Nghiên cứu ứng dụng công nghệ uav thành lập bản đồ địa chính phường minh khai, quận bắc từ liêm, thành phố hà nội

Phương pháp đối soát, đo đạc bổ sung thực địa, kiểm tra, đánh giá độ chính xác bản đồ: đối soát thực địa để xác minh thông tin trên bản đồ đã số hóa về ranh thửa và mục đích sử dụng đất

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo

vệ lấy bất kỳ học vị nào

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám

ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày 03 tháng 05 năm 2018

Tác giả luận văn

Nguyễn Việt Hùng

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được

sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình

Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết

ơn sâu sắc tới TS Trần Minh Ý và PGS.TS Trần Quốc Vinh đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Hệ thống thông tin đất đai, Khoa Quản lý đất đai – Học viện Nông nghiệp Việt Nam

đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ công chức, viên chức phường Minh Khai, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận văn./

Hà Nội, ngày 03 tháng 05 năm 2018

Tác giả luận văn

Nguyễn Việt Hùng

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục chữ viết tắt v

Danh mục bảng vi

Danh mục sơ đồ, hình vii

Trích yếu luận văn viii

Thesis abstract x

Phần 1 Mở đầu 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.3 Phạm vi nghiên cứu 2

1.4 Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3

Phần 2 Tổng quan tài liệu 4

2.1 Bản đồ địa chính 4

2.1.1 Khái niệm bản đồ địa chính 4

2.1.2 Nội dung bản đồ địa chính 5

2.1.3 Mục đích, vai trò của bản đồ địa chính 8

2.1.4 Quy trình thành lập bản đồ địa chính 9

2.1.5 Quy chuẩn kỹ thuật bản đồ địa chính 10

2.1.6 Các phương pháp thành lập bản đồ địa chính tại Việt Nam 17

2.1.7 Ưu nhược điểm các phương pháp đo đạc bản đồ địa chính 17

2.2 Công nghệ ảnh máy bay không người lái (UAV) 20

2.2.1 Tổng quan về công nghệ ảnh hàng không 20

2.2.2 Khái niệm UAV 24

2.2.3 Ứng dụng thực tiễn của UAV 26

2.2.4 Thành lập bản đồ địa chính bằng công nghệ UAV 30

Phần 3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 35

3.1 Địa điểm nghiên cứu 35

3.2 Thời gian nghiên cứu 35

3.3 Đối tượng, vật liệu nghiên cứu 35

3.4 Nội dung nghiên cứu 35

3.4.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của phường Minh Khai, quận Bắc

Từ Liêm 35

3.4.2 Ứng dụng công nghệ ảnh UAV thành lập bản đồ địa chính 35

3.4.3 Đánh giá hiệu quả và so sánh với phương pháp truyền thống 36

3.5 Phương pháp nghiên cứu 36

3.5.1 Phương pháp thu thập số liệu 36

3.5.2 Phương pháp xây dựng lưới khống chế bằng công nghệ GPS 36

3.5.3 Phương pháp bay chụp 36

3.5.4 Phương pháp lập bình đồ ảnh 36

3.5.5 Phương pháp số hóa, biên tập bản đồ 37

3.5.6 Phương pháp đối soát, đo đạc bổ sung thực địa, kiểm tra, đánh giá độ chính xác bản đồ 37

3.5.7 Phương pháp so sánh 37

Phần 4 Kết quả và thảo luận 38

4.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội phường Minh Khai 38

4.1.1 Điều kiện tự nhiên 38

4.1.2 Điều kiện kinh tế xã hội 39

4.1.3 Tình hình quản lý, sử dụng đất 44

4.2 Ứng dụng công nghệ ảnh uav thành lập bản đồ địa chính 45

4.2.1 Khảo sát thực địa, xây dựng lưới khống chế ảnh 45

4.2.2 Thiết kế bay, bay chụp và xử lý ảnh 50

4.2.3 Số hóa ảnh, hoàn thiện đo đạc và biên tập bản đồ địa chính 57

4.3 Đánh giá hiệu quả và so sánh với phương pháp truyền thống 64

4.3.1 Kiểm tra thực địa, đánh giá độ chính xác 64

4.3.2 So sánh phương pháp sử dụng công nghệ UAV và phương pháp đo toàn đạc truyền thống 65

4.3.3 Đánh giá hiệu quả ứng dụng công nghệ UAV thành lập bản đồ địa chính 69

Phần 5 Kết luận và kiến nghị 72

5.1 Kết luận 72

5.2 Kiến nghị 73

Tài liệu tham khảo 74

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

CHỮ VIẾT TẮT TIẾNG VIỆT

Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt

CHỮ VIẾT TẮT TIẾNG ANH

Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt

System

Hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Tiêu chí đánh giá chất lượng lưới địa chính 15

Bảng 2.2 Tiêu chí đánh giá chất lượng lưới khống chế đo vẽ 17

Bảng 4.1 Bảng tổng hợp số liệu diện tích đất đai theo mục đích sử dụng đất 44

Bảng 4.2 Bảng tọa độ các điểm lưới địa chính cơ sở được sử dụng 46

Bảng 4.3 Bảng phân công vị trí trạm đo theo thứ tự ca đo 47

Bảng 4.4 Kết quả tọa độ lưới khống chế đo vẽ sau bình sai 49

Bảng 4.5 Các thông tin và thông số kỹ thuật bay chụp khu vực cánh đồng phía Bắc phường Minh Khai 54

Bảng 4.6 Bảng thống kê tổng hợp số thửa, diện tích, loại đất các tờ bản đồ 64

Bảng 4.7 So sánh hiệu quả giữa 2 phương pháp UAV và toàn đạc 67

Bảng 4.8 So sánh giá đầu tư mua thiết bị UAV và máy toàn đạc 68

DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH

Sơ đồ 2.1 Các bước thành lập bản đồ địa chính 9

Hình 2.1 Các tuyến bay chụp ảnh kề nhau và độ phủ của ảnh 22

Hình 2.2 Mối liên hệ giữa chiều cao bay và thông số kỹ thuật máy ảnh 32

Hình 2.3 Mỗi liên hệ giữa tốc độ chụp và độ phủ ảnh 33

Hình 4.1 Sơ đồ địa giới hành chính phường Minh Khai 38

Hình 4.2 Khu vực đo vẽ và biên tập bản đồ 1/1000 (ảnh Googlemap) 46

Hình 4.3 Sơ đồ thiết kế lưới và chia ca đo GPS 48

Hình 4.4 Lựa chọn loại UAV sử dụng bay chụp (Phantom 4) 51

Hình 4.5 Thiết kế chuyến bay số 01 với các thông số được hiển thị trên màn hình 53

Hình 4.6 Ảnh chụp UAV chứa điểm khống chế GPS05 54

Hình 4.7 Nhập các file ảnh đã bay chụp để phần mềm nhận diện 55

Hình 4.8 Chích điểm khống chế GPS05 tại ảnh số hiệu DJI_0045.JPG 56

Hình 4.9 Xử lý ảnh tự động bằng phần mềm Pix4Dmapper 57

Hình 4.10 Bình đồ ảnh khu vực bay chụp 57

Hình 4.11 Thực hiện số hóa bản đồ trên bình đồ ảnh 58

Hình 4.12 Khu vực cần đối soát, đo đạc bổ sung trên thực địa 58

Hình 4.13 Bản đồ trước và sau khi tiến hành đối soát, đo đạc bổ sung 60

Hình 4.14 Xử lý, biên tập bản đồ bằng Famis trên nền Microstation 63

Hình 4.15 Khu vực đo đạc thử nghiệm bằng máy toàn đạc 66

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN

Tên tác giả: Nguyễn Việt Hùng

Tên Luận văn: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ UAV thành lập bản đồ địa chính phường Minh Khai, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội

Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập các tài liệu, số liệu về điều kiện tự nhiên, tình hình phát triển kinh tế - xã hội, tình trạng quản lý và sử dụng đất của phường Minh Khai Phương pháp lập lưới khống chế: Khảo sát thực địa, thiết kế các cặp điểm GPS thông hướng, rải đều khu vực đo vẽ, phục vụ khống chể ảnh và đo đạc bổ sung thực địa

Sử dụng phần mềm Compass, xử lý kết quả đo lưới khống chế theo đúng quy định Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9401:2012

Phương pháp bay chụp: Thiết kế tuyến bay và bay chụp khu vực nghiên cứu, sử dụng thiết bị UAV DJI Phantom 4

Phương pháp lập bình đồ ảnh: Từ kết quả ảnh bay chụp UAV, tiến hành xử lý xoay, nắn, ghép ảnh, gắn hệ tọa độ để tạo ra bình đồ ảnh bằng phần mềm

Phương pháp số hóa, biên tập bản đồ: Số hóa bản đồ trên bình đồ ảnh trực giao, biên tập bản đồ địa chính theo đúng quy phạm quy định trong Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên & Môi trường ban hành

Phương pháp đối soát, đo đạc bổ sung thực địa, kiểm tra, đánh giá độ chính xác bản đồ: đối soát thực địa để xác minh thông tin trên bản đồ đã số hóa về ranh thửa và mục đích

sử dụng đất hiện trạng; đo vẽ bổ sung hoàn thiện bản đồ; kéo thước trực tiếp và đo bằng máy toàn đạc một số điểm để kiểm tra độ chính xác và đánh giá sai số bản đồ

Phương pháp so sánh: Căn cứ chỉ tiêu về thời gian thi công và nhân lực (ngày công tiêu thụ) để so sánh giữa phương pháp đo đạc bằng ảnh UAV và đo máy toàn đạc truyền thống, từ đó đưa ra kết luận, đánh giá sau cùng

Kết quả chính và kết luận

Với địa hình tương đối bằng phẳng, thuận tiện giao thông và một diện tích đất nông nghiệp khá lớn, đa dạng mục đích sử dụng, phường Minh Khai có điều kiện thuận lợi cho phát triền kinh tế - xã hội và là địa bàn lý tưởng cho công tác nghiên cứu thử nghiệm ứng dụng công nghệ UAV thành lập bản đồ địa chính đối với đất sản xuất nông nghiệp

Công tác xây dựng lưới khống chế mặt đất: 16 điểm lưới khống chế đo bằng công nghệ GPS tĩnh, được bình sai tính toán tọa độ và biên tập kết quả bằng phần mềm chuyên dụng Kết quả sai số đều nằm trong hạn sai cho phép, kết quả lưới khống chế đạt yêu cầu

Kết quả bay chụp bằng công nghệ UAV khu đất nông nghiệp phía Bắc phường Minh Khai thu được 971 ảnh đơn, hoàn thiện xử lý ảnh, xây dựng thành công bình đồ ảnh có độ phân giải cao (4,4cm) được gắn chuẩn tọa độ theo hệ tọa độ quốc gia VN-2000

Kết quả ứng dụng công nghệ ảnh UAV thành lập bản đồ địa chính khu đất nông nghiệp phía Bắc phường Minh Khai: 03 tờ bản đồ địa chính chính quy với nội dung và trình bày đúng quy định; tổng diện tích 51,57ha (1159 thửa)

Kiểm tra, đánh giá độ chính xác bản đồ địa chính thành lập bằng công nghệ UAV cho thấy phương pháp đo đạc sử dụng UAV đạt yêu cầu về độ chính xác bản đồ địa chính tỷ lệ 1/1000

So sánh hiệu quả phương pháp lập bản đồ địa chính bằng công nghệ UAV và phương pháp toàn đạc cho kết quả: Đối với khu vực đất sản xuất nông nghiệp, phương pháp UAV đạt hiệu quả cao hơn nhiều về cả thời gian và lượng nhân công so với phương pháp đo toàn đạc truyền thống

Đánh giá hiệu quả của phương pháp lập bản đồ địa chính bằng công nghệ UAV: mức độ hiệu quả của công nghệ UAV phụ thuộc địa hình và loại hình sử dụng đất của khu vực nghiên cứu Công nghệ UAV đặc biệt thích hợp cho khu vực đất sản xuất nông nghiệp, ứng dụng kém hiệu quả hơn với đất lâm nghiệp và không thích hợp đối với đất ở

THESIS ABSTRACT

Master candidate: Nguyen Viet Hung

Thesis title: Research on application of UAV technology to establish the cadastral map

of Minh Khai ward, Bac Tu Liem district, Hanoi

Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA) Research objectives

To research and try application of UAV technology to establish a cadastral map for agricultural land at 1/1000 scale

To evaluate map accuracy and compare with traditional methods, propose directions for improvement of methods, development of cadastral technology

Materials and Methods

Method of data collection: Collect document, data on natural conditions, economic development status, land use and management status of Minh Khai ward

socio-Ground control system surveying method: Field survey, design of GPS navigational pairs, scatter evenly in the study area, to serve photo manipulation and additional field measurements Using Compass software, processing of measured grid results in accordance with National Standard TCVN 9401: 2012

Photo-flight method: Design the flight route and picturing the study area, using UVA DJI Phantom 4 device

Photomap establish method: From UAV image capture, rotate, align, collage and attach coordinate system to create photomaps using software

Method for digitalization, map editing: Digitize the map on the orthogonal photomap, edit the cadastral map in accordance with the regulations in Circular No 25/2014 / TT-BTNMT, issued by the Ministry of Natural Resources and Environment

Method of checking, additional measuring in the field, checking and evaluating the accuracy of the map: checking the field to verify information on the digitized map

on land plot border and current land use purpose; additional measurement and completing the map; measure by ruler directly and measure by total station with some points to check the accuracy and evaluate the map error

Comparison method: Based on the criteria of implementation time and manpower (consumption working day) to compare between the method of measurement

by UAV image and the measurement by total station traditionally, from which to make conclusions, last evaluation

Main fidings and conclusions

With relatively flat terrain, convenient traffic and a quite large area of agricultural land, diversified use purposes, Minh Khai ward has favorable conditions for socio-economic development and is the ideal geographical location for research and application of UAV technology to establish cadastral maps for agricultural land

Construction of ground control net: 16 fixed grid points measured by static GPS technology, corrected coordinates and edited results by specialized software The results

of error are within the allowed limits, the control net result met the requirements

The results of photoflight by UAV technology of agricultural land in the North of Minh Khai ward were collected from 971 single images, completed image processing, successfully built a high resolution photomap (4.4cm), attached standard coordinates according to the national coordinate system VN-2000

The results of application of UAV photo technology to establish cadastral map of agricultural land in north of Minh Khai ward: 03 official cadastral maps with content and presentation in accordance with regulations; Total area of 51.57 ha (1159 plots) Inspection and assessment of cadastral map accuracy established by UAV technology showed that the method of measurement using UAVs met the requirements

of cadastral map accuracy at the rate of 1/1000

Comparison the efficiency of the method of establish cadastral map using UAV technology and the method of total station showed that: For agricultural land, the UAV approach is much more effective both in terms of time and labour, compared with the traditional method of measurement by total station

Evaluate the effectiveness of the method of cadastral mapping using UAV technology: The effectiveness of UAV technology depends on the terrain and land use type in the study area UAV technology is particularly suitable for agricultural land, less efficient in forest land and not suitable for residential land

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Trong suốt hàng nghìn năm qua, trong công cuộc dựng nước và giữ nước, sự thịnh suy của quốc gia, sự tồn vong của đất nước gắn chặt với việc

sử dụng và bảo vệ đất đai; do đó nhiệm vụ quản lý đất đai luôn là nhiệm vụ được quan tâm chú trọng hàng đầu của nhà nước Đối với lĩnh vực quản lý đất đai, công tác đo đạc, lập bản đồ địa chính nắm vai trò then chốt, là cơ sở quan trọng cho khâu kê khai đăng ký, lập hồ sơ địa chính và cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất (GCNQSDĐ), phục vụ đắc lực trong công tác quản lý nhà nước về đất đai ở các cấp, là công cụ giúp nhà nước thực thi các nhiệm vụ, công việc có liên quan đến đất đai như: thu thuế, giải quyết tranh chấp, quy hoạch đất đai, bồi thường về đất đai,… Ngoài ra, bản đồ địa chính còn là cơ

sở để xây dựng hệ thống thông tin đất đai quốc gia và là cơ sở pháp lý cho các hoạt động dân sự như: thừa kế, chuyển nhượng, cho, tặng, thế chấp, kinh doanh bất động sản…

Nhận thức vai trò quan trọng đó, trong những năm qua, công tác đo đạc, lập bản đồ địa chính luôn được nhà nước quan tâm, tạo điều kiện đẩy mạnh và triển khai rộng khắp cả nước, nhằm phục vụ nhu cầu ngày càng đa dạng, phức tạp về đất đai của người dân cũng như công tác quản lý nhà nước Trong đo đạc bản đồ địa chính, công tác đo đạc ngoại nghiệp, nhất là đo chi tiết là công đoạn chiếm phần lớn nhân lực, vật lực, thời gian cũng như kinh phí của công trình Đặc biệt, khu vực đất nông nghiệp có đặc thù địa vật, địa hình phức tạp lại thường chiếm phần lớn diện tích của đơn vị hành chính, đối với phương pháp đo đạc truyền thống là sử dụng máy kinh vĩ hay máy toàn đạc, công sức và thời gian đo đạc là rất lớn; hơn nữa, khi tác nghiệp tại những khu vực này, người lao động cũng phải chịu đựng nhiều bất lợi về điều kiện lao động hơn nhiều so với trong các khu dân cư Do đó, cần phải có sự đổi mới, nghiên cứu ứng dụng công nghệ hiện đại để phát triển công tác đo đạc bản đồ địa chính, vừa nâng cao chất lượng sản phẩm bản đồ, vừa tiết kiệm thời gian và sức lao động

Hiện nay việc sử dụng máy bay không người lái trong công tác thu thập

dữ liệu ảnh hàng không đang được phát triển mạnh mẽ trên thế giới, đặc biệt

một số loại UAV lớn của Mỹ có thể bay cao đến khoảng 20km để chụp ảnh cho các mục đích thành lập bản đồ, mang vũ khí cho mục đích quân sự… Trên thế giới, thành lập bản đồ bằng công nghệ đo ảnh máy bay không người lái (Unmanned Aerial Vehicle - UAV) và máy ảnh thông thường đang ngày càng được sử dụng rộng rãi trong ngành trắc địa- bản đồ, tuy nhiên công nghệ này vẫn là tương đối mới ở Việt Nam

Ứng dụng thiết bị bay không người lái (UAV) bay chụp ảnh địa hình có nhiều ưu điểm nổi trội so với phương pháp sử dụng máy bay có người lái truyền thống Ưu điểm nổi bật nhất là chi phí thấp, quy trình bay chụp, xử lý ảnh nhanh, chính xác cao và dễ dàng tạo dữ liệu 3D, đặc biệt thích hợp với những dự án thành lập bản đồ tỷ lệ lớn cho khu vực nhỏ, hẹp như tuyến đường điện, đường sắt… Như vậy, công nghệ ảnh UAV hứa hẹn sẽ trở thành giải pháp kỹ thuật mới cho công tác đo đạc địa chính, đặc biệt là đối với đất nông nghiệp

Phường Minh Khai, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội có diện tích 512,85 ha, trong đó đất nông nghiệp chiếm một phần diện tích lớn, lại có hệ thống giao thông phát triển, thuận tiện đi lại, đây sẽ là một trong những địa bàn phù hợp để triển khai thử nghiệm công nghệ ảnh UAV để đo đạc địa chính cho đất nông nghiệp Xuất phát từ thực tiễn trên và nhận thức được vai trò, tầm quan trọng của công tác đo đạc địa chính cùng mong muốn nghiên cứu, đóng góp vào sự phát triển, cải thiện quy trình công nghệ đo đạc, duới sự hướng dẫn của TS Trần Minh Ý và PGS.TS Trần Quốc Vinh tôi tiến hành

thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ UAV thành lập bản đồ

địa chính phường Minh Khai, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội” 1.2 MỤC TİÊU NGHIÊN CỨU

- Thành lập bản đồ địa chính phường Minh Khai bằng công nghệ UAV

- Đánh giá độ chính xác bản đồ và so sánh với phương pháp truyền thống,

đề xuất hướng cải thiện phương pháp, phát triển công nghệ đo đạc địa chính

1.3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Thử nghiệm ứng dụng công nghệ ảnh UAV thành lập bản đồ địa chính

chính quy cho đất nông nghiệp tại khu vực cánh đồng phía Bắc phường Minh Khai, quận Bắc Từ Liêm

1.4 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

Đóng góp mới: Nghiên cứu ứng dụng của công nghệ ảnh UAV, góp phần bổ sung cơ sở lý luận về ứng dụng công nghệ UAV trong thành lập bản

đồ địa chính

Ý nghĩa khoa học:

- Khẳng định tính ưu việt và khả năng ứng dụng rộng rãi của công nghệ ảnh UAV trong công tác thành lập bản đồ tỷ lệ lớn với độ chính xác cao, ứng dụng trực tiếp vào công tác đo đạc bản đồ địa chính khu đất nông nghiệp

- Nghiên cứu hướng đi, giải pháp công nghệ mới cho công tác đo đạc địa chính, giúp tiết kiệm kinh phí, thời gian, sức lao động so với phương pháp truyền thống, góp phần phát triển ngành đo đạc địa chính nước nhà

Ý nghĩa thực tiễn:

Xây dựng bộ bản đồ địa chính cho khu đất nông nghiệp phía Bắc phường Minh Khai theo đúng quy chuẩn kỹ thuật và phản ánh chính xác hiện trạng sử dụng đất của địa phương

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH

2.1.1 Khái niệm bản đồ địa chính

Theo mục 4 Điều 3 Luật đất đai 2013: “Bản đồ địa chính là bản đồ thể hiện các thửa đất và các yếu tố địa lý có liên quan, lập theo đơn vị hành chính xã, phường, thị trấn, được cơ quan nhà nước có thẩm quyền xác nhận”

Theo Nguyễn Thị Kim Hiệp (2006), khi nghiên cứu đặc điểm quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa chính và phạm vi ứng dụng của từng loại bản đồ địa chính, ta cần lưu ý một số khái niệm về các loại bản đồ địa chính sau:

Bản đồ địa chính cơ sở: Đó là tên gọi chung cho bản đồ gốc được đo vẽ

bằng các phương pháp đo vẽ trực tiếp ở thực địa, đo vẽ bằng các phương pháp có

sử dụng ảnh hàng không kết hợp với đo vẽ bổ sung ở thực địa hay được thành lập trên cơ sở biên tập, biên vẽ từ bản đồ địa hình cùng tỷ lệ đã có Bản đồ địa chính

cơ sở được đo vẽ kín ranh giới hành chính và kín mảnh bản đồ Bản đồ địa chính

cơ sở là tài liệu cơ bản để biên tập, biên vẽ và đo vẽ bổ sung thành bản đồ địa chính theo từng đơn vị hành chính cơ sở xã, phường, thị trấn (gọi chung là cấp xã) được đo vẽ bổ sung để vẽ trọn vẹn các thửa đất, xác định loại đất theo chỉ tiêu thống kê của từng chủ sử dụng đất trong mỗi mảnh bản đồ và được hoàn chỉnh phù hợp với số liệu trong hồ sơ địa chính

Bản đồ địa chính: là tên gọi chung của bản đồ được biên tập, biên vẽ từ

bản đồ địa chính cơ sở theo từng đơn vị hành chính cấp xã, phường, thị trấn (gọi chung là cấp xã), được đo vẽ bổ sung để vẽ trọn vẹn các thửa đất, xác định loại đất theo chỉ tiêu thống kê của từng chủ sử dụng đất trong mỗi mảnh bản đồ và được hoàn chỉnh phù hợp với số liệu trong hồ sơ địa chính Bản đồ địa chính là tài liệu quan trọng trong bộ hồ sơ địa chính; trên bản đồ thể hiện vị trí, hình thể, diện tích, số thửa và loại đất của từng chủ sử đụng đất; đáp ứng được yêu cầu quản lý đất đai của Nhà nước ở tất cả các cấp xã, huyện, tỉnh và trung ương

Bản đồ trích đo: là tên gọi chung cho bản vẽ có tỷ lệ lớn hơn hay nhỏ hơn

tỷ lệ bản đồ địa chính cơ sở, bản đồ địa chính, trên đó thể hiện chi tiết từng thửa đất trong các ô thửa, vùng đất có tính ổn định lâu dài hoặc thể hiện chi tiết theo yêu cầu quản lý đất đai

2.1.2 Nội dung bản đồ địa chính

Theo Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên & Môi trường ban hành ngày 19/5/2014 quy định về bản đồ địa chính, các yếu tố nội dung chính thể hiện trên bản đồ địa chính gồm:

- Khung bản đồ

- Điểm khống chế tọa độ, độ cao Quốc gia các hạng, điểm địa chính, điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp, điểm khống chế đo vẽ có chôn mốc ổn định

- Mốc địa giới hành chính, đường địa giới hành chính các cấp

- Mốc giới quy hoạch; chi giới hành lang bảo vệ an toàn giao thông, thủy lợi, đê điều, hệ thống dẫn điện và các công trình công cộng khác có hành lang bảo vệ an toàn

- Ranh giới thửa đất, loại đất, số thứ tự thửa đất, diện tích thửa đất

- Nhà ở và công trình xây dựng khác: chi thể hiện trên bản đồ các công trình xây dựng chính phù hợp với mục đích sử dụng của thửa đất, trừ các công trình xây dựng tạm thời Các công trình ngầm khi có yêu cầu thể hiện trên bản đồ địa chính phải được nêu cụ thể trong thiết kế kỹ thuật - dự toán công trình

- Các đối tượng chiếm đất không tạo thành thửa đất như đường giao thông, công trình thủy lợi, đê điều, sông, suối, kênh, rạch và các yếu tố chiếm đất khác theo tuyến- Địa vật, công trình có giá trị về lịch sử, văn hóa, xã hội và ý nghĩa định hướng cao

- Dáng đất hoặc điểm ghi chú độ cao (khi có yêu cầu thể hiện phải được nêu

cụ thể trong thiết kế kỹ thuật - dự toán công trình)

- Ghi chú thuyết minh

Thể hiện nội dung bản đồ địa chính

- Mốc địa giới hành chính, đường địa giới hành chính các cấp:

+ Biên giới Quốc gia và cột mốc chủ quyền Quốc gia thể hiện trên bản đồ địa chính, phải phù hợp với Hiệp ước, Hiệp định đã được ký kết giữa Nhà nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam với các nước tiếp giáp; ở khu vực chưa có Hiệp ước, Hiệp định thì thể hiện theo quy định của Bộ Ngoại giao;

+ Địa giới hành chính các cấp biểu thị trên bản đồ địa chính phải phù hợp với hồ sơ địa giới hành chính; các văn bản pháp lý có liên quan đến việc điều chỉnh địa giới hành chính các cấp;

+ Đối với các đơn vị hành chính tiếp giáp biển thì bản đồ địa chính được đo đạc, thể hiện tới đường mép nước biển triều kiệt trung bình tối thiểu trong 05 năm Trường hợp chưa xác định được đường mép nước biển triều kiệt thì trên bản đồ địa chính thể hiện ranh giới sử dụng đất đến tiếp giáp với mép nước biển

ở thời điểm đo vẽ bản đồ địa chính;

+ Khi phát hiện có sự mâu thuẫn giữa địa giới hành chính thể hiện trên hồ

sơ địa giới hành chính, và đường địa giới các cấp thực tế đang quản lý hoặc có tranh chấp về đường địa giới hành chính thì đơn vị thi công phải báo cáo bằng văn bản cho cơ quan tài nguyên và môi trường cấp huyện và cấp tỉnh để trình cơ quan có thẩm quyền giải quyết Trên bản đồ địa chính thể hiện đường địa giới hành chính theo hồ sơ địa giới hành chính (ký hiệu bằng màu đen) và đường địa giới hành chính thực tế quản lý (ký hiệu bằng màu đỏ) và phần có tranh chấp + Trường hợp đường địa giới hành chính các cấp trùng nhau thì biểu thị đường địa giới hành chính cấp cao nhất;

+ Sau khi đo vẽ bản đồ địa chính phải lập Biên bản xác nhận thể hiện địa giới hành chính giữa các đơn vị hành chính có liên quan Trường hợp có sự khác biệt giữa hồ sơ địa giới hành chính và thực tế quản lý thì phải lập biên bản xác nhận giữa các đơn vị hành chính có liên quan

- Mốc giới quy hoạch; chỉ giới hành lang bảo vệ an toàn giao thông, thủy lợi, đê điều, hệ thống dẫn điện và các công trình công cộng khác có hành lang bảo vệ an toàn: các loại mốc giới, chỉ giới này chỉ thể hiện trong trường hợp đã cắm mốc giới trên thực địa hoặc có đầy đủ tài liệu có giá trị pháp lý đảm bảo độ chính xác vị trí điểm chi tiết của bản đồ địa chính

- Đối tượng thửa đất:

+ Thửa đất được xác định theo phạm vi quản lý, sử dụng của một người sử dụng đất hoặc của một nhóm người cùng sử dụng đất hoặc của một người được nhà nước giao quản lý đất; có cùng mục đích sử dụng theo quy định của pháp luật về đất đai;

+ Đỉnh thửa đất là các điểm gấp khúc trên đường ranh giới thửa đất; đối với các đoạn cong trên đường ranh giới, đỉnh thửa đất trên thực địa được xác định đảm bảo khoảng cách từ cạnh, nối hai điểm chi tiết liên tiếp đến đỉnh cong tương ứng không lớn hơn 0,2 mm theo tỷ lệ bản đồ cần lập;

+ Cạnh thửa đất trên bản đồ được xác định bằng đoạn thẳng nối giữa hai đỉnh liên tiếp của thửa đất;

+ Ranh giới thửa đất là đường gấp khúc tạo bởi các cạnh thửa nối liền, bao khép kín phần diện tích thuộc thửa đất đó;

+ Trường hợp đất có vườn, ao gắn liền với nhà ở thì ranh, giới thửa đất được xác định là đường bao của toàn bộ diện tích đất có vườn, ao gắn liền với nhà ở đó;

+ Đối với ruộng bậc thang thì ranh giới thửa đất được xác định là đường bao ngoài cùng, bao gồm các bậc thang liền kề có cùng mục đích sử dụng đất, thuộc phạm vi sử dụng của một người sử dụng đất hoặc một nhóm người cùng sử dụng đất (không phân biệt theo các đường bờ chia cắt bậc thang bên trong khu đất tại thực địa);

+ Trường hợp ranh giới thửa đất nông nghiệp, đất chưa sử dụng là bờ thửa, đường rãnh nước dùng chung không thuộc thửa đất có độ rộng dưới 0,5m thì ranh giới thửa đất được xác định theo đường tâm của đường bờ thửa, đường rãnh nước Trường hợp độ rộng đường bờ thửa, đường rãnh nước bằng hoặc lớn hơn 0,5m thì ranh giới thửa đất được xác định theo mép của đường bờ thửa, đường rãnh nước

+ Trường hợp loại đất hiện trạng khác với loại đất ghi trên giấy tờ pháp lý

về quyền sử dụng đất và đã quá thời hạn đưa đất vào sử dụng quy định tại điểm h

và i khoản 1 Điều 64 của Luật Đất đai thì ngoài việc thể hiện loại đất theo hiện trạng còn phải thể hiện thêm loại đất theo giấy tờ đó trên một lớp (level) khác; đơn vị đo đạc có trách nhiệm tổng hợp và báo cáo cơ quan tài nguyên và môi trường cấp có thẩm quyền cấp Giấy chứng nhận về những trường hợp thửa đất có loại đất theo hiện trạng khác với loại đất trên giấy tờ tại thời điểm đo đạc

+ Trường hợp thửa đất sử dụng vào nhiều mục đích thì phải thể hiện các mục đích sử dụng đất đó Trường hợp thửa đất có vườn, ao gắn liền với nhà ở đã được Nhà nước công nhận (cấp Giấy chứng nhận) toàn bộ diện tích thửa đất là đất ở thì thể hiện loại đất là đất ở

- Các đối tượng nhân tạo, tự nhiên có trên đất

+ Ranh giới chiếm đất của nhà ở và các công trình xây dựng trên mặt đất được xác định theo mép ngoài cùng của tường bao nơi tiếp giáp với mặt đất, mép ngoài cùng của hình chiếu thẳng đứng lên mặt đất của các kết cấu xây dựng trên cột, các kết cấu không tiếp giáp mặt đất vượt ra ngoài phạm vi của tường bao tiếp giáp mặt đất (không bao gồm phần ban công, các chi tiết phụ trên tường nhà, mái che)

+ Ranh giới chiếm đất của các công trình ngầm được xác định theo mép ngoài cùng của hình chiếu thẳng đứng lên mặt đất của công trình đó

+ Hệ thống giao thông biểu thị phạm vi chiếm đất của đường sắt, đường bộ (kể cả đường trong khu dân cư, đường trong khu vực đất nông nghiệp, lâm nghiệp phục vụ mục đích công cộng) và các công trình có liên quan đến đường giao thông như cầu, cống, hè phố, lề đường, chỉ giới đường, phần đắp cao, xẻ sâu

+ Hệ thống thủy văn biểu thị phạm vi chiếm đất của sông, ngòi, suối, kênh, mương, máng và hệ thống rãnh nước Đối với hệ thống thủy văn tự nhiên phải thể hiện đường bờ ổn định và đường mép nước ở thời điểm đo vẽ hoặc thời điểm điều vẽ ảnh Đối với hệ thống thủy văn nhân tạo thì thể hiện ranh giới theo phạm

vi chiếm đất của công trình

2.1.3 Mục đích, vai trò của bản đồ địa chính

Theo Nguyễn Thùy Linh (2015), bản đồ địa chính được thành lập với những 4 mục đích chính như sau:

- Thống kê, kiểm kê diện tích đất đai từng khu vực và trong cả nước

- Xác lập quyền sở hữu hoặc quyền sử dụng đất trên từng lô đất cụ thể của nhà nước và mọi công dân

- Là công cụ giúp nhà nước thực thi các nhiệm vụ, công việc có liên quan đến đất đai: thu thuế, giải quyết tranh chấp, quy hoạch đất đai, đền bù,…

- Cung cấp thông tin về đất đai và cơ sở pháp lý cho các hoạt động dân sự như: thừa kế, chuyển nhượng, cho, tặng, thế chấp, kinh doanh bất động sản…

Theo Nguyễn Thị Kim Hiệp (2006), vai trò của bản đồ địa chính trong công tác quản lý Nhà nước về đất đai như sau:

- Thống kê đất đai

- Giao đất sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp cho các hộ gia đình, cá nhân

và tổ chức; tiến hành đăng ký đất, cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp

- Đăng ký cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất ở và sở hữu nhà ở

- Xác nhận hiện trạng và theo dõi biến động về quyền sử đụng đất

- Lập quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất, cải tạo đất, thiết kế xây dựng các điểm dân cư, quy hoạch giao thông, thủy lợi

- Lập hồ sơ thu hồi đất khi cần thiết

- Giải quyết tranh chấp đất đai

2.1.4 Quy trình thành lập bản đồ địa chính

Công tác thành lập bản đồ địa chính bao gồm các bước cơ bản sau:

Sơ đồ 2.1 Các bước thành lập bản đồ địa chính

Bước 1: Thu thập tài liệu, khảo sát thực địa

Bước 2: Thiết kế, xây dựng lưới khống chế đo vẽ

Bước 3: Đo đạc, tính toán bình sai lưới khống chế đo vẽ thực địa

Bước 4: Đo chi tiết thửa đất

Bước 5: Xử lý nội nghiệp, biên tập bản đồ

Bước 6: Kiểm tra nghiệm thu, giao nộp sản phẩm

2.1.5 Quy chuẩn kỹ thuật bản đồ địa chính

Theo Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT, bản đồ địa chính được thành lập

phải đảm bảo đầy đủ các tiêu chuẩn cơ bản theo quy định như sau:

- Cơ sở toán học:

+ Bản đồ địa chính được lập ở các tỷ lệ 1:200, 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000 và 1:10000; trên mặt phẳng chiếu hình, ở múi chiếu 3 độ, kinh tuyến trục theo từng tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương, hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN-2000 và hệ độ cao quốc gia hiện hành

+ Theo thông tư số 973/2001/TT-TCĐC do Tổng cục Địa chính ban hành hướng dẫn áp dụng hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN-2000, hệ tọa độ VN-

3 Điểm gốc toạ độ quốc gia: Điểm N00 đặt tại Viện Nghiên cứu Địa chính thuộc Tổng cục Địa chính, đường Hoàng Quốc Việt, Hà Nội

4 Hệ thống toạ độ phẳng: Hệ toạ độ phẳng UTM quốc tế, được thiết lập trên cơ sở lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc

+ Khung trong mở rộng của mảnh bản đồ địa chính là khung trong của mảnh bản đồ địa chính được thiết lập mở rộng thêm khi cần thể hiện các yếu tố nội dung bản đồ vượt ra ngoài phạm vi thể hiện của khung trong tiêu chuẩn Phạm vi mở rộng khung trong của mảnh bản đồ địa chính mỗi chiều là 10 cm hoặc 20 cm so với khung trong tiêu chuẩn

+ Lưới tọa độ vuông góc trên bản đồ địa chính được thiết lập với khoảng cách 10 cm trên mảnh bản đồ địa chính tạo thành các giao điểm, được thể hiện bằng các dấu chữ thập (+)

+ Quy tắc chia mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 như sau:

Chia mảnh, bản đồ địa chính tỷ lệ 1:2000 thành 04 ô vuông, mỗi ô vuông có kích thước thực tế 0,5 x 0,5 km tương ứng với một mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 Kích thước khung trong tiêu chuẩn của mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 là 50 x 50 cm, tương ứng với diện tích 25 ha ngoài thực địa

Các ô vuông được đánh thứ tự bằng chữ cái a, b, c, d theo nguyên tắc từ trái sang phải, từ trên xuống dưới, số hiệu mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 bao gồm

số hiệu mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:2000, gạch nối (-) và số thứ tự ô vuông

+ Tên gọi của mảnh bản đồ địa chính

Tên gọi của mảnh bản đồ địa chính gồm tên của đơn vị hành chính cấp tỉnh, huyện, xã đo vẽ bản đồ; mã hiệu mảnh bản đồ địa chính và số thứ tự của mảnh bản đồ địa chính trong phạm vi một đơn vị hành chính cấp xã (sau đây gọi là số thứ tự tờ bản đồ)

Số thứ tự tờ bản đồ được đánh bằng số Ả Rập liên tục từ 01 đến hết trong phạm vi từng xã, phường, thị trấn; thứ tự đánh số theo nguyên tắc từ trái sang phải, từ trên xuống dưới, các tờ bản đồ tỷ lệ nhỏ đánh số trước, các tờ bản đồ tỷ

lệ lớn đánh số sau tiếp theo số thứ tự của tờ bản đồ nhỏ

Trường hợp phát sinh các tờ bản đồ mới trong quá trình sử dụng thì được đánh số tiếp theo số thứ tự tờ bản đồ địa chính có số thứ tự lớn nhất trong đơn vị hành chính cấp xã đó

+ Mật độ điểm khống chế tọa độ

Để đo vẽ lập bản đồ địa chính bằng phương pháp đo vẽ trực tiếp ở thực địa thì mật độ điểm khống chế tọa độ quy định như sau:

a Bản đồ tỷ lệ 1:5000, 1:10000: Trung bình 500 ha có một điểm khống chế tọa độ có độ chính xác tương đương điểm địa chính trở lên;

b Bản đồ tỷ lệ 1:500, 1:1000, 1:2000: Trung bình từ 100 ha đến 150 ha có một điểm khống chế tọa độ có độ chính xác tương đương điểm địa chính trở lên;

c Bản đồ địa chính tỷ lệ 1:200: Trung bình 30 ha có một điểm khống chế tọa độ có độ chính xác tương đương điểm địa chính trở lên;

d Trường hợp khu vực đo vẽ có dạng hình tuyến thì bình quân 1,5 km chiều dài được bố trí 01 điểm tọa độ có độ chính xác tương đương điểm địa chính trở lên

Trường hợp đặc biệt, khi đo vẽ lập bản đồ địa chính mà diện tích khu đo nhỏ hơn 30 ha thì điểm tọa độ có độ chính xác tương đương điểm địa chính trở lên mật độ không quá 2 điểm

Để đo vẽ lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:2000, 1:5000, 1:10000 bằng phương pháp ảnh hàng không kết hợp với đo vẽ trực tiếp ở thực địa thì trung bình 2500

ha có một điểm khống chế tọa độ có độ chính xác tương đương điểm địa chính trở lên

- Quy định lựa chọn tỷ lệ bản đồ địa chính:

Tỷ lệ đo vẽ bản đồ địa chính được xác định trên cơ sở loại đất và mật độ thửa đất trung bình trên 01 ha Mật độ thửa đất trung bình trên 01 ha gọi tắt là

Mt, được xác định bằng số lượng thửa đất chia cho tổng diện tích (ha) của các thửa đất

+ Tỷ lệ 1:200 được áp dụng đối với đất thuộc nội thị của đô thị loại đặc biệt

dân cư còn lại

+ Tỷ lệ 1:1000 được áp dụng đối với các trường hợp sau:

đất nông nghiệp trong phường, thị trấn, xã thuộc các huyện tiếp giáp quận và các

xã thuộc thị xã, thành phố trực thuộc tỉnh;

+ Tỷ lệ 1:2000 được áp dụng đối với các trường hợp sau:

b Khu vực có Mt < 10 thuộc đất khu dân cư

+ Tỷ lệ 1:5000 được áp dụng đối với các trường hợp sau:

trồng thủy sản, đất làm muối, đất nông nghiệp khác;

+ Tỷ lệ 1:10000 được áp dụng đối với các trường hợp sau:

- Sai số biểu thị điểm góc khung bản đồ, giao điểm của lưới km, các điểm tọa độ quốc gia, các điểm địa chính, các điểm có tọa độ khác lên bản đồ địa chính dạng số được quy định là bằng không (không có sai số)

- Đối với bản đồ địa chính, dạng giấy, sai số độ dài cạnh khung bản đồ không vượt quá 0,2 mm, đường chéo bản đồ không vượt quá 0,3 mm, khoảng cách giữa điểm tọa độ và điểm góc khung bản đồ (hoặc giao điểm của lưới km) không vượt quá 0,2 mm so với giá trị lý thuyết

- Sai số vị trí của điểm bất kỳ trên ranh giới thửa đất biểu thị trên bản đồ địa chính dạng số so với vị trí của các điểm khống chế đo vẽ gần nhất không được vượt quá:

a 5 cm đối với bản đồ địa chính tỷ lệ 1:200;

b 7 cm đối với bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500;

c 15 cm đối với bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000;

d 30 cm đối với bản đồ địa chính tỷ lệ 1:2000;

đ 150 cm đối với bản đồ địa chính tỷ lệ 1:5000;

e 300 cm đối với bản đồ địa chính tỷ lệ 1:10000

g) Đối với đất nông nghiệp đo vẽ bản đồ địa chính ở tỷ lệ 1:1000,1:2000 thì sai số vị trí điểm nêu tại điểm c và d khoản 4 Điều này được phép tăng 1,5 lần

- Sai số tương hỗ vị trí điểm của 2 điểm bất kỳ trên ranh giới thửa đất biểu thị trên bản đồ địa chính dạng số so với khoảng cách trên thực địa được đo trực tiếp hoặc đo gián tiếp từ cùng một trạm máy không vượt quá 0,2 mm theo tỷ lệ bản đồ cần lập, nhưng không vượt quá 4 cm trên thực địa đối với các cạnh thửa đất có chiều dài dưới 5 m

Đối với đất nông nghiệp đo vẽ bản đồ địa chính ở tỷ lệ 1:1000, 1:2000 thì sai số tương hỗ vị trí điểm của 2 điểm bất nêu trên được phép tăng 1,5 lần

- Vị trí các điểm mốc địa giới hành chính được xác định với độ chính xác của điểm khống chế đo vẽ

- Khi kiểm tra sai số phải kiểm tra đồng thời cả sai số vị trí điểm so với điểm khống chế gần nhất và sai số tương hỗ vị trí điểm Trị tuyệt đối sai số lớn nhất khi kiểm tra không được vượt quá trị tuyệt đối sai số cho phép, số lượng sai

số kiểm tra có giá trị bằng hoặc gần bằng (từ 90% đến 100%) trị tuyệt đối sai số lớn nhất cho phép không quá 10% tổng số các trường hợp kiểm tra Trong mọi trường hợp các sai số nêu trên không được mang tính hệ thống

Lưới địa chính

- Lưới địa chính được xây dựng trên cơ sở lưới tọa độ và độ cao Quốc gia

để tăng dày mật độ điểm khống chế, làm cơ sở phát triển lưới khống chế đo vẽ và

đo vẽ chi tiết

- Lưới địa chính được thiết kế trên bản đồ địa hình tỷ lệ lớn hoặc bản đồ địa chính Khi thiết kế lưới phải đảm bảo các điểm được phân bố đều trên khu

đo, trong đó ưu tiên tăng dày cho khu vực bị che khuất nhiều, địa hình phức tạp; các điểm khống chế tọa độ từ địa chính cấp II (trước đây) trở lên, điểm độ cao Quốc gia từ hạng IV trở lên đã có trong khu đo phải được đưa vào lưới mới thiết kế

- Lưới địa chính phải được đo nối tọa độ với ít nhất 03 điểm khống chế tọa

độ có độ chính xác tương đương điểm tọa độ Quốc gia hạng III trở lên, trường hợp đặc biệt được phép đo nối với 02 điểm nhưng phải quy định cụ thể trong thiết kế kỹ thuật - dự toán công trình

Trường hợp lập lưới địa chính bằng công nghệ GNSS phải đo nối độ cao với ít nhất 02 điểm khống chế độ cao có độ chính xác tương đương điểm độ cao Quốc gia hạng IV trở lên

- Khi lập lưới địa chính bằng công nghệ GNSS phải xác định đồng thời tọa

độ và độ cao Trường hợp lập lưới địa chính bằng phương pháp khác thì không xác định độ cao điểm địa chính

- Chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản chung của lưới địa chính quy định như sau:

Bảng 2.1 Tiêu chí đánh giá chất lượng lưới địa chính

STT Tiêu chí đánh giá chất lượng lưới địa chính Chỉ tiêu kỹ

thuật

1 Trị tuyệt đối của sai số trung phương vị trí điểm sau bình sai  5 cm

2 Sai số trung phương tương đối cạnh sau bình sai  1:50000

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

4

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

- Đối với cạnh lớn hơn hoặc bằng 400 m

- Đối với cạnh nhỏ hơn 400 m

- 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

+ Để 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 diều kiện cho phép) Trong trường hợp đặc biệt cho phép lưới khống chế

đo vẽ cấp 1 treo không quá 4 điểm nhưng phải đo đi và đo về ở 2 vị trí bàn độ thuận, nghịch

+ Để 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) Trong trường hợp đặc biệt cho phép lập lưới khống chế đo vẽ cấp 2 treo không quá 4 điểm nhưng phải đo đi và đo về ở 2 vị trí bàn độ thuận, nghịch

+ Để 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

lệ bản đồ cần lập so với điểm gốc

- Khi lập lưới khống chế đo vẽ bằng phương pháp đường chuyền, căn cứ vào mật độ điểm khởi tính có thể thiết kế dưới dạng đường chuyền đơn hoặc thành mạng lưới có một hay nhiều điểm nút tùy thuộc tỷ lệ bản đồ địa chính cần đo vẽ và điều kiện địa hình

- Khi thiết kế lưới khống chế đo vẽ phải quy định các chỉ tiêu kỹ thuật chính của lưới trong thiết kế kỹ thuật - dự toán hoặc phương án thi công, gồm: chiều dài lớn nhất của đường chuyền; chiều dài lớn nhất giữa điểm gốc

và điểm nút, giữa hai điểm nút; chiều dài lớn nhất, nhỏ nhất cạnh đường chuyền; số lần đo góc, số lần đo cạnh; sai số khép góc trong của đường chuyền; sai số trung phương đo góc; sai số khép tương đối giới hạn của đường chuyền

- Các điểm khống chế đo vẽ tùy theo yêu cầu cụ thể có thể chôn mốc tạm thời hoặc cố định, lâu dài ở thực địa Nếu chôn mốc cố định, lâu dài ở thực địa thì quy cách mốc thực hiện theo quy định Nếu chôn mốc tạm thời thì mốc phải đảm bảo để tồn tại đến khi kết thúc công trình (sau kiểm tra, nghiệm thu bản đồ địa chính)

- Cạnh lưới khống chế đo vẽ được đo bằng máy đo dài có trị tuyệt đối sai số trung phương đo dài lý thuyết theo lý lịch của máy đo không vượt quá

20 mm + D mm (D là chiều dài tính bằng km); góc ngoặt đường chuyền đo bằng máy đo góc có trị tuyệt đối sai số trung phương đo góc lý thuyết theo lý lịch của máy đo không quá 10 giây

- Chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản chung của lưới khống chế đo vẽ quy định như sau:

Bảng 2.2 Tiêu chí đánh giá chất lượng lưới khống chế đo vẽ

STT Tiêu chí đánh giá chất lượng lưới khống chế

2 Sai số trung phương tương đối cạnh sau bình sai  1/25.000  1/10000

3 Sai số khép tương đối giới hạn  1/10000  1/5.000

2.1.6 Các phương pháp thành lập bản đồ địa chính tại Việt Nam

Theo Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT quy định, lựa chọn phương pháp đo

vẽ bản đồ địa chính như sau:

- Bản đồ địa chính được lập bằng phương pháp đo vẽ trực tiếp ở thực địa bằng máy toàn đạc điện tử, phương pháp sử dụng công nghệ GNSS đo tương đối hoặc phương pháp sử dụng ảnh hàng không kết hợp với đo vẽ trực tiếp ở thực địa

- Phương pháp lập bản đồ địa chính bằng công nghệ GNSS đo tương đối chỉ được áp dụng để lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 ở khu vực đất nông nghiệp

và bản đồ địa chính tỷ lệ 1:2000, 1:5000, 1:10000, nhưng phải quy định rõ trong thiết kế kỹ thuật - dự toán công trình

- Phương pháp lập bản đồ địa chính sử dụng ảnh hàng không kết hợp với đo

vẽ trực tiếp ở thực địa chỉ được áp dụng để lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:2000, 1:5000, 1:10000, nhưng phải quy định rõ trong thiết kế kỹ thuật - dự toán công trình

- Bản đồ địa chính tỷ lệ 1:200, 1:500 chỉ được sử dụng phương pháp đo vẽ trực tiếp ở thực địa bằng máy toàn đạc điện tử, máy kinh vĩ điện tử để lập

2.1.7 Ưu nhược điểm các phương pháp đo đạc bản đồ địa chính

2.1.7.1 Phương pháp đo toàn đạc

Ưu điểm:

- Độ chính xác cao và tương đối ổn định

- Là phương pháp đo trực tiếp, dễ dàng kết hợp, bổ sung cùng các phương pháp đo đạc khác

- Có thể sử dụng cho đo đạc bản đồ địa chính mọi tỷ lệ từ 1/10000 tới 1/200

Nhược điểm:

- Chịu ảnh hưởng lớn bởi đặc điểm địa hình, địa vật khu đo

- Hiệu quả đo đạc phụ thuộc lớn vào mức độ thông hướng mặt bằng

- Hao tốn nhiều sức lao động và thời gian

- Người lao động phải chịu nhiều hoàn cảnh tác nghiệp khó khăn, vất vả, thậm chí có thể gặp nguy hiểm ở các khu địa hình đồi núi khó khăn, ao, hồ, sông, suối

- Phải lập lưới khống chế đo vẽ trước khi tiến hành đo đạc

- Chi phí đầu tư tương đối lớn

2.1.7.2 Phương pháp đo GNSS tương đối

Ưu điểm:

- Độ chính xác cao

- Thời gian đo đạc nhanh

- Hầu như không cần lập thêm lưới khống chế tọa độ, có thể sử dụng các điểm khống chế tọa độ cũ (điểm địa chính, điểm địa chính cơ sở, lưới khống chế

- Chỉ được sử dụng khi được quy định rõ trong thiết kế kỹ thuật – dự toán

- Chi phí đầu tư lớn

2.1.7.3 Phương pháp ảnh hàng không kết hợp đo vẽ trực tiếp

Ưu điểm:

- Thời gian bay chụp nhanh, khoanh vùng đo đạc lớn

- Kết quả trực quan, dễ nhìn

- Tốn ít sức lao động, độ an toàn lao động cao

- Được phép sử dụng trong đo đạc bản đồ tỷ lệ 1/2000, 1/5000, 1/10000

Như vậy, tại Việt Nam công nghệ đo đạc bản đồ địa chính chủ yếu vẫn là

đo vẽ trực tiếp ở thực địa bằng máy toàn đạc điện tử, đây là phương pháp đo đạc truyền thống và chính thống nhất, 2 phương pháp chính thống khác là sử dụng công nghệ GNSS đo tương đối và sử dụng ảnh hàng không kết hợp đo vẽ trực tiếp

ở thực địa chỉ được sử dụng để đo bản đồ có tỷ lệ nhỏ 1:2000, 1:5000, 1:10000 nhưng phải quy định rõ trong thiết kế kỹ thuật - dự toán công trình cho phép thì mới được thực hiện Đặc biệt phương pháp sử dụng ảnh hàng không truyền thống (bay chụp bằng máy bay có người lái thông thường) kết hợp đo vẽ trực tiếp ở thực địa được sử dụng khá hạn chế trong thực tế vì có nhiều điểm bất cập như:

- Độ phân giải ảnh không cao do máy bay được bay ở tầm cao vài km, kích thước pixel ảnh lớn, ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của ảnh hàng không

- Xử lý ảnh phức tạp, cần lập nhiều điểm khống chế mặt đất để khớp nối các khối ảnh và tính toán tọa độ ảnh

- Vấn đề về kinh tế: chi phí đầu tư để mua máy bay, máy chụp ảnh chuyên dụng là cực lớn, các doanh nghiệp tư nhân, doanh nghiệp nhỏ không thể mua được, chỉ có thể thuê dịch vụ bay chụp với giá cao Hơn nữa, sau khi có ảnh hàng không, ngoài việc số hóa ảnh, công tác đo đạc bổ sung ngoài thực địa cũng tốn thêm nhiều công sức và chi phí

2.2 CÔNG NGHỆ ẢNH MÁY BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI (UAV)

2.2.1 Tổng quan về công nghệ ảnh hàng không

2.2.1.1 Khái niệm ảnh hàng không

Thuật ngữ không ảnh (ảnh hàng không) là một khái niệm khoa học được

sử dụng cho các ảnh được chụp bằng phim ảnh trên các phương tiện hàng không như máy bay, kinh khí cầu và các phương tiện khác trên không và được thực hiện với các loại máy ảnh khác nhau Như vậy là, khi nói đến ảnh hàng không, không

có nghĩa hẹp là chỉ nói tới ảnh chụp từ máy bay Còn khi nói ảnh thu từ máy bay chính là một trong những phương pháp thu dữ liệu không ảnh Viễn thám hàng không la nghiên cứu đối tượng không gian và các quá trình xảy ra trên mặt đất qua không ảnh - các dữ liệu ảnh chụp trong ngành hàng không Nhừ vậy, lịch sử phát triển của khoa học viễn thám bắt đầu bằng việc chụp ảnh và tách lọc thông tin về một vật trên các bức ảnh được chụp bằng phim ảnh

Ảnh chụp theo phương pháp này chỉ nhạy cảm với dải sóng nhìn thấy, hồng ngoại gần và được gọi là ảnh photo Bức ảnh hàng không đầu tiên, dùng trong nghiên cứu về trái đất là ảnh được chụp trên khinh khí cầu, ghi lại vùng Booston, được thực hiện bởi James Wallace Black vào 13 tháng 10 năm 1860 Các ảnh chụp bằng máy ảnh có thể kể đến là các ảnh hàng không trắng đen và ảnh màu nằm trong dải phổ nhìn thấy, đơn kênh hoặc đa kênh Thời kỳ đầu, ảnh photo được chụp từ trên 55 các khinh khí cầu Giai đoạn tiếp theo khi ngành hàng không phát triển thì chụp ảnh được thực hiện trên các máy bay Bức ảnh đầu tiên chụp từ máy bay được thực hiện vào năm 1903 Trong chiến tranh thế giới thứ nhất và chiến tranh thế giới thứ hai không ảnh đã phát triển do yêu cầu của mục đích quân sự Một loạt các kiểu máy ảnh và cả công nghệ đo đạc ảnh hàng không cùng với giải đoán thông tin từ không ảnh ra đời

2.2.1.2 Nguyên lý chụp ảnh hàng không

Nguyên lý hoạt động cơ bản của máy ảnh được tuân thủ theo hoạt động của một thấu kính lồi Hình ảnh của một vật được ánh sáng ghi nhận và truyền qua thấu kính lồi ghi lại trên một mặt phẳng sau thấu kính.Trên mặt phẳng này được bố trí cho phim chạy qua Máy ảnh sử dụng cho viễn thám lỡ thiết bị chính xác Hợp phần chính của nó bao gồm một thấu kính lồi vỡ phim ghi nhận hình ảnh đặt đằng sau thấu kính Máy ảnh được chia ra làm 4 loại chính: máy ảnh phổ thông khung đơn, máy chụp ảnh toàn cảnh, máy chụp ảnh theo đường và Máy chụp đa kênh

2.2.1.3 Phân loại ảnh hàng không

Phân loại theo cách chụp ảnh: chia 3 loại

- Ảnh chụp đơn: là ảnh chụp từ vùng nhỏ của khu vực nghiên cứu theo từng tấm ảnh riêng biệt, các tấm ảnh chụp không có phủ dọc và phủ ngang Chụp ảnh đơn được dùng cho điều tra khảo sát, do thám quân sự trên những vùng tương đối nhỏ

- Ảnh chụp theo tuyến: là ảnh chụp theo một tuyến đã bố trí sẵn, có thể là thẳng, gấp khúc hay uốn cong Các tấm ảnh kề nhau trong một tuyến có độ phủ lên nhau, được gọi là độ phủ dọc (overlap) Ứng dụng rộng rãi trong quân sự, nghiên cứu khoa học, đặc biệt là khảo sát các công trình theo tuyến

- Ảnh chụp nhiều tuyến: là chụp theo nhiều tuyến dải bay thẳng, song song với nhau và cách đều nhau Các tấm ảnh trên hai dải bay kề nhau nogài độ phủ dọc, còn có thêm độ phủ ngang (sidelap) Đây là cách chụp thường dùng nhất để thành lập các loại bản đồ

Phân loại theo bước sóng chụp: chia 5 loại

- Ảnh hàng không toàn sắc (panchromatic): ảnh chụp hoàn toàn trong dải sóng nhìn thấy (0,4 – 0,7µm), khi in cho ảnh trắng đen

- Ảnh hàng không hồng ngoại (IR): ảnh chụp trong dải sóng hồng ngoại 0,7 – 0,9µm, khi in cho ảnh trắng đen

- Ảnh hàng không màu thật (True color): ảnh bình thường dùng trong kỹ thuật nhiếp ảnh hiện nay, các vật trên ảnh sẽ có màu tự nhiên như khi được nhìn trong khoảng ánh sáng thấy được

- Ảnh hàng không màu hồng ngoại (Infrared color): ảnh màu phản ánh theo từng dải bước sóng thu nhận theo phổ hồng ngoại

- Ảnh hàng không đa phổ (Multispectral): các máy ảnh nhiều băng phổ ghi lại ảnh một cách đồng thời cùng một hình ảnh với một loạt tổ hợp các phim và tấm lọc để thu thập các ảnh chụp ở các băng phổ hẹp khác nhau của năng lượng điện tử

2.2.1.4 Đặc tính của ảnh hàng không

a Độ phủ của ảnh

Độ phủ dọc (overlap): Phần trăm diện tích chồng lên nhau của 2 tấm ảnh

kề nhau trong cùng một đường bay

Độ phủ bên (sidelap): Phần trăm diện tích chồng phủ giữa 2 ảnh trong 2 chuyến bay kề nhau

Thông thường, đối với ảnh chụp máy bay, để khớp nối ảnh cho kết quả tốt, độ phủ bên phải đạt 30% và độ phủ dọc phải đạt 60%

Hình 2.1 Các tuyến bay chụp ảnh kề nhau và độ phủ của ảnh

b Hiện tượng nghiêng và chếch

Các ảnh máy bay chuẩn là những ảnh được chụp khi thiết bị chụp đặt trên máy bay hoàn toàn nằm ngang, không lệch so với hướng bay, không chúc lên hay chúc xuống so với mặt phẳng nằm ngang (điều kiện lý tưởng)

Trường hợp máy bay liên tục nghiêng cánh dần, phần ảnh bên cảnh thấp sẽ

có tỷ lệ lớn hơn phần cánh cao, tạo hiện tượng nghiêng của ảnh Tương tự, khi đầu máy bay chúc xuống hay chếch lên so với phương ngang sẽ tạo ra hiện tượng chếch của không ảnh Một tấm ảnh hàng không có thể vừa nghiêng hoặc chếch,

có bản chất giống nhau và xử lý như nhau trong kỹ thuật xử lý, nắn chỉnh

Ảnh hàng không nếu nghiêng, chếch không tới mức xuất hiện đường chân trời trong ảnh được coi là ảnh nghiêng (hay chếch) ít Ngược lại nếu xuất hiện đường chân trời thì được gọi là ảnh nghiêng (hay chếch) nhiều

- Thông thường tỷ lệ của ảnh (S) có thể xác định bằng tỷ lệ của độ dài tiêu

cự máy ảnh (f) so với độ cao của máy bay so với mặt đất (H): S = f/H

- Nếu ta dùng mặt nước biển làm mốc độ cao để tính độ cao của đường bay thì tỷ lệ của ảnh hàng không (S) được xác định:

Trong đó H là độ cao của máy bay so với mực nước biển, h là độ cao của địa hình so với mặt nước biển

d Độ phân giải ảnh hàng không

Độ phân giải ảnh hàng không là khái niệm dùng để xác định khả năng phân biệt đối tượng mặt đất Độ phân giải không gian phụ thuộc vào nhiều yếu tố: độ phân giải của phim ảnh, năng lực của ống kính, đặc điểm hình ảnh lúc chụp, điều kiện khí quyển, điều kiện in tráng phim ảnh Để so sánh, người ta hay dùng khái niệm độ phân giải không gian là khoảng cách tối thiểu để phân biệt 2 đối tượng

để gần nhau, hoặc là độ lớn tối thiểu của một đối tượng trên mặt đất mà có thể phân biệt được trên ảnh

Độ phân giải không gian của ảnh phụ thuộc vào nhiều yếu tố và tỷ lệ thuận với:

- Độ tương phản giữa đối tượng và màu

- Tỷ số giữa chiều dài và rộng

- Tính cân đối về hình dạng của vật

- Số lượng của vật trên mẫu phân giải

- Sự đồng nhất của nền ảnh

- Sự mở rộng của nền ảnh

Độ phân giải không gian của ảnh tỷ lệ nghịch với:

- Độ hạt của phim

- Lượng ánh sáng chạy qua phim trong thời gian rửa ảnh

Ngoài ra, để so sánh, đánh giá độ phân giải ảnh hàng không, chúng ta còn

có thể sử dụng độ khái niệm phân giải mặt đất (Ground Resolution) là kích thước của 1 pixel ảnh (điểm ảnh) chiếu trên mặt đất

2.2.2 Khái niệm UAV

2.2.2.1 Định nghĩa UAV

Theo Cục quản lý hàng không liên bang Mỹ (FAA), drone hay còn gọi là unmanned aerial vehicle (UAV) là máy bay không người lái, nó có thể có nhiều hình dạng, kích thước và phục vụ nhiều mục đích khác nhau Chúng có thể có sải cánh rộng như một máy bay phản lực hay chỉ nhỏ như một chiếc máy bay mô hình điều khiển bằng sóng radio

Thiết bị dùng cho quay phim chụp ảnh trên không (drone with camera) hay flycam (flying camera), là một loại thiết bị bay không người lái có

lắp camera hay máy ảnh để quay phim hoặc chụp ảnh từ trên cao Nó được điều khiển từ xa bằng trình điều khiển riêng biệt hoặc có thể kết nối vào điện thoại, máy tính bẳng để điều khiển qua sóng wifi Ngày nay các thiết bị này được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực quay phim, chụp ảnh từ trên cao

2.2.2.2 Phân loại UAV

Máy bay không người lái là tên gọi chỉ chung cho các loại máy bay mà không có phi công ở buồng lái và được điều khiển từ xa từ trung tâm Theo sự phát triển công nghệ hiện có các dạng UAV cơ bản như sau:

- Máy bay theo nghĩa truyền thống được trang bị hệ thống điều khiển và lái

tự động, được gọi là UAS (unmanned aircraft system), xuất hiện từ những năm

1950 và đã từng phục vụ việc do thám và trinh sát chiến trường Loại tổ hợp máy bay này có khả năng tự động hóa các hoạt động của máy bay cao, không đòi hỏi những trang thiết bị hàng không đặc chủng, giá thành khai thác sử dụng và bảo trì hệ thống để phục vụ lâu dài rẻ, trong quân sự loại máy bay này có đặc tính tấn công chớp nhoáng

- Thiết bị bay kiểu mới, được chế tạo rất đa dạng, có kích thước và công suất động cơ nhỏ đến trung bình, được gọi là drone Ứng dụng của UAV drone đang tăng lên mạnh mẽ, từ các mục đích quân sự cho đến nghiên cứu khoa học, điện ảnh - truyền hình, nông nghiệp, thương mại, giải trí Các drone có lắp camera để quan sát, và thường được gọi là flycam Để thuận tiện điều khiển thao tác thì drone có nhiều cánh quạt, thường là 4

Theo Vũ Văn Chất (2016), dựa vào nguyên lý cấu tạo kỹ thuật, UAV có thể được chia làm 3 loại chính sau:

+ UAV trực thăng (helicopter): gồm một động cơ điện đẩy thẳng đứng chịu

tải chính và động cơ đuôi điều chỉnh hướng, có thể hoạt động ở mọi loại địa hình, thời gian bay động cơ xăng lên tới 6 giờ, khả năng chuyên chở lớn, có một động

cơ chính cánh quạt lớn, đường kính từ 2 – 6m, khi có sự cố rất nguy hiểm cho con người, trên thực tế loại UAV này có độ an toàn thấp nên chỉ được ứng dụng trong hải quân, quản lý rừng ở những nơi không có người ở Loại UAV này được

sử dụng rất hạn chế

+ UAV nhiều động cơ (multi rotor): gồm nhiều động cơ điện đẩy thẳng

đứng, cân bằng và bay nhờ sự thay đổi lực đẩy của các động cơ, ứng dụng mọi loại địa hình phức tạp, dừng lại trên không quan sát, an toàn cao phổ biến nhất

hiện nay nhưng hao tổn năng lượng nhanh, chịu gió yếu, bay tốt vơi gió nhẹ dưới cấp 3 thời gian bay ngắn dưới 1 giờ cho 1 ca bay

+ UAV cánh bằng (fixwing): chỉ một động cơ đẩy về phía sau và sức nâng

của cánh đủ tốc độ, dùng ít năng lượng, thời gian bay lâu, khản năng mang tải trọng lớn UAV cánh bằng có nhiều bước đột phá mạnh mẽ và được sử dụng rộng rãi trong quân sự, trong thu thập dữ liệu ảnh hàng không

2.2.3 Ứng dụng thực tiễn của UAV

2.2.2.1 Ứng dụng thực tiễn UAV trên thế giới

Năm 1916, nhà thiết kế người Anh, Archibald Montgometry Low chế tạo chiếc máy bay không người lái đầu tiên (Unemaned Arial Vehicle – gọi theo tên quốc tế là UAV) và Bộ quốc phòng Anh sử dụng làm các mục tiêu tập bắn di động cho lực lượng phòng không Thành tựu tiếp theo của phát kiến máy bay không người lái là đã chế tạo các máy bay mang được các quả bom nặng 450 kg bay xa được 100 km Máy bay không người lái đã tham gia hai cuộc chiến tranh thế giới thứ nhất và thứ hai Tuy vậy, các phương tiện này không đóng vai trò gì đáng kể trong hai cuộc đại chiến này Cho mãi đến cuộc chiến tranh Việt Nam,

Mỹ đã sử sụng 3.500 các loại máy bay không người lái (UAV) cho nhiều mục đích khác nhau, nhiều nhất là cho mục đích do thám

Ngày nay, việc phát triển kỹ thuật chế tạo thiết bị bay không người lái là mối quan tâm của nhiều quốc gia vì mục đích an ninh-quốc phòng, dân sự và phát triển khoa học công nghệ Sau chiến tranh lạnh, UAV bắt đầu được ứng dụng trong dân sự, các thế hệ UAV ra đời được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực trong đó có lĩnh vực trắc địa-bản đồ

b Ứng dụng trong bản đồ - viễn thám

Các loại máy ảnh chuyên dụng với độ phân giải ngày càng cao được thiết

kế chế tạo lắp trên các UAV để tiến hành chụp ảnh địa hình Sự kết hợp với công nghệ GPS/GNSS đã làm tăng hiệu quả ứng dụng UAV trong công tác đo vẽ địa hình Ứng dụng UAV có nhiều ưu điểm nổi trội so với các phương pháp đo vẽ ảnh hàng không truyền thống, nhiều loại UAV được thiết kế gọn nhẹ, thao tác nhanh; khởi bay bằng tay hoặc các dụng cụ đơn giản thích ứng với mọi điều kiện địa hình

Theo Võ Chí Mỹ (2015), các hãng sản xuất các thiệt bị ngày càng hướng tới các thiết bị UAV với các thiết bị chụp ảnh độ phân giải cao, giảm thời gian và công sức trong các nội dung trắc địa-bản đồ Các thiết bị UAV có khả năng điều chỉnh độ phân giải theo độ cao, khả năng định nghĩa phạm vi đo vẽ, thành lập và cung cấp nhanh chóng bản đồ địa hình các loại tỷ lệ lớn (1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000) Các UAV mới nhất hiện nay như MD4-1000 (Đức), Pteryx (Ba Lan), Swinglet CAM (Thụy sĩ), UX-5, X-100 Trimble (Mỹ) đều có thể bay thấp, chụp ảnh với độ phân giải vài chục cm trên khu vực có diện tích vài chục km2 Hiện nay, trong một lần bay, các UAV có thể chụp ảnh 4÷5 km2 với độ phân giải 10÷15 cm và có thể dưới 10 cm

Trong những năm gần đây khoa học công nghệ trắc địa, bản đồ, viễn thám trên thế giới đã đạt được nhiều thành tựu to lớn Nhiều nghiên cứu khoa học và thực tiễn sản xuất trong và ngoà nước đã m nh chứng tính h ệu quả của các phương pháp công nghệ mớ như GNSS, GIS, v ễn thám, LIDAR, UAV, TLS v.v…Trên thế g ớ , v ệc áp dụng phương pháp đo ảnh khoảng cách gần vớ ảnh chụp từ máy ảnh số gắn trên UAV đã được áp dụng vớ rất nh ều ứng dụngkhác nhau như: đo vẽ h ện trạng ta nạn g ao thông, đo vẽ đánh g á khố lượng kha thác ở các mỏ lộ th ên, bản đồ địa hình khu vực nhỏ, bản đồ địa chính, g ám sát Tài nguyên và Môi trường…

Theo Hội viễn thám thế giới (ISPRS), UAV là tương lai phát triển của viễn thám và đo ảnh Hội viễn thám thế giới đã thành lập một tổ chuyên môn phụ trách nghiên cứu và phát triển UAV Các hãng sản xuất các thiệt bị địa tin học máy chụp ảnh số, máy thu GNSS, máy quét laser v.v… cùng tham gia trong các

tổ chuyên môn tư vấn này Mục tiêu phấn đấu là hướng tới các thiết bị UAV gọn nhẹ với các thiết bị chụp ảnh thành lập bản đồ địa hình chính xác, giảm thời gian

và công sức trong các nội dung trắc địa-bản đồ

Trong lĩnh vực trắc địa, ứng dụng UAV bay chụp ảnh địa hình có nhiều ưu điểm nổi trội so với các phương pháp đo vẽ ảnh hàng không truyền thống, trong

đó phải kể đến đầu tiên là kinh phí thấp UAV chuyên dụng được thiết kế gọn nhẹ khả năng thích ứng với mọi điều kiện đo đạc Có nhiều phương tiện bay chụp UAV chỉ cần khởi bay bằng tay hoặc bằng các dụng cụ khởi bay đơn giản Chỉ dăm phút sau khi hạ cánh UAV có thể cung cấp dữ liệu cho người dùng Các hãng sản xuất UAV với các thiết bị chụp ảnh luôn hướng tới sự đơn giản trong thao tác, thực nghiệm cho thấy: chỉ cần hướng dẫn trong một tiếng đồng hồ, các

kỹ thuật viên đã có thể sử dụng UAV

2.2.3.2 Ứng dụng thực tiễn UAV tại Việt Nam

a Tổng quan

V ệt Nam, năm 1999, Ban Ngh ên cứu mục t êu bay - V ện Kỹ thuật Phòng không Không quân - Quân chủng Phòng không Không quân đã th ết kế lắp đặt máy bay không ngườ lá , và kết quả là ha ch ếc UAV ký h ệu M-96 (bay ngày) và M-96D (bay đêm) đã bay thử thành công và t ếp tục hoàn th ện thành những Loạ M100-CT, M400-CT… vớ sự đ ểu kh ển bay theo chương trình, dẫn đường của GPS trên nền bản đồ số Năm 2013, V ện Công nghệ Không g an, thuộc V ện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ V ệt Nam đã bay thử ngh ệm 5 ngày mẫu UAV tạ bã thử ngh ệm Hoà Lạc - Hà Nội và đã t ến hành thử ngh ệm bay chụp ảnh ở Nha Trang, Lạc Dương, Lâm Đồng

Ngày nay, tại Việt Nam công nghệ UAV cũng được ứng dụng vô cùng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực từ vui chơi giải trí, nghệ thuật cho tới các nhiệm vụ quốc phòng, nghiên cứu khoa học, bản đồ - viễn thám Theo Ngô Long (2017), UAV

có thể bay cao 1.000m, mang theo 1,5kg, bay với vận tốc 60-80 km/h trong thời gian khoảng 30 phút và hoạt động trong bán kính 4km Các chiếc UAV này được trang bị camera full HD nên có thể quay chụp và truyền về những hình ảnh, video chất lượng cao UAV còn có khả năng xử lý, khoanh vùng đối tượng UAV

có thể sử dụng trong trinh thám, giám sát đường biên các khu vực có diện tích rộng như vườn quốc gia, khu sinh thái, trang trại… hoặc đưa vào sử dụng trong các lĩnh vực như: quan trắc môi trường, giám sát tội phạm, hỗ trợ công tác giao thông hay phục vụ công tác tìm kiếm cứu nạn, cảnh báo hỏa hoạn, thiên tai cháy rừng, lũ lụt, bão tố…