ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

MAI VĂN TẤT

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GPS XÂY DỰNG LƯỚI
ĐỊA CHÍNH PHỤC VỤ CÔNG TÁC ĐO ĐẠC
CHỈNH LÝ BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH CẤP XÃ TẠI
HUYỆN ĐỒNG HỶ, TỈNH THÁI NGUYÊN
Ngành : Quản lý đất đai
Mã số ngành: 60.85.01.03

LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI
Người hướng dẫn khoa học : PGS.TS. Đàm Xuân Vận
PHÒNG QLDDTS ĐH

KHOA QLTN

Thái Nguyên, 2016

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn này do chính tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa
học của PGS.TS. Đàm Xuân Vận
Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này của tôi hoàn toàn trung
thực và chưa hề công bố hoặc sử dụng để bảo vệ học vị nào.
Các thông tin, tài liệu trình bày trong luận văn này đã được chỉ rõ nguồn gốc.


Mai Văn Tất


iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ..................................................................................... 1
4. Yêu cầu của đề tài .............................................................................................. 2
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ........................................................... 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................. 4
1.1 Công tác thành lập bản đồ địa chính ................................................................ 4
1.1.1. Hệ thống lưới khống chế .............................................................................. 4
1.1.2. Sơ đồ phát triển lưới tọa độ địa chính .......................................................... 5
1.1.3 Yêu cầu mật độ điểm tọa độ địa chính .......................................................... 6
1.1.4. Yêu cầu độ chính xác lưới tọa độ địa chính ................................................. 6
1.1.5. Độ chính xác xác định chiều dài thửa đất .............................................. 12
1.1.6. Công tác thành lập bản đồ địa chính. ......................................................... 15
1.2. Giới thiệu về công nghệ định vị GPS ............................................................ 17
1.2.1. Cấu trúc hệ thống GPS. .............................................................................. 17
1.2.2. Tín hiệu GPS .............................................................................................. 18
1.2.3. Các trị đo GPS ............................................................................................ 18
1.2.4. Nguyên lý định vị GPS .............................................................................. 19
1.2.5. Các nguồn sai số......................................................................................... 19

2.2. Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 39
2.2.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội huyện Đồng Hỷ ..................... 39
2.2.2 Thực trạng công tác đo đạc bản đồ địa chính tại khu vực huyện Đồng
Hỷ tỉnh Thái Nguyên .............................................................................. 39
2.2.3 Ứng dụng công nghệ GPS xây dựng lưới địa chính ................................... 39


v
2.2.4 So sánh ứng dụng đo lưới kinh vĩ bằng công nghệ GPS động thời gian
thực và đo bằng máy toàn đạc điện tử theo phương pháp đường
chuyền .................................................................................................... 40
2.2.5 Đánh giá kết quả xây dựng lưới khống chế GPS đo động thời gian
thực và đề xuất giải pháp thực hiện ........................................................ 40
2.3. Phương pháp nghiên cứu và xử lý số liệu ..................................................... 40
2.3.1. Phương pháp thu thập số liệu ..................................................................... 40
2.3.2. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu ..................................................... 40
2.3.3. Phương pháp đánh giá ................................................................................ 41
2.3.4. Phương pháp so sánh.................................................................................. 42
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................... 43
3.1. Đặc điểm tự nhiên và điều kiện kinh tế xã hội huyện Đồng Hỷ ................... 43
3.1.1 Đặc điểm tự nhiên ...................................................................................... 43
3.1.2. Điều kiện xã hội ......................................................................................... 45
3.1.3. Tình hình kinh tế của huyện ....................................................................... 46
3.2. Thực trạng công tác đo đạc bản đồ địa chính tại khu vực huyện Đồng
Hỷ tỉnh Thái Nguyên .............................................................................. 47
3.2.1. Thực trạng công tác đo đạc bản đồ địa chính đối với với các đơn vị
xã thuộc TKKT-DT chung với các huyện khác. .................................... 47
3.2.2. Hiện trạng bản đồ địa chính các xã, thị trấn............................................... 50
3.2.3. Kết quả xây dựng lưới địa chính đã được phê duyệt năm 2012 .......................... 53
3.3. Ứng dụng công nghệ GPS xây dựng lưới địa chính ..................................... 53

GCNQSD : Giấy chứng nhận quyền sử dụng
HDOP : Horizon Dilution of Precision (Độ mất chính xác theo phương ngang)
PDOP : Position Dilution of Precision (

Độ mất chính xác vị trí vệ tinh theo 3D)

Ratio : Tỉ số phương sai
Reference Variance : Độ chênh lệch tham khảo
RSM : Sai số chiều dài cạnh
VDOP : Vertiacal Dilution of Precision (Độ mất chính xác theo phương dọc)
X, Y, h : Tọa Độ X, Y, độ cao thủy chuẩn tạm thời
Mx, My, Mh : Sai số theo phương x, y h
Mp : Sai số vị trí điểm
BĐĐC : Bản đồ địa chính
QLĐĐ : Quản lý đất đai
DEM : Mô hình số độ cao
TKKT DT : Thiết kế kỹ thuật dự toán
GNSS : Global Navigation Satellite System (tên dùng chung cho các hệ thống
định vị toàn cầu sử dụng vệ tinh)
SSTP : Sai số trung phương
CSDL : Cơ sở dữ liệu
ĐCCS: Địa chính cơ sở
HN-72 : Hệ tọa độ Hà Nội – 72
VN-2000 : Hệ tọa độ VN 2000 (Hệ tọa độ Trắc địa bản đồ Quốc gia)


viii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Mật độ điểm tọa độ nhà nước và địa chính cơ sở .................................. 6
Bảng 1.2. Chỉ tiêu kỹ thuật chung lưới địa chính .................................................. 7

ix
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Các thành phần của hệ thống GPS .................... 17
Hình 1.2. Sơ đồ lưới dạng tam giác ............................ 31
Hình 1.3. Sơ đồ lưới dạng tứ giác ............................. 31
Hình 1.4. Sơ đồ lưới dạng đường chuyền ........................ 31
Hình 3.1: Sơ đồ thiết kế lưới địa chính ............................................................55
Hình 3.2: Sơ đồ lưới địa chính .........................................................................60
Hình 3.3: Sơ đồ lưới kinh vĩ đo bằng công nghệ GPS .............. 74
Hình 3.4: Sơ đồ lưới kinh vĩ đo bằng máy toàn đạc điện tử ........... 76


1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hệ thống bản đồ địa chính và hồ sơ địa chính trên địa bàn huyện Đồng
Hỷ, tỉnh Thái Nguyên trước kia được thành lập theo hệ toạ độ HN-72, độ
chính xác tài liệu bản đồ tuân thủ theo quy định của Quy phạm do Tổng cục
Địa chính ban hành năm 1991. Sổ bộ địa chính lập theo mẫu cũ, chắp vá thiếu
đồng bộ. Bên cạnh đó trong những năm qua trên địa bàn huyện Đồng Hỷ công
tác quy hoạch và đô thị hóa phát triển rất mạnh nên việc mua bán, sang
nhượng chia tách các thửa đất của các chủ sử dụng đất diễn ra liên tục, thường
xuyên. Trong khi việc cập nhật và chỉnh lý không kịp thời, không đồng bộ hệ
thống bản đồ và hồ sơ địa chính đã làm cho tư liệu bản đồ địa chính cũ đi
không đáp ứng được yêu cầu của công tác quản lý đất đai hiện nay. Vì vậy
bản đồ địa chính nói riêng, hồ sơ địa chính nói chung trở nên lạc hậu, không
phù hợp với hiện trạng sử dụng đất, nên gây nhiều khó khăn cho địa phương
trong công tác quản lý sử dụng tài nguyên đất. Do vậy vấn đề đặt ra là cần
khẩn trương đo đạc bổ sung, chỉnh lý, cập nhật bản đồ địa chính kịp thời và
đồng bộ để phục vụ cho việc kê khai cấp, đổi GCN, xây dựng cơ sở dữ liệu

3. Mục tiêu cụ thể
- Xây dựng phương án thiết kế lưới, ước tính độ chính xác của đồ hình
lưới thiết kế
- Nghiên cứu, đánh giá khả năng ứng dụng công nghệ GPS, nguyên lý
và các phương pháp định vị GPS.
- Ứng dụng công nghệ GPS trong xây dựng thành lập lưới khống chế
phục vụ đo vẽ bản đồ địa chính huyện Đồng Hỷ tỉnh Thái Nguyên
- Đánh giá kết quả và đề xuất ứng dụng công nghệ GPS trong xây dựng
thành lập lưới khống chế phục vụ đo vẽ bản đồ địa chính
4. Yêu cầu của đề tài


3
Lưới địa chính đảm bảo chất lượng đúng tiêu chuẩn của quy phạm, ký
hiệu hiện hành, quy định kỹ thuật của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Hệ thống
hồ sơ phải đảm bảo tính đồng bộ, khoa học.
Giải pháp kỹ thuật thi công, phù hợp với công nghệ kỹ thuật hiện có,
phù hợp với đặc điểm địa hình, tiết kiệm về kinh phí, đảm bảo đúng chế độ
chính sách của Nhà nước.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa khoa học của đề tài là nghiên cứu các ứng dụng của công
nghệ GPS áp dụng vào trong công tác xây dựng lưới khống chế phục vụ
công tác đo đạc bản đồ địa chính cấp xã tại huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái
Nguyên.
Ý nghĩa thực tiễn là từ kết quả của đề tài tạo ra cơ sở khoa học giúp cho
các đơn vị sản xuất áp dụng công nghệ GPS để xây dựng hệ thống lưới địa
chính thay thế cho phương pháp xây dựng lưới bằng máy toàn đạc điện tử
truyền thống, nhằm nâng cao độ chính xác rút ngắn thời gian đo đạc tại thực
địa, mang lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật trong thực tế sản xuất khi xây dựng
lưới khống chế trắc địa nói chung và lưới khống chế địa chính ở huyện Đồng

trí thêm 2 cấp khống chế mặt bằng, đó là lưới tọa độ địa chính cấp 1 và cấp 2.


5
Về phương pháp xây dựng lưới khống chế tọa độ địa chính, ta có thể áp
dụng các phương pháp tam giác hoặc đường chuyền thông thường. Song ngày
nay, công nghệ trắc địa đã có những tiến bộ rất cơ bản nên người ta thường sử
dụng công nghệ định vị toàn cầu GPS để xây dựng lưới khống chế địa chính
cơ sở. Công nghệ đo dài cũng tiến bộ vượt bậc nên trong thực tế hiện nay
thường chỉ ứng dụng phương pháp đường chuyền để xây dựng lưới tọa độ địa
chính cấp 1 và cấp 2.
Lưới thuỷ chuẩn cấp 4 và lưới thuỷ chuẩn kỹ thuật được dùng làm cơ sở
khống chế độ cao phục vụ đo vẽ bản đồ địa chính. [14]
1.1.2. Sơ đồ phát triển lưới tọa độ địa chính
Lưới tọa độ Nhà nước là lưới tọa độ hạng I, hạng II đã được xây dựng
thống nhất và phủ trùm toàn bộ lãnh thổ quốc gia, lưới tọa độ hạng III và hạng
IV Nhà nước đã xây dựng ở một số vùng, nó chỉ đảm bảo mật độ và độ chính
xác phục vụ đo vẽ bản đồ địa chính ở khu vực nông thôn, đất nông nghiệp,
lâm nghiệp. Tuy nhiên vai trò thực tế của nó rất hạn chế vì mạng lưới này đã
bị mất mát, bị phá hỏng nhiều.
Ngày nay công nghệ GPS đã được ứng dụng rộng rãi trong việc thành lập
các loại lưới trắc địa nhờ vào khả năng cho độ chính xác cao, giá thành hạ,
thời gian thi công nhanh chóng và tiện lợi. Nó là yếu tố đảm bảo kỹ thuật cho
việc lựa chọn phương án xây dựng lưới tọa độ địa chính.
Phương án cơ bản để xây dựng lưới tọa độ địa chính hiện nay là:
Chêm vào các điểm hạng I, hạng II Nhà nước một mạng lưới địa chính
cơ sở hạng III đo bằng công nghệ GPS, có độ chính xác đạt tiêu chuẩn hạng
III Nhà nước và mật độ điểm ngang với hạng IV Nhà nước. Như vậy, lưới địa
chính vừa hoà nhập được với mạng lưới tọa độ quốc gia vừa đáp ứng được
yêu cầu đo vẽ bản đồ địa chính tất cả các loại tỷ lệ trên phạm vi toàn quốc.

2

1/2000, 1/500

10 km 2 - 15 km 2 / 1 điểm Nhà nước

3

1/500, 1/200

10 km 2 / 1 điểm Nhà nước

4

Nếu đo vẽ bản đồ địa chính tỷ
lệ lớn bằng ảnh HK, chỉ cần

20 km 2 - 30 km 2 / 1 điểm Nhà nước

Mật độ điểm tọa độ địa chính cấp 1, cấp 2 trở lên
1

1/5000, 1/25000

2

1/500, 1/2000

5 km 2 / 1 điểm địa chính cấp 1
5 km 2 / 1 điểm địa chính cấp 2 trở lên

3

Trị tuyệt đối sai số trung phương tuyệt đối cạnh dưới 400 m
sau bình sai

Chỉ tiêu
kỹ thuật
≤ 5 cm
≤ 1:50000
≤ 1,2 cm

Trị tuyệt đối sai số trung phương phương vị cạnh sau bình sai:
4

- Đối với cạnh lớn hơn hoặc bằng 400 m

≤ 5 giây

- Đối với cạnh nhỏ hơn 400 m

≤ 10 giây

Trị tuyệt đối sai số trung phương độ cao sau bình sai:
5

- Vùng đồng bằng

≤ 10 cm

- Vùng núi

Sử dụng máy thu có trị tuyệt đối của sai số đo cạnh

3

Số vệ tinh khỏe liên tục

≥4

4

PDOP lớn nhất

≤4

5

Góc ngưỡng cao (elevation mask) cài đặt trong máy thu

6

Thời gian đo ngắm đồng thời

≤ 10 mm + 2.D mm
(D: tính bằng km)

≥ 150 (15 độ)
≥ 60 phút

- Trị tuyệt đối sai số khép hình giới hạn tương đối khi


Trong đó:
f S  ( dX )  ( dY )  ( dZ ) ; S  
n

n

2

i 1

n

2

i 1

2

i 1

n



dX 2  dY 2  dZ 2

i 1

Các giá trị dX, dY, dZ là các giá trị nhận được từ việc giải các cạnh
(baselines) tham gia vào vòng khép, n là số cạnh khép hình.


≤ 8 km

- Từ điểm khởi tính đến điểm nút hoặc giữa hai điểm nút

≤ 5 km

- Chu vi vòng khép

≤ 20 km

Chiều dài cạnh đường chuyền
- Cạnh dài nhất
4

- Cạnh ngắn nhất
- Chiều dài trung bình một cạnh

5

Trị tuyệt đối sai số trung phương đo góc

≤ 1.400 m
≥ 200 m
500 - 700 m
≤ 5 giây

Trị tuyệt đối sai số giới hạn khép góc đường chuyền
6


1

Máy có độ chính xác đo góc 1 - 2 giây

≥4

2

Máy có độ chính xác đo góc 3 - 5 giây

≥6

Khi đo góc, vị trí bàn độ ngang trong các lần đo phải thay đổi một góc
tính theo công thức:

1800
 
n
0

Trong đó: n là số lần đo.
Các hạn sai khi đo góc (quy định chung cho các máy đo có độ chính xác
đo góc từ 1 - 5 giây) không lớn hơn giá trị quy định ở bảng sau:
Bảng 1.6: Quy định trong đo góc
Các yếu tố trong đo góc

TT

Hạn sai (giây)


11
hoặc sai số khép vòng, sai số khép giới hạn tương đối đường chuyền nằm
trong giới hạn cho phép thì kết quả đo mới được sử dụng để bình sai bằng
phương pháp bình sai chặt chẽ; kết quả cuối cùng góc lấy chẵn đến giây, toạ
độ và độ cao lấy chẵn đến mm.
- Lưới khống chế đo vẽ: lưới khống chế đo vẽ được lập nhằm tăng dày
thêm các điểm tọa độ để đảm bảo cho việc lập bản đồ địa chính bằng phương
pháp đo vẽ trực tiếp tại thực địa hoặc tăng dày điểm khống chế ảnh để đo vẽ
bổ sung ngoài thực địa khi lập bản đồ địa chính bằng phương pháp ảnh hàng
không kết hợp đo vẽ trực tiếp ngoài thực địa.
Lưới khống chế đo vẽ bao gồm: lưới khống chế đo vẽ cấp 1 và cấp 2 đo
vẽ bằng máy toàn đạc điện tử, kinh vĩ điện tử và lưới khống chế đo vẽ đo bằng
công nghệ GNSS đo tĩnh, đo tĩnh nhanh hoặc đo động.
Lưới khống chế đo vẽ cấp 1 được phát triển dựa trên tối thiểu 2 điểm
tọa độ có độ chính xác tương đương điểm địa chính trở lên. Lưới khống chế
đo vẽ cấp 2 được phát triển dựa trên tối thiểu 2 điểm tọa độ có độ chính xác
tương đương điểm khống chế đo vẽ cấp 1 trở lên. Lưới khống chế đo vẽ đo
bằng công nghệ GNSS được phát triển dựa trên tối thiểu 3 điểm tọa độ có độ
chính xác tương đương điểm địa chính trở lên.
+ Đo vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ 1:200 chỉ được lập lưới khống chế đo vẽ 1
cấp (cấp 1) hoặc lưới khống chế đo vẽ đo bằng công nghệ GNSS đo tĩnh (nếu
điều kiện cho phép).
+ Đo vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500 được lập lưới khống chế đo vẽ 2
cấp (cấp 1 và cấp 2) hoặc lưới khống chế đo vẽ đo bằng công nghệ GNSS đo
tĩnh (nếu điều kiện cho phép).
+ Đo vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000, 1:2000, 1:5000, 1:10000 được
lập thêm các điểm trạm đo từ lưới khống chế đo vẽ để đo hết khu vực đo vẽ,
nhưng sai số trung phương vị trí điểm sau bình sai không quá 0,1 mm theo tỷ




≤ 5 cm

≤ 7 cm

≤1/25.000

≤ 1/10000

≤ 1/10000

≤ 1/5.000

Sai số trung phương vị trí điểm sau bình
sai so với điểm gốc
Sai số trung phương tương đối cạnh sau
bình sai
Sai số khép tương đối giới hạn

Khi lập lưới khống chế đo vẽ bằng công nghệ GNSS thì thời gian đo
ngắm đồng thời 4 vệ tinh trở lên tối thiểu là 15 phút; ngoài ra quy định
các tiêu chí đánh giá chất lượng khác của lưới gồm: số vệ tinh khỏe liên
tục tối thiểu; PDOP lớn nhất khi đo; góc mở lên bầu trời; các chỉ tiêu tính
khái lược lưới. [14]
1.1.5. Độ chính xác xác định chiều dài thửa đất
Bản đồ địa chính địa vật quan trọng nhất là các điểm góc thửa đất
(các điểm trên đường biên thửa đất). Sai số trung phương vị trí điểm góc
thửa so với điểm khống chế đo vẽ không lớn quá 0,4 mm trên bản đồ, ta
ký hiệu sai số này là: m g= 0,2 mm.


tổng hợp vị trí điểm chi tiết.
Do tính chất và phương pháp thể hiện bản đồ địa chính nên các điểm chi
tiết địa vật hay điểm đặc trưng trên đường biên thửa đất cách xa nhau nhất
trên tờ bản đồ sẽ tương ứng với chiều dài đường chéo tờ bản đồ. Đối với bản
đồ địa chính tỷ lệ 1:500, kích thước bản vẽ là 50 x 50cm thì chiều dài đường
chéo tờ bản đồ ứng với khoảng cách S = 350 m ở thực địa.


14
Mặt khác, ở phần trên ta đã chứng minh rằng sai số trung phương chiều
dài một cạnh có độ lớn bằng sai số trung phương vị trí một điểm đầu cạnh.
Khi đó có thể coi sai số trung phương chiều dài S = 350 m tương ứng bằng sai
số trung phương vị trí điểm các cấp khống chế.
Sai số trung phương tương đối chiều dài cạnh các cấp khống chế tọa độ
sẽ tính theo công thức:

Bảng 1.8: Chỉ tiêu đánh giá cạnh đo
TT
Cấp K.C

SSTP tương đối

SS tương đối
giới hạn

Cấp lưới tọa độ

1

1/130.000


1/5.000

1/2.500

Kinh vĩ 2

Qua bảng kết quả thử ở cột 2 ta thấy độ chính xác các cấp khống chế
trong phương án này gần tương đương với độ chính xác lưới tọa độ địa
chính hiện hành.
Do đặc điểm công nghệ hiện nay nên đa số lưới tọa độ địa chính được xây
dựng theo phương pháp đường chuyền đo cạnh bằng máy đo điện tử. Giả sử ta
chọn phương án xây dựng lưới tọa độ địa chính, trong đó các yếu tố đặc trưng
của nó đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật của quy phạm đo vẽ bản đồ địa chính ban
hành tháng 3 năm 2000. Sai số trung phương tương đối đo chiều dài cạnh và sai
số khép tương đối giới hạn đường chuyền đảm bảo theo kết quả.


15
Quy phạm hiện hành quy định khi lập đường chuyền cấp 1, cấp 2 cần đo
góc với sai số trung phương là 5" và 10".

Bảng 1.9: Tiêu chuẩn kỹ thuật lưới đường chuyền
Tiêu chuẩn kỹ thuật
Các yếu tố
ĐC cấp

ĐC cấp

Kinh vĩ


200 m

60 m

30 m

4. SSTP tương đối đo cạnh

1/58000

1/26000

1/12000

1/5000

1/29000

1/13000

1/6000

1/2500

3"2

6"6

13"7