điểm nút và các điểm nút phải nhỏ hơn 2/3 chiều dài và số cạnh của đường chuyền đơn. + Cạnh lưới đường chuyền được đo 2 lần, chênh lệch kết quả giữa các lần đo  2a (a là hằng số của máy). Sai số trung phương trong cạnh đường chuyền không lớn hơn 0.015m. Kết quả đo cạnh thể hiện ở bảng 6. Bảng 6: Kết quả đo cạnh của lưới STT Ký hiệu cạnh Cạnh đo (m) Điểm 1 Điểm 2 1 SD-153 1K01 58.241 2 1K01 1K02 120.967 3 1K02 1K03 62.433 4 1K03 1K04 86.652 5 1K04 1K05 212.555 6 1K05 1K06 225.865 7 1K06 SD-151 189.910 .. .. .. .. Công tác nội nghiệp - Tổ chức file số liệu bình sai: Sau khi đo xong các yếu tố cơ bản của lưới tiến hành nhập số liệu đo vào máy tính. Khi số liệu đo được xử lý xong sẽ được soạn thảo bằng Notepad với 3 file dữ liệu D1.dat; D2.dat và D3.dat. Kết quả được thể hiện hình 1: Hình 1: Kết quả tổ chức File số liệu đo lưới khống chế Nguyễn Ngọc Anh và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 122(08): 123 - 128 127 Sau đó tiến hành bình sai lưới khống chế đo vẽ bằng phần mềm PickNet. Như vậy ta đã kết thúc quá trình bình sai lưới khống chế. Kết quả bình sai được thể hiện như hình 2: Hình 2: Kết quả bình sai lưới khống chế Hình 3: Sơ đồ lưới khống chế xã Chi Thiết, Sơn Dương, Tuyên Quang Nguyễn Ngọc Anh và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 122(08): 123 - 128 128 Kết quả đánh giá độ chính xác của lưới khống chế đo vẽ như sau: 1. Tổng số điểm: 134 2. Số điểm gốc: 6 3. Số điểm mới lập: 128 4. Số lượng góc đo: 162 5. Số lượng cạnh đo: 146 6. Hệ số k: 0.9999 * Kết quả đánh giá độ chính xác lưới D1: + Sai số trọng số đơn vị M = 4.51" + Điểm yếu nhất (1K05) mp = .004 (m) + Chiều dài cạnh yếu: (SD-153_1K01) ms/s = 1/37700 + Phương vị cạnh yếu: (SD-153_1K01) ma = 3.71" * Kết quả đánh giá độ chính xác lưới D2: + Sai số trọng số đơn vị M = 7.41" + Điểm yếu nhất (1K10) mp = .018 (m) + Chiều dài cạnh yếu: (1K10 _1K09) ms/s = 1/34600 + Phương vị cạnh yếu: (1K14 _SD-150) ma = 8.72" * Kết quả đánh giá độ chính xác lưới D3: + Sai số trọng số đơn vị M = 3.36" + Điểm yếu nhất (1K106) mp = .010 (m) + Chiều dài cạnh yếu: (1K96 _1K117) ms/s = 1/33100 + Phương vị cạnh yếu: (1K32 _1K31) ma = 4.11" Sơ đồ lưới khống chế đo vẽ xã Chi Thiết được thể hiện qua hình 3. KẾT LUẬN Như vậy, kết quả thiết kế và thi công lưới đường chuyền kinh vĩ dựa trên 6 điểm địa chínH (SD-157_SD-156_SD-153_SD- 152_SD-151_SD-150) được chọn làm điểm khởi tính đã xây dựng thêm 128 điểm lưới khống chế được chia thành 16 tuyến đường chuyền kinh vĩ cấp I (trong đó: tổng số cạnh đường chuyền là 146, tổng số góc đường chuyền là 162) đảm bảo yêu cầu chất lượng, độ chính xác cao, lưới chặt chẽ và đủ điều kiện để tiến hành đo vẽ chi tiết thành lập bản đồ địa chính xã Chi Thiết, huyện Sơn Dương, tỉnh Tuyên Quang. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Luật đất đai 2003, Nhà xuất bản chính trị quốc gia, Hà Nội. 2. Lê Văn Thơ (2009), Bài giảng bản đồ địa chính - Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên. 3. Quy phạm thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:200, 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000 và 1:10000 – của Bộ Tài Nguyên và Môi Trường, năm 2008. 4. Quy phạm lưới đường chuyền và tam giác đo cạnh – Cục ĐĐBĐ Nhà nước, 1982. 5. Vũ Thị Thanh Thuỷ (2008), Bài giảng trắc địa II - Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên. 6. Thông tư số 06/2009/TT- Quy định về quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về xây dựng lưới toạ độ của Bộ Tài Nguyên và Môi Trường. SUMMARY SETTING UP DRAWING CONTROL NETWORK FOR CADASTRAL MAP CREATION IN CHI THIET COMMUNE, SON DUONG DISTRICT, TUYEN QUANG PROVINCE BY INFORMATIC TECHNOLOGY AND TOTAL STATION ELECTRONICS Nguyen Ngọc Anh, Phan Dinh Binh* College of Agriculrure and Forestry - TNU A study on setting up drawing control network for cadastral map creation in commune level by informatics technology and total station electronic was conducted in Chi Thiet commune, Son Duong district, Tuyen Quang province. The result shown that, from 6 cadastral starting points (SD- 157_SD-156_SD-153_SD-152_SD-151_SD-150), there are 128 added drawing control network points were built and were divided in to 16 I level theodolite angles. In which, there are 146 lines and 162 angles meeting requested standard and conditions for setting up detail cadastral map of Chi Thiet commune, Son Duong district, Tuyen Quang province. Keywords: theodolite angles, total station electronic, adjustment, cadastral map Ngày nhận bài:15/4/2014; Ngày phản biện:29/4/2014; Ngày duyệt đăng: 25/8/2014 Phản biện khoa học: TS. Lê Văn Thơ – Trường Đại học Nông Lâm – ĐHTN * Tel: