1.2.2.1. Các dạng biến động đất đai
Căn cứ vào đặc trưng biến động đất đai, chia làm hai dạng biến động chính:
- Biến động do thay đổi dữ liệu không gian: tách thửa, hợp thửa, thửa đất sạt lở tự nhiên, thay đổi ranh giới hành chính…
- Biến động do thay đổi dữ liệu thuộc tính: biến động này gắn liền với các quyền của người sử dụng đất.
1.2.2.2. Các hình thức biến động đất đai
- Cho thuê, cho thuê lại QSDĐ, góp vốn tài sản gắn liền với đất. - Thế chấp, chuyển đổi, chuyển nhượng, thừa kế, tặng cho QSDĐ
- Người sử dụng đất, chủ sở hữu tài sản gắn liền với đất đổi tên, thay đổi thông tin về giấy tờ pháp nhân, nhân thân hoặc địa chỉ.
- Hợp nhất hoặc phân chia quyền sử dụng đất.
- Chuyển đổi hộ gia đình, cá nhân sử dụng đất thành tổ chức kinh tế. - Thay đổi diện tích do sạt lở tự nhiên một phần thửa đất, chuyển mục đích sử dụng đất, gia hạn, thay đổi đối với những hạn chế về quyền sử dụng đất, sai sót, nhầm lẫn về nội dung thông tin.
- Thu hồi, tách thửa hoặc hợp thửa đất, cấp đổi hoặc cấp lại GCN, thay đổi tên đơn vị hành chính, điều chỉnh địa giới hành chính [10], [33].
1.2.2.3. Công tác đo đạc chỉnh lý, đo bổ sung bản đồ địa chính
- Việc chỉnh lý bản đồ địa chính thực hiện trong các trường hợp: xuất hiện thửa đất và các đối tượng chiếm đất mới; thay đổi ranh giới thửa đất và các đối tượng chiếm đất; thay đổi diện tích thửa đất; thay đổi mục đích sử dụng đất; thay đổi thông tin về tình trạng pháp lý của thửa đất; thay đổi về mốc giới và đường địa giới hành chính các cấp; thay đổi về điểm tọa độ địa chính và điểm tọa độ Quốc gia; Thay đổi về mốc giới và hành lang an toàn công trình; thay đổi về địa danh và các ghi chú trên bản đồ.
- Cơ sở để quyết định thực hiện chỉnh lý bản đồ địa chính gồm: Các thay đổi về ranh giới thửa đất, diện tích thửa đất, mục đích sử dụng đất; Thay đổi địa giới hành chính, lập đơn vị hành chính mới, đã lập hồ sơ địa giới, cắm mốc địa giới trên thực địa; Mốc tọa độ, mốc quy hoạch, hành lang an toàn công trình trên bản đồ được chỉnh lý, bổ sung trong các trường hợp mốc giới mới được cắm trên thực địa và có thông báo của cơ quan nhà nước có thẩm quyền; Việc chỉnh lý, bổ sung thông tin về địa danh, địa vật định hướng và các thông tin thuộc tính khác do cơ quan quản lý đất đai các cấp tự quyết định khi phát hiện có thay đổi.
- Khi đo đạc chỉnh lý bản đồ địa chính được phép thực hiện bằng các phương pháp đo đạc đơn giản như: giao hội cạnh, dóng thẳng hàng, đo bằng thước dây, chuyển vẽ từ bản đồ quy hoạch… và sử dụng các điểm khởi tính gồm: các điểm toạ độ từ lưới khống chế đo vẽ, lưới điểm trạm đo cũ trở lên;
các điểm góc thửa đất, góc công trình xây dựng chính có trên bản đồ và hiện còn tồn tại ở thực địa; độ chính xác chỉnh lý thực hiện theo quy định về độ chính xác của bản đồ địa chính [10].
1.2.2.4. Những nghiên cứu về giải pháp cập nhật biến động đất đai.
- Năm 2000 nhóm nghiên cứu gồm PGS.TS Nguyễn Trọng San, TS. Đinh Công Hòa thực hiện đề tài cấp bộ mã số B2000-36-50 của Bộ Giáo dục và đào tạo “Nghiên cứu phương pháp chính xác hoá số liệu về vị trí, kích thước và diện tích thửa đất phục vụ thành lập bản đồ địa chính và quản lý thông tin đất đai”. Nội dung gồm: Nghiên cứu các phương pháp thu thập dữ
liệu dạng số, đặc biệt là số hoá bản đồ giấy, số hoá ảnh quét bằng các phần mềm chuyên dụng; Nghiên cứu các phương pháp thu thập thông tin bổ sung như bổ sung chiều dài cạnh thửa đất bằng thước thép, đo bổ sung diện tích thửa đất, đo bổ sung tọa độ điểm bằng máy toàn đạc điện tử, công nghệ đo động GPS Stop and go [35].
- Năm 2009 TS Trần Thùy Dương có đề cập đến bình sai kết cấu địa chính bằng mô đun Casdastral Editor trong phần mềm ArcGis 9.3 trong Bài giảng Hệ thống quản lý biến động đất đai dành cho học viên cao học, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội [20].
1.2.2.5. Những công cụ cập nhật biến động đất đai hiện tại
a) Phần mềm tích hợp đo vẽ thành lập bản đồ địa chính Famis:
Phần mềm Famis hỗ trợ công cụ chia tách thửa đất theo độ dài cạnh chia, công cụ chuyển đổi mã loại đất cũ sang mã loại đất mới của bản đồ.
b) Phân hệ đăng ký biến động của phần mềm Vilis 2.0
Chức năng cập nhật biến động chủ yếu giải quyết loại biến động về thông tin thuộc tính như: Biến động giao dịch bảo đảm; Chuyển quyền sử dụng đất và sở hữu nhà và tài sản khác; Quản lý biến động số thửa; Cấp đổi, cấp lại GCNQSD đất; Đính chính thông tin GCN; Chuyển mục đích sử dụng; Chỉnh lý thông tin chủ, thửa và thông tin tài sản;
Chức năng xử lý biến động về không gian giải quyết loại biến động chia tách, gộp thửa đất (Hình 1.5). Giải pháp cập nhật biến động đất đai của phần mềm Vilis 2.0 chưa đảm bảo được tính thống nhất của dữ liệu không gian và thuộc tính [45].
Hình 1.5. Giao diện chức năng chia tách, gộp thửa của phần mềm Vilis 2.0
c) Phân hệ chỉnh lý biến động đất đai của phần mềm Elis
- Cũng giống như phần mềm Vilis 2.0 phần mềm Elis gồm phần chỉnh lý biến động về thuộc tính thửa đất như: Cấp đổi GCN, chỉnh lý số thửa, cho thuê lại, chuyển đổi chủ sử dụng, chuyển mục đích sử dung... Phần cập nhật biến động về hình dạng thửa như tách, gộp thửa đất [15].
1.2.2.6. Những tồn tại
Hiện nay, một số phần mềm như Vilis 2.0, TMV.Lis, Elis... mới chỉ giải quyết được loại hình biến động liên quan đến dữ liệu thuộc tính như chuyển nhượng, cho thuê, chuyển đổi mục đích sử dụng... Phần biến động về hình dạng thửa đất chỉ giải quyết được loại hình biến động như chia tách, gộp thửa. Loại hình biến động không gian làm thay đổi vị trí đỉnh thửa, cập nhật trị đo làm mới bản đồ, đo bổ sung, biến động làm thay đổi kích thước, hình dạng thửa đất thì chưa có các giải pháp thực hiện.
CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CẤU TRÚC CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA CHÍNH PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN Ở VIỆT NAM
Ở Việt Nam một số phần mềm hỗ trợ công tác thành lập, biên tập bản đồ địa chính như Famis, TMV.Map, VietMap đang được sử dụng đều chạy trên nền đồ họa của phần mềm MicroStation, do đó công tác quản lý, xử lý bản đồ phụ thuộc rất nhiều vào phần mềm MicroStation. Bản đồ với khuôn dạng dữ liệu *.DGN là tệp chứa thông tin đồ họa dạng nhị phân được lưu trữ độc lập với dữ liệu thuộc tính vì vậy khi có sự biến đổi về thuộc tính thửa đất thì bản đồ không được cập nhật theo dẫn đến dữ liệu không đồng bộ. Ví dụ như trước năm 2003 mã đất lúa quy định trong CSDL là số trên bản đồ thể hiện nhãn thửa là chữ 2L, 3L… Sau năm 2003 mã quy định chữ thành LUC, LUK… Mới đây nhất thông tư 25/2014/TT-BTNMT [10] quy định lại một số mã đất. Mỗi lần có sự biến động như vậy CSDL bản đồ được biên tập trên phần mềm MicroStation được biên tập lại dẫn đến CSDL địa chính không thống nhất. Dữ liệu đo đạc ban đầu như hệ thống tọa độ, loại máy sử dụng, thời gian đo, độ chính xác đạt được, các trị đo... được lưu trữ ở tệp riêng rẽ không đi kèm dữ liệu bản đồ. Bản đồ được chia mảnh theo tỷ lệ đo vẽ sau đó mới tạo Topology và biên tập, các thông tin địa chính ban đầu như chủ sử dụng, địa chỉ chủ, xứ đồng, loại đất, số hiệu thửa, diện tích pháp lý... được lưu trữ riêng trong tệp *.pol. Định cấu trúc topology không được quy định trong quy phạm mà mỗi phần mềm phụ trợ thành lập bản đồ có cấu trúc khác nhau. Điều này làm thông tin đo đạc ban đầu của thửa đất khó được bảo toàn khi trao đổi dữ liệu. Việc cập nhật làm mới số liệu đo bổ sung sau này không được kế thừa trị đo trước, tra cứu thông tin lịch sử ban đầu không thực hiện được, dẫn đến dữ liệu bản đồ địa chính không khai thác và cập nhật được một cách hiệu quả.
Những phần mềm đồ họa thông dụng như Autocad, MicroStation, Mapinfo đã xây dựng các đối tượng đồ họa cơ bản như điểm Point (X,Y), đoạn thẳng Line (X1,Y1,X2,Y2), đa giác PolyLine (X1,Y1… Xn,Yn), đường tròn Circle (Xc, Yc, R)… với cấu trúc hoàn chỉnh. Trong bản vẽ các đối tượng này không có mối quan hệ với nhau và được quản lý độc lập. Các phần mềm này chủ yếu phục vụ thiết kế bản vẽ và đều là các phần mềm thương mại có bản quyền. Nếu BĐĐC được thành lập trên các phần mềm này thì sẽ bị phụ thuộc, do đó sử dụng và khai thác bản đồ không được hiệu quả, đặc biệt từ khi Việt Nam gia nhập WTO thì luật bản quyền được thắt chặt, ở các địa phương từ cấp xã, huyện đến cấp tỉnh đều có nhu cầu sử dụng bản đồ số nếu đầu tư mua bản quyền phần mềm cho các địa phương sử dụng thì rất tốn kém.
Bản đồ địa chính có đặc thù riêng so với các loại bản đồ, bản vẽ khác. Đối tượng thửa đất là đối tượng vùng đặc biệt trong dữ liệu địa chính, đối tượng thửa đất có mối quan hệ topo như quan hệ hàng xóm với những thửa giáp ranh, gắn kèm các dữ liệu thuộc tính như diện tích, kích thước cạnh thửa, cùng với các thông tin thuộc tính khác. Do đó thửa đất là đối tượng quan trọng nhất, cần quản lý chặt chẽ và đầy đủ trong CSDL địa chính.
Từ những tồn tại và phân tích trên, tổng hợp những cấu trúc mô hình dữ liệu véctơ topo từ những tài liệu [51], [58] như cấu trúc: Cấu trúc Winged- Edge Topology (còn gọi là cấu trúc cạnh có cánh); Cấu trúc dữ liệu Doubly Connected Edge List (dữ liệu danh sách cạnh liên kết kép); Cấu trúc dữ liệu Link-Node..., luận án nghiên cứu thiết kế và xây dựng cấu trúc dữ liệu thửa đất một cách phù hợp trong điều kiện Việt Nam để dữ liệu bản đồ được lưu trữ xuyên suốt, đồng nhất, đáp ứng việc xử lý số liệu đo đạc, chuẩn hóa dữ liệu, biên tập bản đồ, đảm bảo được tính toàn vẹn dữ liệu, dữ liệu không gian và thuộc tính gắn kết với nhau phục vụ cho việc xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai và giải quyết các bài toán biến động đất đai. Với cấu trúc dữ liệu không
gian thửa đất được thiết kế sẽ chủ động thể hiện trên nền đồ họa độc lập, không phụ thuộc vào các phần mềm nước ngoài. Dữ liệu được trích xuất ra bất kỳ cấu trúc định dạng mở của các phần mềm đồ họa để sử dụng, chia sẻ, thuận lợi cho việc khai thác và sử dụng dữ liệu địa chính.
2.1. Xây dựng cấu trúc dữ liệu không gian
Ở bản vẽ thông thường mỗi đối tượng đồ họa sẽ được thiết kế với các thành phần cơ bản tạo nên đối tượng để lưu trữ, quản lý. Một đoạn thẳng lưu trữ tọa độ điểm đầu, điểm cuối; đa giác lưu trữ số đỉnh, tọa độ của các đỉnh… Trên bản đồ địa chính thửa đất được coi là một vùng khép kín bởi các cạnh thửa là các đoạn thẳng nối giữa hai đỉnh liên tiếp của thửa đất. Các thửa đất giáp ranh có chung đỉnh, chung cạnh, nếu dùng đoạn thẳng hay đa giác lưu trữ dữ liệu không gian thửa đất thì dẫn đến dư thừa dữ liệu, các đỉnh chung của các cạnh thửa đất rời rạc riêng rẽ không có mối quan hệ với nhau.
Để quản lý được đối tượng thửa đất thì từ các đối tượng của bản vẽ là các đoạn thẳng hay đa giác được chuyển về các đối tượng điểm, nửa cạnh, thửa để quản lý. Đối tượng điểm gồm các thành phần tọa độ đỉnh thửa, một cạnh thửa được chuyển về hai nửa cạnh có chiều ngược nhau, từ đối tượng điểm, nửa cạnh tạo nên đối tượng vùng (thửa đất). Các đối tượng điểm, nửa cạnh, thửa có mối quan hệ với nhau chặt chẽ và cấu trúc được thiết kế để lưu trữ dữ liệu một cách đầy đủ, không dư thừa. Mỗi đỉnh của cạnh thửa đất được lưu trữ bảng tọa độ, đánh chỉ số, nửa cạnh liên kết với điểm thông qua chỉ số điểm, các nửa cạnh tạo nên thửa đất.
Hình 2.1. Mô tả các thành phần cấu tạo nên thửa đất
Thửa Nửa cạnh
Điểm Đối tượng trên bản vẽ Đối tượng thửa đất
Cấu trúc dữ liệu điểm được thiết kế để lưu trữ tọa độ điểm gốc của nửa cạnh.
Cấu trúc dữ liệu nửa cạnh thiết kế để lưu trữ gồm chỉ số điểm gốc, chỉ số của nửa cạnh trước, nửa cạnh sau, nửa cạnh ngược chiều, chỉ số thửa bên phải.
Cấu trúc dữ liệu thửa đất chỉ cần lưu trữ chỉ số của một nửa cạnh bất kỳ thuộc thửa.
2.1.1. Cấu trúc bảng dữ liệu đối tượng điểm
a) Chỉ số điểm, tọa độ X, Y
Từ tập hợp các cạnh của thửa đất là các đoạn thẳng, mỗi đoạn thẳng lấy tọa độ điểm đầu, điểm cuối để được bảng tập hợp điểm. Mỗi điểm được đánh chỉ số và loại bỏ điểm trùng nhau sao cho trong CSDL mỗi điểm có chỉ số duy nhất, thuộc tính quan trọng nhất của đối tượng điểm là tọa độ X, Y.
Trên thế giới việc quản lý, thể hiện thửa đất có đường bao là đường cong được chuyển về các cung tròn tiệm cận nhất với đường cong đã được thực hiện, do đó bản đồ địa chính được thể hiện mang tính thẩm mỹ và chính xác cao hơn [53]. Bản đồ địa chính ở Việt Nam thửa đất có đường bao là đường cong đều được đưa về các đoạn thẳng nối tiếp nhau để biểu thị và quản lý [6]. Cách lấy gần đúng này sơ đồ thửa đất sẽ có quá nhiều đỉnh thửa trên chỗ đoạn cong làm cho khó thể hiện chính xác kích thước các cạnh, trình bày bản đồ mang tính thẩm mỹ kém. Chính vì vậy, luận án thiết kế cấu trúc dữ liệu để lưu trữ, quản lý cung tròn để biểu diễn thửa đất khi có đường bao là đường cong. Nếu cạnh thửa đất là cung tròn thì ngoài điểm đầu, cuối còn thêm điểm tâm của cung tròn sẽ được đưa vào bảng điểm để lưu trữ và được đánh dấu để phân biệt điểm đỉnh thửa hay điểm tâm cung tròn.
Một điểm sẽ thuộc vào nhiều nửa cạnh của thửa đất, nhưng ở đây chỉ cần lưu chỉ số của một nửa cạnh bất kỳ chứa điểm này.
c) Giá trị số hiệu chỉnh
Biến động không gian thửa đất chính là biến động của các đỉnh thửa. Tại mỗi đỉnh thửa sau mỗi lần biến động sẽ có giá trị số hiệu chỉnh theo X và Y.
d) Cấu trúc bảng dữ liệu điểm
Bảng 2.1. Cấu trúc bảng dữ liệu điểm
Tên trường Kiểu dữ liệu Ghi chú
DiemID Số nguyên Chỉ số của điểm
X Số thực Tọa độ X
Y Số thực Tọa độ Y
CanhID Số nguyên Chỉ số của 1 nửa cạnh liên quan Tam Lôgic Điểm này là tâm cung tròn
vX Số thực Giá trị số hiệu chỉnh theo tọa độ X nhận được sau khi bình sai
vY Số thực Giá trị số hiệu chỉnh theo tọa độ Y nhận được sau khi bình sai
2.1.2. Cấu trúc bảng dữ liệu nửa cạnh
Hình 2.2. Mô tả các thành phần nửa cạnh