Tài liệu Luận án tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu cơ sở dữ liệu địa chính và bài toán cập nhật biến động đất đai ở việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ĐINH HẢI NAM NGHIÊN CỨU CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA CHÍNH VÀ BÀI TOÁN CẬP NHẬT BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐAI Ở VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT ĐINH HẢI NAM NGHIÊN CỨU CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA CHÍNH VÀ BÀI TOÁN CẬP NHẬT BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐAI Ở VIỆT NAM Ngành : Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ Mã số : 62.52.05.03 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1. TS. TRẦN THÙY DƯƠNG 2. PGS.TS. NGUYỄN QUANG MINH HÀ NỘI - 2015 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Toàn bộ quá trình nghiên cứu được tiến hành một cách khoa học, các số liệu, kết quả nêu trong luận án là chính xác, trung thực và chưa từng được công bố trong bất cứ công trình nào khác! Tác giả luận án Đinh Hải Nam ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i MỤC LỤC ........................................................................................................ ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ................................... v DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................. vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ....................................................................... viii MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ............................................................................ 7 1.1. Trên thế giới .............................................................................................. 7 1.1.1. Công tác xây dựng, khai thác cơ sở dữ liệu địa chính của một số nước...........................................................................................................7 1.1.2. Mô hình cập nhật biến động, biên tập địa chính của phần mềm nước ngoài. ............................................................................................. 12 1.2. Trong nước .............................................................................................. 13 1.2.1. Tổng quan về công tác xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính ............ 13 1.2.2. Công tác cập nhật biến động đất đai ............................................. 22 CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CẤU TRÚC CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA CHÍNH PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN Ở VIỆT NAM .................................... 26 2.1. Xây dựng cấu trúc dữ liệu không gian .................................................... 28 2.1.1. Cấu trúc bảng dữ liệu đối tượng điểm .......................................... 29 2.1.2. Cấu trúc bảng dữ liệu nửa cạnh thửa ............................................ 30 2.1.3. Cấu trúc bảng dữ liệu thửa đất...................................................... 32 2.1.4. Cấu trúc bảng dữ liệu véc tơ số hiệu chỉnh đỉnh thửa .................. 33 2.1.5. Cấu trúc bảng dữ liệu các lớp đối tượng bản đồ ........................... 34 2.2. Xây dựng cấu trúc dữ liệu thuộc tính ..................................................... 35 2.2.1. Mô hình quan hệ giữa các bảng dữ liệu thuộc tính ...................... 36 2.2.2. Cấu trúc các bảng dữ liệu thuộc tính ............................................ 37 2.3. Định nghĩa cấu trúc tệp XML để trao đổi CSDL địa chính..................... 45 2.4. Chương trình thực nghiệm xây dựng CSDL địa chính ............................ 46 2.4.1. Mô đun xây dựng dữ liệu không gian........................................... 46 2.4.2. Mô đun xây dựng và khai thác dữ liệu thuộc tính ........................ 50 iii 2.4.3. Xuất CSDL địa chính theo trúc định dạng tệp XML.................... 52 CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP HIỆU CHỈNH THỬA ĐẤT PHÙ HỢP LÀM CÔNG CỤ XỬ LÝ MỘT SỐ BÀI TOÁN CẬP NHẬT BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐAI TRONG PHẠM VI CỤC BỘ................................. 53 3.1. Xây dựng phương pháp hiệu chỉnh thửa đất ........................................... 55 3.1.1. Mô hình toán học .......................................................................... 55 3.1.2. Xây dựng công thức xác định trực tiếp hệ số hệ phương trình chuẩn N ................................................................................................... 58 3.1.3. Thuật toán tính trực tiếp hệ số hệ phương trình chuẩn N ............. 63 3.1.4. Thuật toán tính số hiệu chỉnh ....................................................... 68 3.1.5. Thực nghiệm so sánh thời gian tính ma trận N theo hai phương pháp.........................................................................................................69 3.2. Lập cơ sở dữ liệu để hiệu chỉnh thửa đất ................................................ 69 3.2.1. Kỹ thuật tìm kiếm, lựa chọn thửa đất ........................................... 70 3.2.2. Xây dựng các hàm xác định đối tượng liền kề ............................. 72 3.2.3. Các bước lập cơ sở dữ liệu và xử lý khi hiệu chỉnh thửa đất ....... 73 3.3. Xây dựng mô đun xử lý các bài toán cập nhật biến động đất đai ........... 74 3.3.1. Chính xác hóa bản đồ sau khi số hóa. .......................................... 74 3.3.2. Hiệu chỉnh bản đồ theo chiều dài cạnh, diện tích ......................... 76 3.3.3. Cập nhật thửa đất đo bổ sung vào cơ sở dữ liệu địa chính ........... 80 3.3.4. Hiệu chỉnh các lớp đối tượng trên bản đồ sau khi cập nhật biến động.........................................................................................................85 3.3.5. Chia tách bản đồ ........................................................................... 86 3.3.6. Giải pháp mới cập nhật thửa biến động vào cơ sở dữ liệu địa chính........................................................................................................87 3.3.7. Tra cứu lịch sử, khôi phục các lần biến động thửa đất ................. 88 CHƯƠNG 4. XÂY DỰNG MỘT SỐ GIẢI PHÁP XỬ LÝ BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐAI MANG TÍNH HỆ THỐNG. .......................................................... 90 4.1. Giải pháp xử lý một số vấn đề liên quan đến việc quản lý thửa đất có đường bao là đường cong............................................................................... 91 4.1.1. Giải pháp xử lý thửa đất khi có đường bao là đường cong .......... 91 iv 4.1.2. Xây dựng đối tượng cung tròn...................................................... 92 4.1.3. Các bài toán xử lý cung tròn......................................................... 96 4.1.4. Tính diện tích thửa đất có chứa cung tròn .................................. 100 4.2. Xử lý biến động khi quy định lại thông số file chuẩn của bản đồ địa chính ...................................................................................................................... 103 4.2.1. Quy định kỹ thuật về hệ tọa độ và đơn vị bản vẽ của bản đồ địa chính......................................................................................................103 4.2.2. Một số phương pháp hiện tại chuyển đổi đơn vị làm việc của bản vẽ...........................................................................................................104 4.2.3. Giải pháp xử lý bản đồ khi thay đổi thông số kỹ thuật của bản vẽ...........................................................................................................105 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 108 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ............................................ 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 111 PHỤ LỤC ..................................................................................................... 119 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Tiếng Việt Ký hiệu BĐĐC Bộ TN&MT CSDL GCN GCNQSDĐ QSDĐ TN&MT TT VPĐKĐĐ Giải thích viết tắt, ký hiệu Bản đồ địa chính Bộ Tài nguyên và Môi trường Cơ sở dữ liệu Giấy chứng nhận Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất Quyền sử dụng đất Tài nguyên và Môi trường Thông tư Văn phòng Đăng ký đất đai Tiếng Anh Ký hiệu 2D, 3D ArcGIS Benley Cadastral Editor DGN DWG DXF Elis ESRI Famis Giải thích viết tắt, ký hiệu Không gian 2 chiều, 3 chiều Là dòng sản phẩm hỗ trợ trong hệ thống thông tin địa lý của hãng ESRI (Mỹ) Công ty của Mỹ sản xuất các phần mềm giải pháp cho việc thiết kế, xây dựng và hoạt động của cơ sở hạ tầng Mô đun biên tập địa chính trên phần mềm ArcGIS Desktop Khuôn dạng tệp dữ liệu bản đồ của phần mềm MicroStation Khuôn dạng tệp dữ liệu đồ họa của phần mềm Autocad Drawing Exchange Format - là một định dạng dữ liệu đồ họa được phát triển bởi Autodesk dùng cho việc trao đổi dữ liệu giữa các phần mềm hỗ trợ thiết kế khác nhau Environment Land Information System - Là phần mềm hệ thống thông tin đất đai và môi trường Environmental Systems Research Institute - Viện nghiên cứu hệ thống Môi trường Mỹ Field Work and Cadastral Mapping Intergrated Software- vi Phần mềm tích hợp cho đo vẽ bản đồ địa chính ở Việt Nam GIS GML LAN LIS Metadata Microsoft Access Microsoft SQL Server MySQL Oracle Seed file SEMLA SQL TMV.LIS Topology ViLIS VLAP XML Geographic Information System - Hệ thống thông tin địa lý Geography Markup Language - Ngôn ngữ đánh dấu địa lý Local Area Network - Mạng nội bộ Land Information System - Hệ thống thông tin đất đai Siêu dữ liệu hay là dữ liệu quản lý dữ liệu Là một phần mềm quản lý cơ sở dữ liệu quan hệ do hãng Microsoft giữ bản quyền Hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ được phát triển bởi Microsoft Hệ quản trị cơ sở dữ liệu mã nguồn mở phổ biến nhất thế giới Tên của một hãng phần mềm, một hệ quản trị cơ sở dữ liệu phổ biến trên thế giới Là một tệp chuẩn của phần mềm MicroStation được định nghĩa đầy đủ các thông số toán học bản đồ, hệ đơn vị đo được tính theo giá trị thật ngoài thực địa làm tăng giá trị chính xác và thống nhất giữa các file bản đồ Strengthening Environment Managament and Land Administration - Chương trình hợp tác Việt Nam, Thụy Điển về tăng cường năng lực quản lý đất đai và môi trường Structured Query Language - Ngôn ngữ truy vấn mang tính cấu trúc Phần mềm hệ thống thông tin đất đai của Tổng công ty Tài nguyên & Môi trường Việt Nam (TMV) Thuật ngữ được sử dụng để chỉ mối quan hệ không gian giữa các đối tượng địa lý VietNam Land Information System - Phần mềm hệ thống thông tin đất đai do Bộ Tài nguyên và Môi trường xây dựng Vietnam Land Administration Project - Hoàn thiện và hiện đại hóa hệ thống quản lý đất đai Việt Nam eXtensible Markup Language - Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Cấu trúc bảng dữ liệu điểm ............................................................ 30 Bảng 2.2. Cấu trúc bảng dữ liệu nửa cạnh...................................................... 31 Bảng 2.3. Cấu trúc bảng dữ liệu thửa đất ....................................................... 33 Bảng 2.4. Cấu trúc bảng dữ liệu véc tơ số hiệu chỉnh đỉnh thửa .................... 33 Bảng 2.5. Cấu trúc bảng dữ liệu các lớp đối tượng bản đồ ............................ 35 Bảng 2.6. Cấu trúc bảng dữ liệu mục đích sử dụng đất .................................. 39 Bảng 2.7. Cấu trúc bảng dữ liệu đối tượng sử dụng đất ................................. 39 Bảng 2.8. Cấu trúc bảng dữ liệu nguồn gốc sử dụng đất ................................ 39 Bảng 2.9. Cấu trúc bảng dữ liệu thông tin thuộc tính của thửa đất ................ 40 Bảng 2.10. Cấu trúc bảng dữ liệu thông tin chủ sử dụng đất ......................... 41 Bảng 2.11. Cấu trúc bảng dữ liệu đăng ký sử dụng đất .................................. 42 Bảng 2.12. Cấu trúc bảng dữ liệu đa mục đích sử dụng ................................. 43 Bảng 2.13. Cấu trúc bảng dữ liệu về giấy chứng nhận ................................... 43 Bảng 3.1. Hệ phương trình điều kiện cạnh của thửa đất ................................ 59 Bảng 3.2. Hệ phương trình điều kiện diện tích của một thửa ......................... 59 Bảng 3.3. Hệ phương trình điều kiện diện tích hai thửa không chung đỉnh ... 60 Bảng 3.4. Hệ phương trình điều kiện diện tích hai thửa chung đỉnh .............. 61 Bảng 3.5. Hệ phương trình điều kiện cạnh j và diện tích thửa đất i ............... 62 Bảng 3.6. Thời gian tính toán lập ma trận N theo hai phương pháp .............. 69 Bảng 3.7. Số liệu diện tích bản đồ giấy và diện tích bản đồ số hóa ............... 75 Bảng 3.8. Số hiệu chỉnh và tọa độ các đỉnh sau khi hiệu chỉnh theo cạnh đo mới .................................................................................................................. 77 Bảng 3.9. Số liệu đo thửa đất.......................................................................... 78 Bảng 3.10. Bảng tọa độ đỉnh thửa sau hiệu chỉnh .......................................... 79 Bảng 3.11. Bảng số liệu đo bổ sung thửa đất ................................................. 83 Bảng 3.12. Kết nối và cập nhật thửa đo bổ sung vào CSDL địa chính .......... 84 Bảng 3.13. Bảng tọa độ đỉnh thửa sau khi tính chuyển về CSDL địa chính .. 85 Bảng 3.14. Bảng hiệu chỉnh tọa độ lớp nhà.................................................... 86 Bảng 3.15. Lịch sử biến động đỉnh thửa......................................................... 89 Bảng 3.16. Lịch sử biến động của thửa đất i .................................................. 89 viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1. Hệ thống đất đai liên kết với NaLIS ................................................. 9 Hình 1.2. Hệ thống đăng ký nhà đất Hà Lan [52] .......................................... 10 Hình 1.3. Các thành phần của kết cấu thửa đất trong mô đun Cadastral Editor [53] ................................................................................................................. 13 Hình 1.4. Quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính ................................... 19 Hình 1.5. Giao diện chức năng chia tách, gộp thửa của phần mềm Vilis 2.0. 25 Hình 2.1. Mô tả các thành phần cấu tạo nên thửa đất..................................... 28 Hình 2.2. Mô tả các thành phần nửa cạnh ...................................................... 30 Hình 2.3. Các lớp đối tượng bản đồ ............................................................... 34 Hình 2.4. Sơ đồ mô hình quan hệ giữa các bảng đơn vị hành chính .............. 38 Hình 2.5. Sơ đồ quan hệ giữa các bảng dữ liệu thuộc tính ............................. 44 Hình 2.6. Tệp dữ liệu đồ họa .......................................................................... 47 Hình 2.7. Tệp số liệu đo đạc ........................................................................... 47 Hình 2.8. Tệp số liệu định dạng shape file ..................................................... 47 Hình 2.9. Bảng dữ liệu điểm........................................................................... 48 Hình 2.10. Bảng dữ liệu nửa cạnh .................................................................. 49 Hình 2.11. Bảng dữ liệu thửa đất.................................................................... 49 Hình 3.1. Hiệu chỉnh cạnh i, j, k ..................................................................... 58 Hình 3.2. Trường hợp đưa vào điều kiện diện tích một thửa ......................... 60 Hình 3.3. Trường hợp hai thửa đất không chung đỉnh ................................... 60 Hình 3.4. Hai thửa chung đỉnh ....................................................................... 61 Hình 3.5. Xác định hệ số khi hai thửa chung nhau đỉnh................................. 62 Hình 3.6. Điều kiện cạnh j và diện tích thửa i ................................................ 62 Hình 3.7. Xác định véc tơ chắn đỉnh pk của thửa đất i ................................... 64 Hình 3.8. Thuật toán xác định véc tơ chắn đỉnh pk của thửa đất i .................. 65 Hình 3.9. Xác định tổng các tích vô hướng véc tơ chắn đỉnh thửa i .............. 65 Hình 3.10. Thuật toán xác định tổng các tích véc tơ chắn đỉnh của thửa đất i66 Hình 3.11. Mối quan hệ đỉnh chung hai thửa đất i, j ...................................... 67 Hình 3.12. Thuật toán tính tổng tích vô hướng véc tơ của các đỉnh chung thửa i, j .................................................................................................................... 68 ix Hình 3.13. Các bước lập cơ sở dữ liệu và xử lý khi hiệu chỉnh thửa đất ....... 74 Hình 3.14. Bảng tọa độ đỉnh thửa sau khi hiệu chỉnh .................................... 76 Hình 3.15. Cạnh thửa trước khi hiệu chỉnh .................................................... 77 Hình 3.16. Cạnh thửa hiệu chỉnh theo trị đo mới ........................................... 77 Hình 3.17. Sơ đồ thửa trích đo ....................................................................... 78 Hình 3.18. Đồng nhất dữ liệu bản đồ và hồ sơ ............................................... 79 Hình 3.19. Sơ đồ thuật toán kiểm tra chất lượng điểm song trùng ................. 82 Hình 3.20. Các bước cập nhật và xử lý thửa đất đo bổ sung .......................... 83 Hình 3.21. Cập nhật thửa đo mới vào hệ thống bản đồ .................................. 84 Hình 3.22. Các bước tính hiệu chỉnh các lớp đối tượng trên bản đồ .............. 85 Hình 3.23. Quy trình chia tách bản đồ hiện tại và giải pháp đề xuất.............. 86 Hình 3.24. Các bước chia tách và xử lý bản đồ .............................................. 87 Hình 3.25. Sơ đồ quy trình thực hiện việc cập nhật biến động thửa đất ........ 88 Hình 3.26. Lịch sử biến động thửa đất i ......................................................... 89 Hình 4.1. Bản đồ địa chính thể hiện thửa đất khi có đường bao là đường cong ở khu phố Alachua County (Mỹ)[53] ............................................................. 91 Hình 4.2. Bản đồ địa chính thể hiện thửa đất khi có đường bao là đường cong ở Việt Nam ..................................................................................................... 91 Hình 4.3. Các yếu tố cơ bản của cung tròn..................................................... 93 Hình 4.4. Hình chữ nhật nhỏ nhất chứa cung tròn ......................................... 97 Hình 4.5. Xác định giao của đoạn thẳng PmPn và cung tròn C ....................... 99 Hình 4.6. Hình thang chứa cung tròn ........................................................... 100 Hình 4.7. Thửa đất chứa cung tròn ............................................................... 101 Hình 4.8. Sơ đồ thửa đất có đường bào là đường cong ................................ 102 Hình 4.9. Sơ đồ thửa đất thể hiện khi có đường bao là đường cong ............ 102 Hình 4.10. Đặt thông số đơn vị làm việc trên phần mềm MGE ................... 104 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Trước đây ở Việt Nam bản đồ địa chính được đo vẽ theo công nghệ thủ công để thành lập ra bản đồ giấy, bản đồ giải thửa, bản đồ đo ở tọa độ giả định. Sau năm 1995 bản đồ địa chính được lập theo công nghệ số và được biên tập bằng nhiều phần mềm khác nhau như Famis, CesMap trên các nền đồ họa Autocad, MicroStation dẫn đến dữ liệu không gian và thuộc tính thửa đất lưu trữ riêng rẽ, rời rạc. Bản đồ số địa chính được đo đạc, biên tập in ra giấy để sử dụng là chủ yếu, chưa chú trọng đến khai thác, xây dựng CSDL địa chính. Khi có biến động đất đai công tác cập nhật biến động đa phần được thực hiện thủ công, cập nhật biến động trên bản đồ giấy, ghi chú biến động vào hồ sơ địa chính, chủ yếu cập nhật riêng lẻ do đó dữ liệu bản đồ và hồ sơ vẫn tách rời nhau. Đến nay ngoài bản đồ in giấy để sử dụng thường xuyên cần thêm nhiều thông tin về dữ liệu địa chính khác để quản lý và khai thác sử dụng. CSDL địa chính trở nên quan trọng và được sử dụng thường xuyên trong nhiều lĩnh vực như ngân hàng, xây dựng, quy hoạch đô thị... cung cấp thông tin cho nhu cầu sử dụng của xã hội và phát triển kinh tế. Trong tiến trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước cùng với sự phát triển nhanh của xã hội nên biến động đất đai diễn ra liên tục tại các địa phương như chia tách, gộp thửa, chuyển đổi mục đích sử dụng... Do đó, dữ liệu địa chính luôn cần được làm mới, nâng cao độ chính xác, cập nhật bổ sung thường xuyên, cần phải chuẩn hóa và đồng nhất giữa hồ sơ và bản đồ để đáp ứng được yêu cầu của xã hội. Ở lĩnh vực như ngân hàng, viễn thông và một số lĩnh vực khác dữ liệu lưu trữ thông tin về khách hàng, số liệu kinh doanh… rất lớn, công tác quản lý, cập nhật cơ sở dữ liệu (CSDL) được thực hiện rất tốt do CSDL chỉ gồm dữ liệu thuộc tính. Với CSDL địa chính gồm có dữ liệu không gian và thuộc tính 2 gắn kết với nhau rất chặt chẽ nên cập nhật CSDL địa chính là bài toán khó, hiện nay ở Việt Nam chưa làm tốt được. Hiện tại ở Việt Nam, một số phần mềm như Vilis, Elis, TMV.Lis đang sử dụng để xây dựng và quản lý CSDL địa chính chưa đáp ứng yêu cầu trong công tác cập nhật biến động đất đai, đồng bộ hóa dữ liệu không gian và thuộc tính. Hệ thống CSDL đất đai hoàn thiện và phát triển đa mục đích chính là dữ liệu và vận hành khai thác dữ liệu. Do đó, bài toán xây dựng CSDL địa chính là cần nghiên cứu cấu trúc dữ liệu phù hợp, đáp ứng được việc lưu trữ dữ liệu không gian và thuộc tính đồng bộ, giải quyết các bài toán giữa nhu cầu quản lý, sử dụng, đảm bảo tính đầy đủ, tính liên kết và độ chính xác của dữ liệu địa chính, cung cấp thông tin địa chính, đáp ứng được công tác cập nhật biến động về không gian và thuộc tính. Từ những lý do trên đặt ra vấn đề nghiên cứu cơ sở dữ liệu địa chính và bài toán cập nhật biến động đất đai ở Việt Nam là rất cần thiết. 2. Mục đích nghiên cứu của luận án - Nghiên cứu cấu trúc, đặc điểm của thửa đất và cơ sở dữ liệu địa chính để lựa chọn giải pháp tối ưu để hiệu chỉnh thửa đất khi cập nhật biến động đất đai; - Thiết kế cấu trúc dữ liệu địa chính phù hợp phục vụ công tác cập nhật và xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính; - Nghiên cứu các phương pháp và xây dựng bộ công cụ hỗ trợ giải quyết một số bài toán cập nhật biến động đất đai ở Việt Nam. 3. Đối tượng nghiên cứu - Cấu trúc, đặc điểm của thửa đất; - Cơ sở dữ liệu địa chính; - Các bài toán biến động đất đai ở Việt Nam. 3 4. Phạm vi nghiên cứu Luận án nghiên cứu cấu trúc CSDL địa chính, các bài toán cập nhật biến động về dữ liệu không gian ở Việt Nam. 5. Nội dung nghiên cứu - Đặc điểm, cấu trúc thửa đất; - Phép chuyển đổi tọa độ và các phương pháp hiệu chỉnh thửa đất; - Các thuật toán, giải pháp để xử lý các bài toán cập nhật biến động đất đai; - Giải pháp quản lý, xử lý thửa đất có đường bao là đường cong; - Giải pháp xử lý bản đồ địa chính khi có biến động mang tính hệ thống. 6. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp tra cứu: Tìm kiếm, thu thập các tài liệu và cập nhật các thông tin trên mạng Internet và thư viện. - Phương pháp lý thuyết: Trong luận án đã sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết bình sai, đại số tuyến tính, chuyển đổi tọa độ, thiết kế cơ sở dữ liệu. - Phương pháp khảo sát: Đánh giá, nghiên cứu và tổng hợp các sản phẩm phần mềm của nước ngoài cũng như một số phần mềm ở Việt Nam trong công tác xây dựng CSDL địa chính và xử lý cập nhật biến động đất đai, nhằm đánh giá các vấn đề còn tồn tại, để phục vụ công tác nghiên cứu về mặt lý luận và phương pháp luận của luận án được thực tế hơn. - Phương pháp thực nghiệm: Xây dựng thuật toán và lập trình mô đun thực nghiệm các bài toán cập nhật biến động đất đai, mô đun xây dựng và khai thác cơ sở dữ liệu địa chính theo số liệu thực tế ở một số địa phương. - Phương pháp chuyên gia: Tiếp thu ý kiến của người hướng dẫn, tham khảo ý kiến các nhà khoa học, đơn vị sản xuất, các đồng nghiệp về các vấn đề trong nội dung đề tài. 4 7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án - Ý nghĩa khoa học: Cấu trúc CSDL địa chính thiết kế góp phần hoàn thiện công tác xây dựng CSDL và giải quyết các bài toán cập nhật biến động về dữ liệu không gian thửa đất. Xây dựng cơ sở lý thuyết cho một số phương pháp để làm công cụ hiệu chỉnh thửa đất khi cập nhật, làm tăng độ chính xác, đồng bộ dữ liệu địa chính. - Ý nghĩa thực tiễn: Xây dựng một số công cụ để giúp các địa phương chỉnh lý, cập nhật dữ liệu địa chính khi có biến động, bộ công cụ hỗ trợ xây dựng và khai thác CSDL địa chính như in giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, tạo hồ sơ địa chính... Giải pháp chuẩn hóa số liệu giữa bản đồ và hồ sơ địa chính một cách đồng bộ đã giải quyết vấn đề xã hội quan tâm trong công tác quản lý đất đai. 8. Các luận điểm bảo vệ 1. Cơ sở dữ liệu địa chính được thiết kế trong luận án là nền tảng để lưu trữ, kiểm soát và giải quyết các bài toán cập nhật biến động đất đai hiện nay ở Việt Nam. 2. Các giải pháp cập nhật được đề xuất đã giải quyết một số bài toán biến động đất đai cục bộ cũng như những thay đổi mang tính hệ thống, góp phần làm tăng độ chính xác, đảm bảo tính thống nhất, đồng bộ của dữ liệu không gian thửa đất. 9. Các điểm mới của luận án 1. Xác lập cơ sở khoa học cho việc lựa chọn một số giải pháp hiệu chỉnh thửa đất khi cập nhật biến động đất đai. 2. Đề xuất cấu trúc cơ sở dữ liệu địa chính phù hợp thực tế các bài toán cập nhật biến động đất đai ở Việt Nam. 3. Thành lập phần mềm xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính và cập nhật biến động đất đai. 5 10. Kết cấu của luận án Luận án được chia thành các phần gồm: Mở đầu Chương 1. Tổng quan. Chương 2. Nghiên cứu thiết kế cấu trúc cơ sở dữ liệu địa chính phù hợp với điều kiện ở Việt Nam. Chương 3. Nghiên cứu các phương pháp hiệu chỉnh thửa đất phù hợp làm công cụ xử lý một số bài toán cập nhật biến động đất đai trong phạm vi cục bộ. Chương 4. Xây dựng một số giải pháp xử lý biến động đất đai mang tính hệ thống. Kết luận và kiến nghị Danh mục công trình của tác giả Tài liệu tham khảo Phụ lục 11. Cơ sở tài liệu - Các tài liệu tham khảo được lấy từ sách, báo, tạp chí, báo cáo trong nước và nước ngoài. -Tài liệu khảo sát một số loại hình biến động đất đai ở địa phương như VPĐKQSDĐ Quảng Nam (TP.Tam Kỳ); phòng TNMT huyện Lập Thạch (tỉnh Vĩnh Phúc); Công ty Tư vấn triển khai công nghệ và xây dựng Mỏ - Địa chất (Codeco). - Các thông tư, văn bản quy định kỹ thuật được lấy từ trang Web của Bộ tài nguyên và Môi trường; Tổng cục quản lý đất đai; Văn phòng Chính phủ... 6 12. Lời cảm ơn Luận án được hoàn thành tại Bộ môn Địa chính, Khoa Trắc địa, Trường Đại học Mỏ - Địa chất thuộc Bộ giáo dục và Đào tạo, dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Trần Thùy Dương và PGS.TS. Nguyễn Quang Minh. Trong quá trình thực hiện luận án, tác giả luôn nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy, cô giáo trong Bộ môn Địa chính, Khoa Trắc địa, Phòng Đào tạo Sau đại học, Ban giám hiệu Trường Đại học Mỏ - Địa chất và các đơn vị liên quan. Qua đây, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến TS. Trần Thùy Dương, PGS.TS. Nguyễn Quang Minh đã cho tôi động lực mạnh mẽ, hướng dẫn tận tình và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận án. Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành nhất đến Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo Sau đại học, Khoa Trắc địa, Bộ môn Địa chính Trường Đại học Mỏ - Địa chất, các cơ quan đoàn thể và người thân, bạn bè đồng nghiệp đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong thời gian qua. Xin chân thành cảm ơn! 7 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Trên thế giới 1.1.1. Công tác xây dựng, khai thác cơ sở dữ liệu địa chính của một số nước Các giải pháp xây dựng cơ sở dữ liệu (CSDL) cho hệ thống thông tin đất đai đã được nghiên cứu và ứng dụng ở nhiều nước phát triển, đang phát triển trên thế giới. Sau khi CSDL địa chính được xây dựng việc khai thác thường được Chính phủ, các Cơ quan quản lý chuyên ngành, các Công ty tư nhân, dịch vụ công chứng, sàn giao dịch bất động sản… khai thác phục vụ cho nhiều lĩnh vực như thu thuế sử dụng đất, thuế chuyển nhượng, cho thuê; phục vụ xây dựng đô thị như cấp thoát nước, viễn thông, điện lực, quy hoạch, khai thác khoáng sản [51, 67], [66]... Một số hệ thống đăng ký đất đai, các dự án phát triển hệ thống thông tin đất đai của một số quốc gia trên thế giới như: - Hệ thống thông tin đất đai Hàn Quốc (KLIS): Hàn Quốc xây dựng lộ trình tin học hóa thông tin địa lý Quốc gia từ năm 1988-2010 gồm 3 giai đoạn từ năm 1988 đến năm 1996 xây dựng hạ tầng mạng Quốc gia giai đoạn 1 và 2. Năm 1995-2000 xây dựng KLIS giai đoạn 1 với nhiệm vụ tập trung số hóa các loại bản đồ, phát triển hệ thống thông tin thửa đất (PBLIS), xây dựng hệ thống thông tin đất đai tích hợp (LMIS). Giai đoạn từ năm 2001- 2005 xây dựng KLIS giai đoạn 2 để vận hành thử nghiệm hệ thống, mở rộng trên toàn quốc, hoàn tất công tác xây dựng CSDL đất đai. Từ năm 2006 đến năm 2010 xây dựng KLIS giai đoạn 3, liên kết và quy tập dữ liệu từng ngành, cơ quan, hoàn thiện hệ thống tổng hợp thông tin địa lý quốc gia (ISP). Từ năm 20102012 Hàn Quốc xây dựng chính sách thông tin địa lý quốc gia lần thứ 4 là quy hoạch tổng thể tận dụng triệt để giá trị thông tin địa lý Quốc gia, sử dụng tài nguyên một cách hợp lý để hỗ trợ phát triển kinh tế. Năm 2013-2017 xây dựng kế hoạch cơ bản chính sách thông tin địa lý lần 5 nhằm giúp nâng cao 8 khả năng thích ứng với sự phát triển không ngừng của công nghệ thông tin, điện thoại thông minh, tích hợp thông tin địa lý là yếu tố cốt lõi của chính phủ 3.0, cung cấp dịch vụ phù hợp với toàn dân. Hệ thống KLIS được xây dựng với hệ thống chức năng: Hệ thống hỗ trợ hành chính đất đai với chức năng cấp phép giao dịch đất đai, cấp phát GCN, quản lý giá đất; Hệ thống quản lý hồ sơ địa chính với chức năng quản lý biến động đất đai, chỉnh sửa hồ sơ, xuất trích đo bản đồ, tra cứu văn bản, quản lý thống kê đo đạc; Hệ thống quản lý bản đồ địa chính với chức năng thiết lập lớp bản đồ, tra cứu thông tin thửa đất, biên tập bản đồ, chia tách thửa đất; Hệ thống quản lý cấp tỉnh và trung ương với nhiệm vụ tiếp nhận xử lý trực tuyến các dịch vụ hành chính công, tạo số liệu thống kê, giám sát tình hình sử dụng ở cấp dưới [56]. - Hệ thống hạ tầng quốc gia về hệ thống thông tin đất đai Malaysia (NaLIS): Tháng 1/1997 Chính phủ Malaysia đã ban hành thông tư phát triển hành chính công PADC (Public Administration Developtment Circular) để thành lập hạ tầng quốc gia về hệ thống thông tin đất đai NaLIS. NaLIS sử dụng các công nghệ web Internet/Intranet, NaLIS cung cấp phương tiện cho người sử dụng thông tin đất đai có được quyền truy cập vào thông tin đất giữa trong các cơ quan liên quan đất đai. Hệ thống đo đạc, đăng ký đất đai thuộc Cục Đo đạc và Bản đồ, Sở quản lý Mỏ và Đất, hệ thống xác định thông tin giá (VLIS) của Cục Thẩm định giá và dịch vụ định giá bất động sản (PAS) của Kuala Lumpur. Ngoài các hồ sơ đất đai, NaLIS cũng cung cấp dịch vụ truy cập đến dữ liệu không gian được lưu giữ trong hệ thống thông tin địa lý ở Bộ Nông nghiệp; hệ thống sử dụng đất của Sở Nông nghiệp; hệ thống thông tin dân số của Tổng cục Thống kê; hệ thống thông tin đất đai và đo đạc (LASIS) của Sarawak, Sabah; hệ thống thông tin địa lý của Penang (PEGIS); hệ thống cho quản lý và tiện ích xây dựng bản đồ và cơ sở hạ tầng (Sutra) của Bộ Công trình công cộng; hệ thống thông tin rừng của Cục Lâm nghiệp và bán đảo 9 Malaysia. Học hỏi từ những kinh nghiệm của một số nước Mỹ, Canada, Thụy Điển và Úc, Chính phủ Malaysia huy động tất cả các hoạt động của các cơ quan liên quan đến đất đai phối hợp để xây dựng và thu thập dữ liệu sau đó được chia sẻ để tránh sự trùng lặp và giảm chi phí kinh tế. Chính phủ chỉ đầu tư kinh phí cho phần cứng, phần mềm và thiết bị mạng, bảo trì cho hệ thống NaLIS. Chi phí xây dựng dữ liệu thuộc về các cơ quan liên quan đất đai. NaLIS được sự giúp đỡ của một số tổ chức như Swedsurvey của Thụy Điển; dữ liệu đất đai BC của Canada; Cục dữ liệu địa lý liên bang của Hoa Kỳ; MacDonald Dettwiler của Canada; SYSDECO của Na Uy; hệ thống Oracle Malaysia; ESRI Châu Á; Intergraph Malaysia; Dataprep/SYSDECO Malaysia; SUN Malaysia; thiết bị kỹ thuật số Malaysia; ESRI Châu Á [62]. NaLis ĐO ĐẠC ĐĂNG KÝ BẢN ĐỒ ĐỊNH GIÁ BẤT ĐỘNG Cục đo đạc và Bản đồ Văn phòng đất đai Cục đo đạc và Bản đồ Cục Thẩm định giá SẢN ĐỊA HÌNH Cục đo đạc và Bản đồ NÔNG NGHIỆP Bộ Nông nghiệp CƠ SỞ HẠ TẦNG Công trình công cộng Cấp thoát nước Quy hoạch đô thị Tòa thị chính RỪNG DÂN SỐ Cục Lâm nghiệp Cục thống kê Hình 1.1. Hệ thống đất đai liên kết với NaLIS - Hà Lan là một nước thuộc liên minh Châu Âu xây dựng mô hình quản lý cơ sở dữ liệu địa chính theo hướng xã hội hóa. Cấp quản lý nhà nước chỉ đưa ra các luật định theo tiêu chuẩn của liên minh Châu Âu (EU) và hệ thống luật quốc gia. Các tỉnh có nghĩa vụ thực thi luật và phục vụ công dân. Việc xây dựng dữ liệu, đo đạc bản đồ, đăng ký đất đai được giao cho tổ chức tư