Trong các thành tố xây dựng nên thành phố thông minh, một hệ thống cơ sở dữ liệu 3D là nền tảng cho các ứng dụng như thiết kế, xây dựng, đề xuất phương án ứng phó trong các trường hợp khẩn cấp. Hơn hết cơ sở dữ liệu này được lưu trữ, hiển thị, sửa đổi, cập nhật hoàn toàn bằng công nghệ số nên rất thuận tiện, linh hoạt và có thể chuyển đổi để kết nối với các cơ sở dữ liệu và hệ thống quản lý phân phối khác. Việc xây dựng dữ liệu không gian địa lý 3D cần chú ý các đặc điểm của thành phố ven biển ở Việt Nam trong bối cảnh biến đổi khí hậu dựa trên các dữ liệu đã có để bổ sung các dữ liệu mới phù hợp với điều kiện cụ thể ở từng địa phương của nước ta.

Trong các công nghệ xây dựng dữ liệu không gian địa lý thành phố 3D hiện nay như công nghệ quét LASER mặt đất hoặc từ các thiết bị bay, công nghệ đo đạc trực tiếp từ mặt đất, công nghệ chụp ảnh mặt đất, công nghệ chụp ảnh máy bay không người lái (UAV). Phương án sử dụng công nghệ máy bay không người lái chụp ảnh sử dụng máy ảnh phổ thông đang là phương án ưu việt trong thời điểm hiện tại do lợi thế về mặt kinh phí trong khi vẫn đảm bảo độ chính xác và độ chi tiết của sản phẩm dữ liệu không gian địa lý số 3D. Công nghệ UAV hiện nay có thể bay ở các độ cao khác nhau, chụp ảnh với các góc chụp theo yêu cầu để đáp ứng thành lập mô hình ở các độ phân giải và tỷ lệ bản đồ khác nhau.

Xuất phát từ thực tiễn trên, Chủ nhiệm đề tài PGS.TS Nguyễn Văn Trung cùng nhóm nghiên cứu tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất thực hiện “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ địa không gian xây dựng dữ liệu không gian địa lý 3D cho thành phố thông minh ven biển phù hợp với điều kiện Việt Nam thí điểm tại khu vực thành phố Hạ Long tỉnh Quảng Ninh” với những mục tiêu sau:

1/ Xác lập cơ sở khoa học và qui trình ứng dụng công nghệ địa không gian xây dựng dữ liệu không gian địa lý 3D thành phố thông minh ven biển;

2/ Xây dựng được dữ liệu không gian địa lý 3D và dữ liệu hệ GIS về hệ thống cây xanh đô thị cho một khu vực (diện tích 1 km2) của thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh.

3/ Đề xuất được các giải pháp ứng dụng dữ liệu không gian địa lý 3D trong quản trị, quản lý và giám sát đô thị thông minh ven biển thích ứng với biến đổi khí hậu.

Đề tài đã ứng dụng công nghệ địa không gian và các dữ liệu liên quan để xây dựng dữ liệu không gian địa lý 3D cho thành phố ven biển thông minh thích ứng với biến đổi khí hậu. Nghiên cứu là tiền đề mở rộng ứng dụng công nghệ địa không gian để xây dựng dữ liệu không gian địa lý 3D cho thành phố ven biển thông minh thích ứng với biến đổi khí hậu cũng như các khu đô thị lớn ở các khu vực khác trong cả nước.

Hệ thống cây xanh khi đã nhập thuộc tính

Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau:

Dữ liệu không gian địa lý 3D thành phố thông minh ven biển ở LoD 3 với độ chính xác và mức độ chi tiết cao là nhu cầu không thể thiếu trong chiến lược chuyển đổi số mà CMCN 4.0 đang phát triển mạnh mẽ hiện nay, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu và mực nước biển dâng trên toàn cầu có ảnh hưởng ngày một nghiêm trọng đến các thành phố ven biển. Tuy nhiên việc xây dựng dữ liệu không gian địa lý 3D thành phố thông minh sẽ mất rất nhiều công sức, tốn kém đòi hỏi phải có đầy đủ trang thiết bị cần thiết, trình độ chuyên môn của người thực hiện.

Đề tài này đã nghiên cứu và đề xuất được quy trình hoàn chỉnh để xây dựng dữ liệu không gian địa lý 3D thành phố thông minh ven biển. Qui trình chung đã được đề xuất với sự kết hợp của các công nghệ địa không gian bao gồm chụp ảnh từ UAV, chụp ảnh mặt đất để xây dựng được dữ liệu không gian địa lý 3D khu vực nghiên cứu là phù hợp với điều kiện hiện có về công nghệ, nhân lực của Việt Nam. Các công nghệ địa không gian này được đề xuất các qui trình riêng với các bước thực hiện phù hợp với đặc điểm, tình hình khu vực nghiên cứu.

Đây là công nghệ hiện đại, nhưng phổ biến với giá thành phù hợp nên hoàn toàn đáp ứng được nhu cầu bức thiết đề ra. Các bước thực hiện chi tiết và 25 các khuyến nghị đã được đề cập cụ thể trong báo cáo. Bên cạnh đó, qui trình chụp ảnh mặt đất đã được đề xuất để thực hiện bổ sung dữ liệu đám mây điểm ở các vùng gần mặt đất bao gồm các đối tượng chị che lấp hoặc UAV khó tiếp cận. Để phục vụ việc đánh giá độ chính xác cả hai công nghệ nêu trên và bổ sung thêm các dữ liệu đám mây điểm có độ chính xác cao vào các vùng bị che khuất.

Việc kết hợp các công nghệ được thể hiện qua việc ghép nối đám mây điểm tạo ra đám mây điểm hoàn chỉnh bằng hai phương án: 1) từ công nghệ chụp ảnh từ UAV và chụp ảnh mặt đất; và 2) từ công nghệ chụp ảnh từ UAV và quét LiDAR. Hai đám mây điểm hoàn chỉnh này là cơ sở để cung cấp việc đánh giá độ chính xác và phương án về công nghệ. Hơn nữa, trong đề tài này các đối tượng đặc trưng của khu vực thực nghiệm bao gồm: 1) Nhà độc lập; 2) Dãy biệt thự liền kề và 3) Tòa nhà cao tầng được thực hiện đo vẽ cho LoD3 cho để thấy rõ ưu nhược điểm của từng công nghệ đối với các đối tượng khác nhau trên thực địa.

Ngoài ra, việc đề xuất qui trình thực hiện việc đo vẽ trên mô hình đám mây điểm 3D để tạo dữ liệu không gian vector và chuẩn hóa dữ liệu sang dạng CityGML để có thể nhập các dữ liệu thuộc tính gắn kèm dữ liệu không gian bao gồm các nhóm sau: 1)Mô hình số độ cao (DEM); 2) Đường giao thông; 3) Nước mặt; 4)Nhà và 5)Hệ thống cây xanh đã được đề cập. Công việc hoàn chỉnh dữ liệu không gian địa lý 3D bằng cách liên kết dữ liệu thuộc tính với dữ liệu không gian ở dạng CityGML.

Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 21658/2022) tại Cục Thông tin, Thống kê.

Đ.T.V (NASTIS)