Số 44/2022: Mô hình và mô phỏng đô thị với bản sao số - Số 2

Image Content

Anders Long, Vasilis Naserentin – Nhóm Kỹ thuật Công nghệ Công ty TNHH ANTHI Việt Nam tổng hợp biên soạn.

SỐ LIỆU THÔ

Điểm khởi đầu trong quá trình tạo bản sao số khu vực đô thị chính là truy cập tới số liệu thô. Số liệu này có thể đã được tạo ra từ các máy quét hàng không dưới dạng các đám mây điểm. Các đám mây điểm sau đó được xử lý để tạo ra các mô hình đô thị ở dạng 2D hoặc 3D. Khả năng truy cập vào số liệu khác nhau giữa các quốc gia và có thể không ở dạng thức mở hay tự do truy cập và khai thác. Ví dụ tại Thụy Điển, Lantmateriet là cơ quan bản đồ, địa chính và đăng ký đất đai Thụy Điển luôn cung cấp miễn phí các tập hợp số liệu bao gồm cả số liệu đám mây điểm và các bản đồ 2D phủ trùm lãnh thổ Thụy Điển. Trong khi đó, những tập hợp số liệu chi tiết có độ phân giải và chất lượng cao hơn thuộc quyền quản lý của các đơn vị địa phương. Tại Hà Lan, các trường hợp cụ thể cũng khác nhau, tổ chức BAG (3D Baseregister Addresses and Building) cung cấp miễn phí và truy cập mở tới các mô hình 3D của hơn 10 triệu toà nhà trên cả nước. Hơn thế nữa, các tập hợp số liệu này thường xuyên và tự động được tái dựng và cập nhật nhằm cung cấp mô hình 3D hiện trạng mới nhất trên toàn bộ đất nước Hà Lan.

 

Hình 2: Các kết quả ban đầu từ việc mô phỏng hướng gió trong khu vực đô thị.

CÁC MÔ HÌNH SỐ LIỆU

Để xây dựng bản sao số của các thực thể phức tạp và sử dụng chúng trong thực tiễn, điểm quan trọng nhất cần quan tâm là các mô hình số liệu nào sẽ được sử dụng để định nghĩa bản sao số. Cần lưu ý rằng các mô hình số liệu khác với các mô hình toán hoặc được sử dụng cho mục đích mô phỏng và dự đoán. Việc lựa chọn mô hình số liệu sẽ chỉ ra cách thức mà số liệu đó được thể hiện như thế nào, và những trường hợp ứng dụng nào sẽ được hỗ trợ bởi bản sao số sau khi hình thành. Mô hình số liệu chính là cách thức khai triển một bản thể luận thực tiễn, xác định rõ ràng hoặc hoàn toàn bởi quá trình thực thi. Bản thể luận thực tiễn xác định cách thức số liệu của bản sao số được mô tả và hiểu như thế nào trong việc phân loại, các thuộc tính và các mối quan hệ. Một số mô hình số liệu và các định dạng chuyển giao tương đương đã được đề xuất sử dụng cho các mô hình đô thị. Một trong những định dạng mô hình nổi bật được sử dụng phổ biến là CityGML, đây chính là chuẩn của tổ chức OGC (Open Geospatial Consortium). Định dạng quan hệ CityJSON (cũng là chuẩn của OGC) là dạng đơn giản hóa và thân thiện hơn với những người lập trình giải mã của mô hình CityGML.

Hình 3: Hiển thị bản sao số khuôn viên trường Đại học Kỹ thuật Chalmer, Gothenburg.

Một khái niệm phổ biến đối với tất cả các mô hình số liệu sử dụng cho mô hình đô thị đó là mức chi tiết LOD (Level of Detail). Khái niệm này cho phép mô hình số liệu lưu trữ các cách thức thể hiện khác nhau của khu vực đô thị với độ chi tiết được phân thành những mức khác nhau (độ phân giải hình học) tùy theo nhiều mục đích sử dụng. Việc cùng tồn tại một số mức chi tiết khác nhau trong cùng một bản sao số nhấn mạnh rằng bản sao số về mặt bản chất là mô hình của hệ thống vật lý mà nó đang ánh xạ, và cách thức thể hiện dưới dạng số cũng như độ chính xác được xác định bởi cả hai yếu tố gồm các trường hợp sử dụng mà bản sao số được thiết kế để phục vụ, chất lượng của số liệu và các nguồn số liệu phục vụ tính toán sẵn có.

TỔNG HỢP SỐ LIỆU

Mỗi trường hợp sử dụng của bản sao số cũng thường đòi hỏi các cách thức thể hiện số liệu rất khác nhau. Đối với mô hình của đô thị, việc hiểu rõ cấu thành của mô hình 3D chất lượng cao có thể khác rất nhiều nếu chúng ta hỏi ý kiến của một kiến trúc sư hoặc một nhà khoa học máy tính. Đối với một kiến trúc sư, mô hình 3D chất lượng cao có thể mang hàm ý chỉ một tập hợp các bề mặt tái tạo chi tiết mô tả địa hình thực tiễn của một đô thị và hình dạng của các tòa nhà nằm trong đô thị đó. Các bề mặt tái tạo có thể phi tiêu chuẩn và phi tương hợp khi hầu hết các bề mặt tái tạo được sử dụng phục vụ hiển thị và thực hiện các phép tính toán đơn giản như phân tích ánh sáng.

(Còn tiếp)

Mọi thông tin xin liên hệ với chúng tôi qua hòm thư: info@anthi.com.vn