Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu công nghệ thành lập và ứng dụng bản đồ số địa chính trong điều kiện Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ-ĐỊA CHẤT<br /> ________________________________<br /> <br /> PHẠM THẾ HUYNH<br /> <br /> NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ THÀNH LẬP<br /> VÀ ỨNG DỤNG BẢN ĐỒ SỐ ĐỊA CHÍNH<br /> TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM<br /> Ngành : Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ<br /> Mã số : 62.52.05.03<br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT<br /> <br /> HÀ NỘI - 2015<br /> <br /> Công trình hoàn thành tại:<br /> Bộ môn Địa chính, khoa Trắc địa, trường Đại học Mỏ - Địa chất<br /> <br /> Người hướng dẫn khoa học:<br /> 1. PGS. TS. Nguyễn Trọng San,Trường Đại học Mỏ - Địa chất<br /> 2. TS. Trần Thùy Dương, Trường Đại học Mỏ - Địa chất<br /> <br /> Phản biện 1:TS. Lê Anh Dũng<br /> Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ<br /> Phản biện 2:TS. Nguyễn Quốc Khánh<br /> Trung tâm Thông tin và Tư liệu Môi trường - Tổng cục Môi trường<br /> Phản biện 3:TS. Nguyễn Đình Thành<br /> Cục Bản đồ Quân đội - Bộ Tổng tham mưu<br /> <br /> Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường, họp tại<br /> trường Đại học Mỏ - Địa chất vào hồi 08 giờ 30 phút, ngày 16 tháng 04 năm<br /> 2015.<br /> <br /> Có thể tìm hiểu luận án tại:<br /> - Thư viện Quốc gia - Hà Nội<br /> - Thư viện trường Đại học Mỏ - Địa chất<br /> <br /> 1<br /> MỞ ĐẦU<br /> 1. Tính cấp thiết của đề tài<br /> Hiện nay, việc thành lập bản đồ số nói chung và bản đồ số địa chính nói riêng đang<br /> được triển khai rộng rãi trên cả nước. Tuy nhiên, do chưa có hệ thống phần mềm xử lý,<br /> biên tập một cách hoàn chỉnh, thống nhất; hệ thống văn bản kỹ thuật cho công tác thành<br /> lập bản đồ địa chính thay đổi thường xuyên nên việc thành lập bản đồ số địa chính còn<br /> gặp nhiều khó khăn. Để thành lập được một bản đồ địa chính số phải thực hiện qua<br /> nhiều công đoạn bằng nhiều phần mềm khác nhau, mỗi đơn vị sản xuất thực hiện theo<br /> một quy trình riêng. Các sản phẩm bản đồ chủ yếu sử dụng phần mềm đồ họa nước<br /> ngoài và các mô đun phần mềm Việt Nam chạy trên các nền đồ họa đó. Trong giai đoạn<br /> hiện nay, khi luật bản quyền được thắt chặt thì việc sử dụng các phần mềm nước ngoài<br /> sẽ đẩy giá thành sản phẩm cao làm cho không phải đơn vị sản xuất nào cũng có thể thực<br /> hiện được. Bên cạnh đó, với dữ liệu không được chuẩn hóa đồng đều thì khai thác ứng<br /> dụng bản đồ số địa chính còn hạn chế. Chính vì vậy, việc nghiên cứu hoàn thiện công<br /> nghệ thành lập và ứng dụng bản đồ số địa chính trong điều kiện Việt Nam là một yêu<br /> cầu cấp thiết, có ý nghĩa lý luận và thực tiễn cao.<br /> 2. Mục đích nghiên cứu của luận án<br /> - Lý thuyết: Đưa ra cơ sở khoa học của các giải pháp hoàn thiện quy trình công nghệ<br /> thành lập và ứng dụng bản đồ số địa chính.<br /> - Thực nghiệm: Xây dựng chương trình thực nghiệm nhằm khẳng định tính đúng đắn<br /> của những giải pháp đề xuất trong luận án trong công tác thành lập và ứng dụng bản đồ<br /> số địa chính.<br /> 3. Đối tượng nghiên cứu<br /> - Hệ thống văn bản kỹ thuật về công tác thành lập bản đồ địa chính;<br /> - Công nghệ thành lập bản đồ địa chính qua các thời kỳ;<br /> - Sản phẩm ứng dụng của bản đồ địa chính số.<br /> 4. Phạm vi nghiên cứu<br /> Phạm vi nghiên cứu của luận án được giới hạn ở Việt Nam về công nghệ thành lập<br /> và ứng dụng bản đồ địa chính số theo phương pháp đo đạc trực tiếp ngoài thực địa.<br /> 5. Nội dung nghiên cứu<br /> - Tìm hiểu quy trình thành lập bản đồ địa chính số từ trước đến nay;<br /> - Đánh giá ưu nhược điểm của quy trình thành lập bản đồ địa chính;<br /> - Nghiên cứu sử dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật hiện nay để đề xuất các giải<br /> pháp hoàn thiện quy trình thành lập bản đồ địa chính cũng như ứng dụng bản đồ số địa<br /> chính;<br /> - Nghiên cứu các mô hình dữ liệu để lựa chọn mô hình dữ liệu phù hợp vừa linh hoạt<br /> trong việc thành lập vừa dễ dàng trong việc cập nhật biến động đất đai;<br /> - Nghiên cứu xây dựng các thuật toán và giải pháp tăng tốc độ tính toán của chương<br /> trình.<br /> 6. Phương pháp nghiên cứu<br /> Sử dụng phương pháp phân tích để khảo sát, lập luận cứ cho những đề xuất mới<br /> trong luận án; phương pháp so sánh để đối chiếu với các kết quả nghiên cứu khác nhằm<br /> so sánh, đánh giá, đưa ra giải pháp phù hợp; phương pháp mô hình hóa và tin học để tập<br /> hợp các quy luật, chứng minh một số công thức, xây dựng thuật toán phục vụ cho việc<br /> tính toán và lập trình máy tính; phương pháp thực nghiệm: tiến hành thực nghiệm cụ thể<br /> để chứng minh lý thuyết, khẳng định tính đúng đắn, hiệu quả của các giải pháp đề xuất.<br /> <br /> 2<br /> 7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án<br /> - Ý nghĩa khoa học: Xây dựng cơ sở lý thuyết sử dụng mô hình dữ liệu phù hợp vừa<br /> linh hoạt trong việc thành lập và khai thác dữ liệu bản đồ số địa chính vừa dễ dàng trong<br /> việc cập nhật biến động đất đai.<br /> - Ý nghĩa thực tiễn: Giải pháp hoàn thiện quy trình thành lập bản đồ địa chính đề<br /> xuất trong luận án nhằm tăng năng suất lao động, chuyên môn hóa công tác nội - ngoại<br /> nghiệp, có thể áp dụng ở tất cả các đơn vị thành lập bản đồ số địa chính.<br /> 8. Các luận điểm bảo vệ<br /> - Giải pháp hoàn thiện quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa chính đề xuất trong<br /> luận án phù hợp với sự tiến bộ khoa học kỹ thuật ở Việt Nam hiện nay;<br /> - Sử dụng cấu trúc dữ liệu DCEL là cơ sở để quản lý và khai thác dữ liệu bản đồ số<br /> địa chính.<br /> 9. Các điểm mới của luận án<br /> (1) Cách tiếp cận mới trong việc sử dụng thông tin trực quan khi đo đạc thành lập<br /> bản đồ địa chính nhằm chuyên môn hóa công tác nội ngoại nghiệp.<br /> (2) Đề xuất sử dụng cấu trúc dữ liệu DCEL và xây dựng thuật toán sử dụng trong<br /> biên tập cũng như tạo ứng dụng bản đồ số địa chính trong điều kiện Việt Nam;<br /> (3) Xác định giải pháp tối ưu hóa tốc độ tính toán cho các thuật toán trong xây dựng<br /> chương trình.<br /> 10. Kết cấu của luận án<br /> Luận án được chia thành các phần:<br /> (1). Mở đầu: Giới thiệu tính cấp thiết, mục đích, ý nghĩa, đối tượng, phạm vi nghiên<br /> cứu của luận án;<br /> (2). Chương 1. Tổng quan: Giới thiệu tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về<br /> những vấn đề liên quan đến nội dung luận án, các vấn đề còn tồn tại, cần nghiên cứu;<br /> (3). Nội dung nghiên cứu được trình bày trong 3 chương 2, 3, 4:<br /> Chương 2. Giải pháp hoàn thiện công nghệ thành lập và ứng dụng bản đồ số địa<br /> chính trong điều kiện Việt Nam.<br /> Chương 3. Sử dụng cấu trúc dữ liệu Dcel trong thành lập và ứng dụng bản đồ số địa<br /> chính<br /> Chương 4. Xây dựng chương trình thử nghiệm<br /> (4). Phần Kết luận và kiến nghị: trình bày những kết luận mới của luận án và các<br /> kiến nghị nhằm hiện thực hóa những giải pháp đề xuất.<br /> (5). Danh mục công trình tác giả<br /> (6). Tài liệu tham khảo<br /> (7). Phụ lục<br /> CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN<br /> 1.1. Công nghệ thành lập và ứng dụng bản đồ số địa chính trên thế giới<br /> Lịch sử ra đời và phát triển của bản đồ số và hệ thống thông tin địa lý gắn liền với sự<br /> phát triển của máy tính điện tử. Từ năm 1950 Trung tâm địa hình Mỹ đã bắt đầu nghiên<br /> cứu vấn đề thành lập bản đồ có sự trợ giúp của máy tính và từ đó công nghệ bản đồ số<br /> và hệ thống thông tin địa lý không ngừng phát triển.<br /> 1.1.1. Công nghệ thành lập bản đồ số địa chính trên thế giới<br /> Công nghệ thành lập bản đồ địa chính ở mỗi quốc gia có những sự khác biệt riêng phụ<br /> thuộc vào khả năng kinh tế, trang thiết bị kỹ thuật và sự phát triển của khoa học công<br /> <br /> 3<br /> nghệ. Quy trình chung của các nước xây dựng xong hệ thống bản đồ số địa chính từ rất<br /> sớm như Canada, Australia ... là thực hiện đăng ký xét duyệt trước, tiếp đến đánh dấu<br /> mốc rồi mới tiến hành xác định ranh giới thửa, lưu, cập nhật thông tin thửa đất phục vụ<br /> quản lý đất đai và khai thác thông tin.<br /> 1.1.2. Ứng dụng bản đồ số địa chính trên thế giới<br /> Ứng dụng quan trọng nhất của bản đồ địa chính là quản lý đất đai. Ngày nay, với sự<br /> phát triển của khoa học kỹ thuật và công nghệ, bản đồ số địa chính ở nhiều nước trên thế<br /> giới đã thêm nhiều ứng dụng khác nhau, nhiều nước đã xây dựng hệ thống địa chính đa<br /> mục đích với các hệ thống phần mềm ứng dụng đặc thù riêng.<br /> 1.2. Công nghệ thành lập và ứng dụng bản đồ số địa chính ở Việt Nam<br /> 1.2.1. Công nghệ thành lập bản đồ địa chính ở Việt Nam<br /> Trước năm 1992, bản đồ địa chính được làm theo công nghệ truyền thống, đo đến đâu<br /> vẽ đến đó trực tiếp ngoài thực địa. Công nghệ này có quá nhiều nhược điểm như: tốn<br /> nhân công kỹ thuật, ảnh hưởng lớn của điều kiện thời tiết, độ chính xác thấp, sản phẩm<br /> bản đồ trên giấy khó lưu trữ, nhân bản... Ưu điểm của công nghệ này là các thông tin tức<br /> thời tại thực địa được chuyển vẽ và ghi chú ngay lên bản vẽ đồng thời kiểm chứng ngay<br /> được sự chính xác về hình thửa, các mối quan hệ hình học của các đối tượng như thẳng<br /> hàng, vuông góc ... Các thông tin này được gọi là thông tin trực quan.<br /> Năm 1992, theo yêu cầu của TP Hà Nội về công tác quản lý đất đai cần có bản đồ địa<br /> chính tỷ lệ 1/200 khu vực nội thành. Việc sử dụng phương pháp triển điểm truyền thống<br /> không đảm bảo được độ chính xác thể hiện các đối tượng trên bản đồ. Khi đó, Sở Nhà<br /> đất Hà Nội yêu cầu phải tính tọa độ chính xác từng điểm chi tiết rồi dùng hệ thống mắt<br /> lưới chữ thập triển các điểm theo tọa độ lên bản đồ. Tuy nhiên, hiệu quả của phương<br /> pháp này thấp do việc tính toán tọa độ và triển điểm mất nhiều thời gian (công nghệ<br /> thông tin lúc đó chưa phát triển, các phần mềm đồ họa còn hạn chế, máy vi tính còn quá<br /> xa xỉ đối với các đơn vị thành lập bản đồ). Lúc này, một số nhà khoa học đã nghiên cứu<br /> xây dựng các chương trình tính tọa độ điểm chi tiết và triển điểm lên bản vẽ. Việc tính<br /> toán và triển điểm khi đó đã trở nên dễ dàng hơn. Mặc dầu vậy, với đội ngũ các nhà<br /> khoa học trong đó có các giảng viên khoa Trắc địa của trường Đại học Mỏ - Địa chất và<br /> cán bộ đo vẽ chuyên nghiệp nhưng tốc độ thành lập bản đồ chậm và nhiều khu vực<br /> không thể vẽ đúng được theo thực địa.<br /> Nguyên nhân sau này được phát hiện ra là công nghệ đo vẽ bản đồ số khi đó vô tình vi<br /> phạm một số nguyên tắc đo vẽ truyền thống đó là một số nguyên tắc theo phương pháp<br /> truyền thống bị phá vỡ khi đo vẽ bản đồ số:<br /> - Người vẽ phải tham gia trong tổ đo: do lúc này máy vi tình giá thành cao, người có<br /> trình độ vẽ bản đồ số hiếm nên phải vẽ cho nhiều tổ đo;<br /> - Quá trình vẽ phải được thực hiện ngay sau khi đo: bản vẽ bị tồn đọng nhiều ngày do<br /> việc đo nhanh hơn việc vẽ;<br /> - Điểm mia triển tuần tự từ trạm này sang trạm khác theo trình tự đo: các điểm mia<br /> chuyển vẽ toàn bộ lên bản vẽ làm cho việc xác định các sai lệch không xác định được<br /> khi có một trạm sai.<br /> Đúc kết lại, đó chính là thông tin trực quan không được lưu trữ trong sổ đo dẫn đến<br /> người vẽ bị mù thông tin. Đặc điểm của thông tin này là chỉ lưu trữ trong thời gian ngắn<br /> và chỉ những người trực tiếp ở thực địa mới nắm được đồng thời chỉ phát hiện khi có sai<br /> sót chẳng hạn sai điểm trạm máy, điểm định hướng; sai dạng hình thửa, địa vật ... Chính<br /> vì lẽ đó, người vẽ trên máy tính nối các điểm chi tiết không chính xác, các điểm đúng<br /> <br />