Với thực nghiệm hiệu chỉnh các thửa trong CSDL theo diện tích với kết quả thời gian như (Bảng 3.6).
Bảng 3.6. Thời gian tính toán lập ma trận N theo hai phương pháp
Số thửa Sốđỉnh thửa Thời gian tính (giây)
N=B*BT Trực tiếp N
10 52 0.01 0.01
403 3045 143 5
Từ kết quả thực nghiệm ta thấy thời gian xác định các hệ số của ma trận N theo phương pháp tính trực tiếp giảm rất nhiều. Khi số lượng các thửa đất tăng lên thì thời gian tính toán càng giảm. Đặc biệt có ý nghĩ khi sử dụng thuật toán này để xây dựng các ứng dụng trên thiết bị di động hoặc trên nền tảng Internet để xử lý trực tuyến cập nhật hiệu chỉnh thửa đất trong tương lai.
Thông thường khi sử dụng các chương trình bình sai mạng lưới trắc địa người sử dụng phải vẽ sơ đồ lưới, đánh số hiệu điểm và nhập số liệu đầu vào như số điểm gốc, số điểm cần xác định, số góc đo, số cạnh đo, tọa độ gốc. Nhập số liệu trị đo như chiều dài cạnh, góc đo... ở dạng tệp văn bản theo định dạng của từng chương trình bình sai quy định. Khi tiến hành xử lý số liệu chương trình sẽ đọc các tệp số liệu nhập dạng văn bản được nhập theo cấu trúc được quy định sẵn theo từng dòng, từng cột.
Giải pháp luận án thực hiện là tất cả CSDL đầu vào khi tiến hành hiệu chỉnh thửa đất được xử lý một cách tự động, người thực hiện bình sai hiệu chỉnh một mạng lưới thửa đất không cần thiết lập, khai báo các thông số hay nhập số liệu một cách thủ công như các phần mềm bình sai xử lý các mạng lưới trắc địa. Giải pháp này giúp cho công việc cập nhật biến động đất đai tại các địa phương được thực hiện một cách dễ dàng, cán bộ quản lý không cần đòi hỏi có trình độ tin học cao. Số liệu sau khi được xử lý sẽ được tự động cập nhật vào cơ sở dữ liệu địa chính. Do đó, luận án nghiên cứu một số thuật toán lựa chọn, tìm kiếm thửa đất trên bản đồ, thao tác xử lý đồ họa [11], [25], [37], [39], [40], [41], [49], [50]... để phục vụ xây dựng dữ liệu đầu vào.
Một số bài toán hình học cơ bản như bài toán xác định vị trí tương hỗ của một điểm so với một đoạn thẳng (Hàm ccw); bài toán kiểm tra hai đoạn thẳng giao nhau (Hàm InterSection); bài toán xác định điểm nằm trong đa giác (Hàm PointInPolygon)... Hàm tìm kiếm nhị phân (BinarySearch), hàm sắp xếp nhanh (QuickSort) đã được trình bày trong tài liệu [19], [28].
3.2.1. Kỹ thuật tìm kiếm, lựa chọn thửa đất
3.2.1.1. Lựa chọn thửa đất theo điểm chọn trên bản đồ
- Đầu vào: Điểm P (X,Y) chọn bằng cách bấm chuột trên bản đồ - Đầu ra: Xác định thửa đất chứa điểm P
+ Bước 1: Duyệt qua tất các danh sách các thửa đất, chuyển thửa đất về
đa giác kín Polygon.
+ Bước 2: Dùng hàm kiểm tra điểm trong đa giác (PointInPolygon) để
tìm xem điểm P thuộc Polygon (thửa đất) nào?
3.2.1.2. Lựa chọn thửa đất theo cửa sổ hình chữ nhật hoặc đa giác
- Đầu vào: Tọa độ của hình chữ nhật (2 điểm góc) hoặc tọa độ của đa giác (cửa sổ chọn W)
- Đầu ra: Danh sách thửa đất nằm trong cửa sổ chọn W - Thuật toán:
+ Bước 1: Cửa sổ chọn W là một Polyline khép kín, duyệt qua danh
sách các thửa đất. Dùng hàm PointInPolygon để kiểm tra các đỉnh thửa đất có nằm trong cửa sổ chọn W không?
+ Bước 2: Nếu toàn bộ các đỉnh của thửa nằm trong cửa số chọn W thì
đưa chỉ số thửa này vào danh sách kết quả chọn.
3.2.1.3. Lựa chọn thửa đất theo đoạn thẳng hay đa tuyến
- Đầu vào: Tọa độ của đoạn thẳng (điểm đầu, cuối) hoặc tọa độ của đỉnh đa tuyến (đa tuyến PL)
- Đầu ra: Danh sách thửa đất mà đa tuyến PL cắt qua - Thuật toán:
+ Bước 1: Duyệt qua danh sách các đoạn của đa tuyến PL dùng hàm InterSection kiểm tra xem đoạn của đa tuyến PL có cắt các cạnh của thửa đất không?
+ Bước 2: Nếu thửa đất nào có ít nhất một cạnh cắt một đoạn bất kỳ
của đa tuyến PL thì đưa chỉ số thửa này vào danh sách kết quả chọn.
Ngoài ra khi đa tuyến khép kín thì lựa chọn thửa đất có thể kèm thêm
điều kiện như: thửa nằm trọn trong đa tuyến, thửa có cạnh cắt cạnh đa tuyến,
thửa nằm ngoài đa tuyến.
3.2.1.4. Lựa chọn thửa đất theo phương thức truy vấn dữ liệu
Với CSDL thiết kế gắn kết dữ liệu không gian và thuộc tính, với mỗi đối tượng thửa đất ngoài các trường dữ liệu không gian còn liên kết đến bảng dữ liệu thuộc tính thửa đất như số hiệu thửa, số tờ bản đồ, loại đất, địa danh thửa đất, thông tin về chủ sử dụng, quyền sở hữu... CSDL địa chính thiết kế dưới dạng bảng dữ liệu theo các hệ quản trị CSDL (Microsoft Access, Microsoft® SQL Server, MySQL…). Sử dụng ngôn ngữ truy vấn dữ liệu có cấu trúc SQL để lựa chọn những thửa đất theo các điều kiện tìm kiếm như số hiệu thửa, diện tích, tên chủ sử dụng [46], [47]... Đây là một phương thức lựa chọn đối tượng thửa đất mà không cần xử lý theo phương thức hình học. Phương thức này các hệ thống GIS hay sử dụng để truy vấn dữ liệu không gian thông qua dữ liệu thuộc tính.
3.2.2. Xây dựng các hàm xác định đối tượng liền kề
3.2.2.1. Tìm thửa liền kề
- Đầu vào: Chỉ số của thửa đất i
- Đầu ra: Danh sách các thửa đất liền kề thửa i - Thuật toán:
+ Bước 1: Tìm danh sách chỉ số của các nửa cạnh của thửa i
+ Bước 2: Dựa vào chỉ số nửa cạnh có chỉ số nửa cạnh ngược chiều + Bước 3: Chỉ số vùng bên phải của nửa cạnh ngược chiều chính là chỉ
số vùng giáp ranh liền kề của thửa đất i.
3.2.2.2. Tìm đỉnh liền kề
- Đầu vào: Đỉnh pk thửa đất i
- Đầu ra: Chỉ số đỉnh trước, đỉnh sau của đỉnh pk trong thửa đất i - Thuật toán:
+ Bước 1: Tìm chỉ số của nửa cạnh ek thuộc thửa đất i chứa đỉnh pk
+ Bước 3: Từ nửa cạnh trước sẽ có chỉ số đỉnh trước, nửa cạnh sau sẽ
có chỉ số đỉnh sau của đỉnh pk
3.2.3. Các bước lập cơ sở dữ liệu và xử lý khi hiệu chỉnh thửa đất
3.2.3.1. Lập cơ sở dữ liệu đầu vào
Công tác xử lý hiệu chỉnh thửa đất, cập nhật biến động, đồng bộ dữ liệu... với cấu trúc cơ sở dữ liệu và các thuật toán được xây dựng trong luận án giúp xây dựng dữ liệu đầu vào một cách trực quan, đơn giản, bằng các thao tác lựa chọn trên bản đồ hoặc lựa chọn dữ liệu theo các điều kiện thuộc tính như nhập vào số hiệu thửa đất, tờ bản đồ, mã đất…
Các thành phần và đối tượng liên quan đến số liệu đầu vào được xác định tự động trong cơ sở dữ liệu như: diện tích thửa đất, xác định số lượng cạnh của từng thửa, chiều dài cạnh, số lượng và tọa độ các đỉnh, góc của các đỉnh thửa đất...
3.2.3.2. Các bước xử lý khi hiệu chỉnh thửa đất
Từ dữ liệu đầu vào như giá trị chiều dài cạnh thửa, diện tích thửa bước tiếp theo tự động xác định số lượng phương trình điều kiện, số lượng điểm tham gia bình sai, tự động đánh số hiệu điểm, tự động xác định các mối liên hệ liền kề với thửa bên cạnh của thửa hiệu chỉnh...
Khi hiệu chỉnh các thửa giáp ranh được lựa chọn tự động hoặc lựa chọn theo người điều kiện của người dùng. Tùy vào từng điều kiện đặt ra như số hiệu chỉnh không được vượt quá các hạn sai, sai số đo đạc với từng loại tỷ lệ bản đồ, điều kiện chênh diện tích trước và sau khi hiệu chỉnh hoặc điều kiện đặt ra chỉ hiệu chỉnh các thửa đất giáp ranh có giá trị quan trọng [34]… để làm điệu kiện có hiệu chỉnh các thửa giáp ranh hay không và hiệu chỉnh đến khi thỏa mãn các điều kiện đặt ra thì dừng lại. Các điều kiện hiệu chỉnh thửa giáp ranh do người sử dụng lựa chọn tùy từng loại CSDL cần hiệu chỉnh. Các bước xử lý và xây dựng cơ sở dữ liệu khi hiệu chỉnh thửa đất như (Hình 3.13)
Hình 3.13. Các bước lập cơ sở dữ liệu và xử lý khi hiệu chỉnh thửa đất
3.3. Xây dựng mô đun xử lý các bài toán cập nhật biến động đất đai
3.3.1. Chính xác hóa bản đồ sau khi số hóa.
+ Ở một số địa phương trong những năm vừa qua do chưa có bản đồ địa chính dạng số đã sử dụng bản đồ địa chính được đo vẽ trên giấy làm tài liệu cơ sở phục vụ cấp GCNQSDĐ. Sau khi số hóa thành bản đồ số để xây dựng CSDL địa chính, diện tích thửa số hóa không đúng với diện tích ban đầu
1. Nhận dữ liệu đầu vào
Nhập số hiệu thửa, bấm chuột, chọn theo cửa sổ trên bản đồ Tìm chỉ số thửa, cạnh thửa đất
2. Tựđộng xác định các thành phần thửa đất
Tính diện tích thửa đất, xác định sổ lượng cạnh của từng
thửa, chiều dài cạnh
3. Nhập diện tích, chiều dài của thửa
Tự động xác định số lượng ptđk, số lượng điểm tham gia, đánh số hiệu điểm
4. Tính toán giá trị hiệu chỉnh
Lập phương trình điều kiện, xác định ma trận N, giải hệ tìm nghiệm
5. Hiệu chỉnh thửa giáp ranh
Tự động xác định thửa giáp ranh, đưa diện tích trước khi hiệu chỉnh ở b.4 vào để hiệu chỉnh
6. Kết thúc
Hiệu chỉnh giá trị vào tọa độ các đỉnh thửa, cạnh Hiệu chỉnh các lớp đối tượng trên bản đồ
K hông hi ệ u ch ỉ nh gi áp ra nh K h ông th ỏ a m ãn đi ề u ki ện đ ặ t ra Đạt đến điều kiện đặt ra
đã cấp GCNQSDĐ. Do đó, cần chính xác hóa lại chiều dài cạnh thửa và diện tích thửa đất sau khi số hóa về đúng diện tích ban đầu đã cấp GCNQSDĐ để cơ sở dữ liệu bản đồ số hóa và hồ sơ được đồng nhất.
+ Trong một số trường hợp có bản đồ số đã được đo đạc và biên tập rồi in ra bản đồ giấy, do bản đồ số bị mất hoặc hỏng. Bản đồ số này khôi phục lại bằng cách quét, nắn chỉnh và số hóa từ bản đồ giấy. Mặc dù tuân thủ quy định về vấn đề nắn chỉnh, số hóa bản đồ nhưng kết quả bản đồ sau số hóa không thể tránh được các sai số như co giãn giấy, sai số nắn chỉnh, sai số số hóa. Chính vì vậy, cần chính xác hóa lại chiều dài cạnh thửa và diện tích thửa đất sau khi số hóa về đúng diện tích ban đầu.
Luận án xây dựng công cụ hiệu chỉnh thửa đất và thực nghiệm với bản đồ được số hóa với số liệu (Bảng 3.7) như sau:
Bảng 3.7. Số liệu diện tích bản đồ giấy và diện tích bản đồ số hóa Số hiệu thửa Diện tích bản đồ giấy Diện tích bản đồ số hóa Độ lệch (m2) Số hiệu thửa Diện tích bản đồ giấy Diện tích bản đồ số hóa Độ lệch (m2) 1 420.7 415.527 5.173 12 273.1 272.330 0.769 2 35.2 33.397 1.803 13 403.5 402.303 1.197 3 587.5 583.707 3.793 14 285.9 283.148 2.752 4 151.0 149.390 1.610 15 596.6 588.619 7.981 5 545.3 543.31 1.985 16 281.1 274.959 6.140 6 170.0 167.735 2.265 17 184.4 181.379 3.021 7 318.7 318.461 0.239 18 374.4 367.011 7.389 8 350.8 347.392 3.408 19 205.6 199.649 5.951 9 115.6 113.190 2.410 20 292.2 289.311 2.889 ... .... ... ... .... ... ... ... 178 512.6 511.397 1.202 179 236.4 233.431 2.969
Hình 3.14. Bảng tọa độđỉnh thửa sau khi hiệu chỉnh
Hiện nay, ở Việt Nam rất nhiều địa phương đặc biệt vùng núi, nông thôn, vùng khó khăn về địa hình và kinh tế, vùng đất có giá trị kinh tế thấp vẫn dùng bản đồ số hóa từ giấy để quản lý và sử dụng. Với giải pháp áp dụng phương pháp hiệu chỉnh tọa độ đỉnh thửa theo điều kiện chiều dài và diện tích đã chính xác bản đồ sau khi số hóa, giúp chuẩn hóa số liệu giữa bản đồ và hồ sơ địa chính một cách đồng bộ.
3.3.2. Hiệu chỉnh bản đồ theo chiều dài cạnh, diện tích
3.3.2.1. Hiệu chỉnh bản đồ theo trị đo mới.
Một số địa phương bản đồ được đo vẽ và lập từ thời kỳ trước như bản đồ giải thửa, bản đồ đo vẽ từ ảnh hàng không, bản đồ đo đất lâm nghiệp, rừng, thổ canh… do được thành lập với công nghệ lạc hậu nên loại bản đồ này có độ chính xác thấp nhưng vẫn được đưa vào sử dụng trong cơ sở dữ liệu địa
chính của các địa phương. Hiện nay, do yêu cầu sử dụng và một số thửa đất chuyển đổi mục đích sử dụng sang loại đất có giá trị. Một số thửa đất cần đo lại, cập nhật bổ sung để nâng cao độ chính xác, phục vụ công tác quản lý và cấp GCNQSDĐ. Tùy thuộc vào yêu cầu có thể chỉ có một số cạnh thửa cần đo lại với độ chính xác cao, diện tích thửa đất có thể đo hệ tọa độ giả định, đo động bằng công nghệ GPS… Sau đó, lấy các giá trị cạnh thửa, diện tích đo mới cập nhật vào bản đồ để làm tăng độ chính xác của bản đồ trong cơ sở dữ liệu địa chính hiện tại.
Luận án xây dựng công cụ hiệu chỉnh bản đồ theo trị đo mới, thực nghiệm với thửa đất như sau:
Đo mới cạnh 1-2 với chiều dài S12=10.6m, cạnh 4-5 với S45=11.0m
Hình 3.15. Cạnh thửa trước khi hiệu chỉnh
Hình 3.16. Cạnh thửa hiệu chỉnh theo trịđo mới Bảng 3.8. Số hiệu chỉnh và tọa độcác đỉnh sau khi hiệu chỉnh theo cạnh đo mới
Đỉnh Tọa độ X Tọa độ Y Đỉnh Tọa độ X Tọa độ Y Dx Dy
1 2040928.850 535585.590 5 2040928.842 535585.589 -0.008 -0.001 2 2040939.380 535586.650 6 2040939.388 535586.651 0.008 0.001 3 2040935.340 535607.980 7 2040935.378 535607.986 0.038 0.006 4 2040924.540 535606.340 8 2040924.502 535606.334 -0.038 -0.006
Giải pháp áp dụng phương pháp hiệu chỉnh bản đồ 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.
3.3.2.2. Hiệu chỉnh bản đồ theo hồ sơ địa chính
Khi đo đạc lại hoặc đo chỉnh lý bản đồ địa chính, nhất là ở thành phố đất đô thị thường có giá trị kinh tế cao, đặc biệt là cạnh mặt tiền thửa đất. Các cạnh này thường được đo với độ chính xác cao, có cạnh được đo bằng thước thép, chiều dài cạnh mặt tiền được quan tâm và ưu tiên, giữa các chủ sử dụng và cơ quan quản lý đã công nhận với nhau về chiều dài cạnh và diện tích. Bản đồ đo mới một số trường hợp cạnh không khớp với cạnh đã được công nhận trước đó, diện tích đo mới không khớp với diện tích đã cấp GCNQSDĐ. Do đó, số liệu này khó thuyết phục người dân chấp nhận để giải quyết vấn đề này
