Nhóm Kỹ thuật Công nghệ Công ty TNHH ANTHI Việt Nam tổng hợp biên soạn.

Khi thực tiễn sử dụng chứng minh một cách rõ ràng tiềm năng thực sự của kỹ thuật BẢN SAO SỐ (Digital Twin Technology), Singapore là quốc gia đã đi sớm hơn nhiều chính phủ khác trên thế giới. Mặc dù những ứng dụng này đã giúp hình thành nên khái niệm cơ bản, tuy nhiên bản sao số vẫn chưa được hoàn thiện và hiện thực một cách đầy đủ trong các kế hoạch phát triển của quốc gia đi đầu này, trong khi đó nhiều thành phố và các quốc gia khác vẫn đang ở giai đoạn hoặc những bước đầu tiên mà Singapore đã đi qua. Trong Bản tin Công nghệ này và các Bản tin tiếp theo, chúng ta sẽ cùng nhau xem xét những gì mà Singapore đã xây dựng và đang sử dụng, cách thức mà quốc gia này bắt đầu con đường chuyển đổi để hình thành bản sao số phục vụ cho tất cả các ứng dụng khác. Để hình thành một mô hình thành công cần bắt đầu từ việc tạo ra hệ thống mang tính bền vững, hình thành tầm nhìn dài hạn ngay từ khi bắt đầu, bảo đảm năng lực thực thi cần thiết trong lĩnh vực địa không gian để triển khai xây dựng theo từng bước, từng giai đoạn.

Singapore là quốc gia “giữ vị trí tiên phong” trong triển khai khái niệm quy hoạch phát triển đô thị 3D, ngay từ năm 2012 quốc gia này đã đưa ra khái niệm bản đồ quốc gia 3D và quy hoạch phát triển quốc gia trên nền tảng đó. Khái niệm này đã được Singapore chuyển thành dự án tách ra hai giai đoạn chính: Giai đoạn 1 (bản đồ không ảnh) năm 2014 và Giai đoạn 2 (bản đồ di động) năm 2015. Nhiệm vụ chính của dự án là xây dựng bản đồ phủ trùm toàn bộ lãnh thổ Singapore bằng các kỹ thuật và công cụ thu thập số liệu thế hệ mới để tạo ra các bản đồ 3D quy mô quốc gia có độ chính xác, tính tin cậy và mức độ đồng nhất cao hơn so với những gì mà Singapore đã xây dựng lên trong giai đoạn trước nhằm hỗ trợ tốt hơn nữa cho các cơ quan chính phủ trong việc đưa ra quyết định, hình thành các chính sách, kế hoạch, quản lý hoạt động và đề phòng rủi ro. Hệ thống bản đồ 3D này sau khi hoàn thành sẽ làm nền tảng để Singapore tạo ra bản sao số quốc gia.

ĐIỂM BẮT ĐẦU CON ĐƯỜNG XÂY DỰNG BẢN ĐỒ 3D CỦA SINGAPORE

Giai đoạn thiết kế của dự án “Bản đồ 3D Quốc gia Singapore” bắt đầu trong giai đoạn từ năm 2012 đến 2014 liên quan tới việc cân nhắc khung nhiệm vụ số liệu địa không gian bao gồm thu thập số liệu, xử lý, mô hình, quản trị và cung cấp số liệu. Đối với nhiệm vụ thu thập số liệu, Cơ quan Quản lý Đất đai Singapore SLA (Singapore Land Authority) tìm kiếm các cảm biến kỹ thuật số và nền tảng cần thiết có khả năng cung cấp số liệu bản đồ liên tục với độ tin cậy và độ chính xác cao có khả năng hỗ trợ lập quy hoạch và sử dụng cho các hoạt động khác. Đối với mô hình số liệu, SLA xây dựng quy trình triển khai và các khuôn dạng số liệu có khả năng hỗ trợ phối hợp hoạt động giữa các ứng dụng, các hệ thống và định hướng xây dựng bản sao số quốc gia trong tương lai.

SLA cũng cố gắng để xây dựng năng lực quản trị số liệu số và tương tác hoạt động giữa các cơ quan tổ chức, những khối số liệu siêu lớn sau mỗi lần cập nhật định kỳ, không chỉ là trong ngữ cảnh thông tin vị trí mà còn bao gồm cả yếu tố không gian và thời gian. Một điều kiện quan trọng khác nữa đó là các khối số liệu chuyển giao, cấp phát phải được tạo ra dưới dạng thức thân thiện với người dùng để ngay cả với những người sử dụng bình thường cũng có thể khai thác được một cách hiệu quả, điều này cũng giúp giảm thiểu tối đa yêu cầu cũng như thời gian cần thiết cho việc đào tạo sử dụng sau này.

Số liệu và Nhân lực được SLA xác định là hai hợp phần tối quan trọng không thể thiếu của dự án. Khi tất cả được chuyển đổi thành số liệu địa không gian (Geospatial Data), triết lý thực hiện xuyên suốt là “Thu một lần, sử dụng bởi nhiều người”. SLA cũng triển khai dự án theo phương thức “Toàn bộ các cơ quan chính phủ”, phương thức này giúp loại bỏ tất cả sự trùng lặp trong quá trình thu thập số liệu, bảo đảm năng lực chuyển đổi sang các tập hợp số liệu phù hợp với quy mô, tỷ lệ và yêu cầu sử dụng của các cơ quan đơn vị khác tham gia vào dự án hoặc được dự án xác định có nhu cầu khai thác và sử dụng số liệu địa không gian. Trên nền tảng ranh giới rõ ràng liên quan tới độ chính xác, độ phân giải và tính tin cậy của số liệu, các ứng dụng khai thác sẽ tạo ra các kết quả phân tích chính xác phục vụ cho quá trình dự báo, hỗ trợ ra quyết định giải quyết những vấn đề liên quan. Thêm vào đó các khái niệm như mã nguồn mở, thông tin mở, số liệu mở cũng được dự án cân nhắc và đưa vào ngay từ ban đầu khi định hình con đường xây dựng bản đồ số 3D phủ trùm lãnh thổ Singapore. Nguồn số liệu mở cho phép người dùng sử dụng các công cụ phù hợp để giải quyết các yêu cầu tổ chức mình cần mà không phụ thuộc vào các ứng dụng và hệ thống họ đang sở hữu.

BẢN ĐỒ KHÔNG ẢNH VÀ BẢN ĐỒ ĐƯỜNG PHỐ CỦA SINGAPORE

Hai kỹ thuật thu thập số liệu thành lập bản đồ được SLA triển khai sử dụng trong cả hai giai đoạn của dự án gồm quét laser 3D và chụp ảnh, mặc dù các thiết bị quét và chụp ảnh được triển khai lắp đặt trên các phương tiện thực tiễn khác nhau trong từng giai đoạn. Ví dụ khi chụp ảnh, số liệu được thu từ các máy bay cánh bằng cố định (có và không có người lái), trong khi bản đồ đường phố được lập bằng cách lắp thiết bị thu số liệu trên các phương tiện di chuyển trên mặt đất, hay trên các phương tiện di chuyển trên mặt nước khi thu số liệu trên sông, hồ.

Phiên bản đầu tiên của dự án “Bản đồ 3D Quốc gia Singapore” có thành quả vào năm 2015 và 2017, tạo ra hợp phần số liệu địa không gian cốt lõi bao gồm mô hình số địa hình DTM (Digital Terrain Model) và mô hình số bề mặt DSM (Digital Surface Model), ảnh trực giao.

(Còn tiếp)