4.1.4.1. Tính diện tích hình thang khi có cung tròn.
Hình thang 1-d-2-2'-1' chứa cung tròn d đi qua điểm 2 và điểm 1. Cung tròn này có tâm là PC, điểm đầu là điểm 2, điểm cuối là điểm 1. Để tính diện tích hình thang này cần xác định diện tích hình viên phân 1-d-2 đánh dấu trên (Hình 4.6)
- Tính bán kính cung tròn R theo công thức (4.3) - Góc chắn cung theo công thức (4.9), (4.8)
S1-d-2-2'-1' = S1-2-2’-1' + S (4.19) S1-2-2’-1' = 2 1 (x1+ x2)( y2-y1) (4.20) Hình 4.6. Hình thang chứa cung tròn y2 y1 X O d PC R 1’ 1 2 2’ Y
Diện tích hình viên phân S1-d-2 được tính bằng diện tích hình quạt 1-d-2- PC trừ đi diện tích tam giác 1-2-PC và tính bằng S =
2 1
R2(- sin) [4] - Nếu hướng tính diện tích ngược chiều với chiều của cung tròn thì
S =
2 1
R2(- sin)
- Nếu hướng tính diện tích cùng chiều với chiều của cung tròn thì S = -
2 1
R2(- sin)
4.1.4.2. Tính diện tích thửa đất có cạnh là cung tròn
Hình 4.7. Thửa đất chứa cung tròn
Trên (Hình 4.7) là thửa đất có chứa cung tròn ở cạnh 1-2; hướng tính diện tích theo chiều 1-d-2-3-4-1 cùng chiều kim đồng hồ. Diện tích thửa đất được tính như sau:
S=S1-d-2-2’-1’+S2-3-3’-2’ +S3-4-4’-3' + S4-1-1’-4'
Các đại lượng S2-3-3’-2’, S3-4-4’-3', S4-1-1’-4' tính diện tích theo công thức (4.20)
Còn S1-d-2-2’-1’ tính theo công thức (4.19) với S = R2(- sin) 2 3 X O d 1’ 4 1 2’ Y 3’ 4’
4.1.4.3. Thực nghiệm mô đun thể hiện thửa đất có đường bao là đường cong
Trước đây trên sơ đồ thửa đất có đường bao là đường cong đưa về đường thẳng liên tiếp nhau. Do vậy, trên sơ đồ thửa đất có rất nhiều cạnh gây khó khăn cho việc biên tập và thể hiện bản đồ cũng như ghi trên hồ sơ, giấy chứng nhận quyền sử dụng đất. (Hình 4.8).
Hình 4.8. Sơ đồ thửa đất có đường bào là đường cong
Với nghiên cứu các bài toán cơ bản liên quan đến cung tròn, thửa đất có đường bao là đường cong có thể được đưa vào cơ sở dữ liệu địa chính để quản lý và sử dụng, được thể hiện trên sơ đồ thửa đất như (Hình 4.9)
4.2. Xử lý biến động khi quy định lại thông số file chuẩn của bản đồ địa chính
4.2.1. Quy định kỹ thuật về hệ tọa độ và đơn vị bản vẽ của bản đồ địa chính
Bản đồ địa chính số hiện nay đã và đang được thành lập với nhiều tỉ lệ khác nhau và triển khai rộng khắp trên cả nước. Tuy nhiên, mỗi thời kỳ với những yêu cầu kỹ thuật riêng mà có các văn bản quy định kỹ thuật cụ thể.
Định dạng bản đồ số được quy định tại quy phạm thành lập bản đồ địa chính [43], [6] theo định dạng tệp DGN trên phần mềm MicroStation với thông số đơn vị làm việc:
- Đơn vị làm việc chính (Master Units) : mét (m) - Đơn vị làm việc phụ (Sub Units): centimét (cm) - Độ phân giải (Resolution): 100
- Tọa độ điểm trung tâm làm việc (Storage Center Point/Global Origin): X=0m, Y=0m.
Khi đó, giới hạn vùng làm việc là một hình chữ nhật có tọa độ điểm trái dưới là X= -21474836.47m, Y= -21474836.47m, điểm phải trên là X=21474836.47m, Y=21474836.47m
Đơn vị nhỏ nhất trên bản vẽ là centimet
Đến nay quy phạm đo vẽ bản đồ địa chính [10] quy định lại thông số đơn vị làm việc của bản vẽ bản đồ địa chính định dạng DGN trên phần mềm MicroStation là:
- Đơn vị làm việc chính (Master Units): mét (m) - Đơn vị làm việc phụ (Sub Units): mi li mét (mm) - Độ phân giải (Resolution): 1000
- Tọa độ điểm trung tâm làm việc (Storage Center Point/Global Origin): X: 500000 m, Y: 1000000 m.
Khi đó, giới hạn vùng làm việc là một hình chữ nhật có tọa độ điểm trái dưới là X= -1647483.647m, Y= -1147483.647m, điểm phải trên là X= 2647483.647m, Y= 3147483.647m; đơn vị nhỏ nhất trên bản vẽ là milimét.
Vấn đề thay đổi thông số đơn vị làm việc là vấn đề mới, nhiều đơn vị sản xuất gặp khó khăn trong việc chuyển đổi bản đồ địa chính số đã có sang hệ thống mới nhằm quản lý trong một hệ thống thống nhất. Để giải quyết vấn đề trên trong khuôn khổ nghiên cứu này, luận án tìm hiểu một số phương pháp chuyển đổi cụ thể, từ đó đề xuất một phương pháp chuyển đổi hiệu quả thông số đơn vị làm việc của bản vẽ mà không làm thay đổi kích thước, kiểu đối tượng cũng như tọa độ bản vẽ. Giúp các địa phương có phương pháp chuyển đổi nhanh chóng, đơn giản và thuận tiện, mang lại hiệu quả kinh tế cao.
4.2.2. Một số phương pháp hiện tại chuyển đổi đơn vị làm việc của bản vẽ
4.2.2.1. Chuyển bản vẽ sang khuôn dạng đồ họa DXF/DWG
Vì bản đồ địa chính số được quy định và sử dụng khuôn dạng file DGN của phần mềm Microstation. Một số đơn vị sản xuất chuyển đổi thông số đơn vị làm việc bằng cách chuyển (Export) bản vẽ sang khuôn dạng Dxf/Dwg sau đó tạo bản vẽ mới DGN trên phần mềm Microstation SE với tệp chuẩn (Seed file) theo đúng quy định rồi nhập (Import) tệp Dxf vào bản vẽ này.
Phương pháp này có nhược
Hình 4.10. Đặt thông sốđơn vị làm việc trên phần mềm MGE
điểm lớn là khi chuyển sang khuôn dạng Dxf/Dwg thì một số đối tượng trên bản vẽ ở khuôn dạng DGN không tương thích làm cho khi nhập lại vào bản vẽ với Seed file mới không được giữ nguyên kiểu đối tượng. Sau khi nhập lại bản vẽ từ Dxf/Dwg cần phải biên tập lại rất nhiều đối tượng. Nếu sử dụng phiên bản Microstation V8 trở lên thì giá bản quyền cao, một số mô đun biên tập bản đồ địa chính số như Famis, TMV.Map thường dùng không tương thích trên nền phần mềm này.
4.2.2.2. Sử dụng mô đun của phần mềm MGE
Có thể sử dụng mô đun MGE Coordinate Operations của phần mềm MGE để chuyển đổi thông số đơn vị làm việc của một bản vẽ ở khuôn dạng DGN (Hình 4.10)
Nhược điểm của phương pháp này là cần phải có phần mềm MGE hỗ trợ, đây là hệ thống phần mềm tương đối đồ sộ, cài đặt phức tạp, cần cán bộ kỹ thuật có tay nghề cao mới sử dụng được. Ngoài ra, chỉ với mục đích thay đổi thông số đơn vị làm việc mà cần phải có bản quyền phần mềm MGE giá hàng nghìn đô la là không thể
4.2.3. Giải pháp xử lý bản đồ khi thay đổi thông số kỹ thuật của bản vẽ
4.2.3.1. Thay đổi độ đơn vị bản vẽ
Đặt đơn vị làm việc chính (Master Units) là m, đơn vị làm việc phụ (Sub Units) là mm, độ phân giải (Resolution) là 1000 mm Per m, 1 Pos Units Per mm.
4.2.3.2. Thay đổi điểm trung tâm làm việc
Đối với bản đồ địa chính số ở Việt Nam, khi thay đổi Resolution nảy sinh một vấn đề mới cần giải quyết đó là do giới hạn vùng làm việc thay đổi làm cho tọa độ các đối tượng trên bản vẽ vượt ra ngoài giới hạn nên không thể hiển thị được. Để khắc phục lỗi này, thông tư 25 [10] đã có thêm quy định về tọa độ điểm trung tâm làm việc X=500000m, Y=1000000m. Trên
MicroStation để thay đổi điểm trung tâm làm việc sử dụng câu lệnh GO=X,Y sau đó chọn điểm trung tâm làm việc cũ. Khi đó điểm trung tâm làm việc được chuyển về tọa độ X,Y. Bước này cần phải chú ý rằng khi thay đổi Resolution thì tọa độ điểm trung tâm làm việc cũng sẽ bị thay đổi. Do đó, muốn thay đổi điểm trung tâm làm việc cần xem xét sự ảnh hưởng của Resolution đến tọa độ điểm trung tâm làm việc như thế nào. Như vậy, để giải quyết vấn đề đặt ra cần xác định phép ánh xạ giữa hai hệ tọa độ phẳng gồm hai phép ánh xạ dịch chuyển (Move) và thay đổi tỉ lệ (Scale).
4.2.3.3. Xác định phép ánh xạ khi thay đổi thông số đơn vị làm việc a) Phép ánh xạ giữa hai hệ tọa độ phẳng
Công thức ánh xạ tọa độ khi thay đổi tỉ lệ thu phóng:
i i i i i i S k s Y Y k y y X X k x x . . . 0 0 0 0 (4.21) trong đó:
Xi,Yi; Si; X0,Y0: là tọa độ, kích thước, tọa độ điểm trung tâm làm việc của đối tượng trong hệ tọa độ thứ nhất;
xi,yi; si; x0,y0: là tọa độ, kích thước, tọa độ điểm trung tâm làm việc của đối tượng trong hệ tọa độ thứ hai;
k: là tỉ lệ thu phóng.
Công thức ánh xạ tọa độ khi dịch chuyển tọa độ:
y i i x i i v Y y v X x (4.22) trong đó:
vx, vy là độ dịch chuyển theo trục OX, OY giữa hai hệ tọa độ phẳng.
b) Xác định các thông số trong phép ánh xạ
- Khi thay đổi độ phân giải thì kích thước, tọa độ, giới hạn vùng làm việc (working area) của các đối tượng trên bản vẽ sẽ bị thay đổi. Nếu
Resolution hiện tại là (R1,1) khi thay đổi thành (R2,1) thì kích thước, tọa độ, giới hạn vùng làm việc các đối tượng trên bản vẽ bị thay đổi một lượng là k=R1/R2 lần. Như vậy, tỉ lệ thu phóng khi thay đổi đơn vị làm việc là k=R1/R2.
- Khi thay đổi tọa độ điểm trung tâm làm việc
X0, Y0 là tọa độ điểm trung tâm làm việc trong hệ tọa độ thứ nhất x0, y0 là tọa độ điểm trung tâm làm việc trong hệ tọa độ thứ hai;
Do thay đổi độ phân giải nên điểm có tọa độ (x0, y0) sẽ có tọa độ là (k.x0, k.y0). Thay đổi tọa độ điểm trung tâm làm việc về tọa độ (x0, y0) thì các đối tượng trên bản vẽ sẽ thay đổi một lượng:
vx = xo - k.x0 (4.23)
vy = yo - k.y0
Như vậy, sau khi thay đổi thông số đơn vị làm việc tọa độ và kích thước các đối tượng trên bản vẽ sẽ bị thay đổi.
- Chuyển các đối tượng về đúng tọa độ thực của bản vẽ
Để chuyển các đối tượng về đúng tọa độ thực của bản vẽ cần phải đặt tâm thu phóng tỉ lệ bằng đúng với tọa độ điểm trung tâm làm việc trong hệ tọa độ thứ hai nghĩa là X0 = x0; Y0 = y0, tỷ lệ thu phóng là 1/k. Lúc này có thể chứng minh được tọa độ và kích thước các đối tượng trở về nguyên dạng:
i i i i i i i i i S S k k s Y y k Y k k y y X x k X k k x x . . / 1 . . . / 1 . . . / 1 0 0 0 0 (4.24) Cụ thể, với việc chuyển đổi từ Resolution (100,1) sang Resolution (1000,1) thì tỉ lệ thu phóng là k: với k= 100/1000 và bằng 0.1.
x0 = 500000m y0 = 1000000m
Sau khi thay đổi thông số đơn vị làm việc cần phóng to toàn bộ bản vẽ với tỉ lệ phóng là k=10, tâm phóng đặt tại điểm có tọa độ (500000, 1000000).
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Luận án đã nghiên cứu phân tích các hạn chế của các phần mềm thành lập bản đồ, xây dựng cơ dữ liệu địa chính, cập nhật biến động đang được áp dụng ở Việt Nam. Từ đó nghiên cứu thiết kế và xây dựng cấu trúc CSDL địa chính, xây dựng thuật toán xử lý đối tượng thửa đất đảm bảo gắn kết dữ liệu không gian và thuộc tính, nghiên cứu giải pháp xử lý các bài toán cập nhật biến động đất đai. Các thuật toán đã được chứng mình bằng thực nghiệm và xây dựng thành phần mềm gồm mô đun xây dựng dữ liệu không gian, dữ liệu thuộc tính, mô đun xử lý một số bài toán cập nhật biến động đất đai. Phần mềm bước đầu đang được một số công ty triển khai thử nghiệm và đưa vào áp dụng sản xuất để in GCNQSD đất, lập hồ sơ địa chính, xây dựng CSDL địa chính trên địa bàn Hà Tĩnh, Quảng Ngãi, Lai Châu...
Kết luận
Thiết kế cấu trúc dữ liệu thửa đất theo cấu trúc bảng điểm, nửa cạnh, thửa phù hợp để giải quyết bài toán xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính, cập nhật biến động đất đai;
Đưa ra được cơ sở khoa học lựa chọn một số giải pháp để hiệu chỉnh thửa đất khi cập nhật biến động đất đai, làm tăng độ chính xác, đồng bộ dữ liệu địa chính;
Với cấu trúc kết cấu thửa đất được thiết kế trong luận án giúp xây dựng cơ sở dữ liệu một cách tự động phục vụ việc hiệu chỉnh thửa đất, giúp cho việc xây dựng nhiều cách thức cập nhật dữ liệu biến động đất đai...
Với giải pháp áp dụng phương pháp hiệu chỉnh tọa độ đỉnh thửa theo điều kiện chiều dài và diện tích giúp 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 việc quản lý đất đai, là công cụ để làm mới bản đồ theo các trị đo cạnh, diện tích.
Ghép nối bản đồ đo bổ sung, cập nhật trị đo mới của thửa đất, chia tách bản đồ, phương pháp cập nhật thửa biến động vào CSDL địa chính, xử lý lớp đối tượng trên bản đồ khi thửa đất biến động giúp các địa phương công cụ để chỉnh lý, cập nhật, làm mới bản đồ trong cơ sở dữ liệu địa chính.
Đưa ra giải pháp quản lý, xử lý bài toán liên quan đến thửa đất có cạnh là cung tròn giúp việc trình bày bản đồ có tính thẩm mỹ, biểu thị thửa đất độ chính xác cao.
Kiến nghị
Xây dựng hoàn thiện các chức năng để phần mềm xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính, cập nhật biến động đất đai để đưa vào sử dụng sản xuất;
Triển khai hệ thống cập nhật biến động đất đai trên các thiết bị di động khác nhau để khai thác và sử dụng một cách có hiệu quả;
Đầu tư xây dựng thiết kế một nền đồ họa độc lập để công tác biên tập, thành lập bản đồ địa chính, xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính không phụ thuộc quá nhiều vào nền đồ họa nước ngoài vì nếu thực hiện đúng theo luật bản quyền thì đầu tư chi phí rất cao;
Cần xây dựng quy định kỹ thuật cụ thể khi đo vẽ thửa đất có cạnh là đường cong, nghiên cứu thêm một số bài toán liên quan đến biên tập, chỉnh sửa cạnh thửa đất là đường cong.
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ
Các bài báo khoa học đăng trên tạp chí chuyên ngành
1. Đồng Bích Phương, Đinh Hải Nam, Nguyễn Văn Lộc (2007), "Giới thiệu phần mềm VPLAN trong công tác quy hoạch sử dụng đất", Tạp chí Khoa
học - Kỹ thuật Mỏ - Địa chất, (20), tr. 53-57.
2. Đinh Hải Nam (2009), "Nghiên cứu cấu trúc dữ liệu và thuật toán tạo Topology phục vụ cho công tác xây dựng cơ sở dữ liệu và quản lý đất đai", Tạp chí Khoa học - Kỹ thuật Mỏ - Địa chất, (27), tr. 96-99.
3. Phạm Thế Huynh, Đinh Hải Nam (2011), "Cập nhật thông tin Địa chính từ Excel sang Famis và tự động hoá tổng hợp diện tích các loại đất trên bản đồ Địa chính", Tạp chí Khoa học-Kỹ thuật Mỏ-Địa chất, (34), tr. 37-40. 4. Đinh Hải Nam, Tạ Thị Thu Hường (2012), "Khả năng cập nhật biến động