Tài nguyên

Chia sẻ dữ liệu địa không gian: Phục vụ phát triển đất nước

Nguyễn Thủy • 31/01/2024 - 07:48

Công nghệ địa không gian với sự kết hợp các kỹ thuật tiên tiến đang góp phần quan trọng trong việc phục vụ giải quyết các vấn đề có tính liên ngành và công tác quản lý lãnh thổ, quản lý tài nguyên.

Công nghệ địa không gian với sự kết hợp các kỹ thuật tiên tiến đang góp phần quan trọng trong việc phục vụ giải quyết các vấn đề có tính liên ngành và công tác quản lý lãnh thổ, quản lý tài nguyên.

Nhấn mạnh sự vận động của tự nhiên đang làm thay đổi các hiện tượng địa lý một cách thường xuyên và liên tục, giới chuyên gia cho rằng thời gian tới Việt Nam cần tiếp tục chú trọng đầu tư, ứng dụng "công nghệ mới trong thu nhận, xử lý, cập nhật và chia sẻ dữ liệu địa không gian" để phát triển kinh tế - xã hội; phòng, chống thiên tai, cứu hộ, cứu nạn, cũng như khắc phục sự cố môi trường, ứng phó với biến đổi khí hậu hiệu quả hơn.

Để hiểu rõ hơn về vấn đề này, Báo TN&MT đã có cuộc trao đổi với TS Nguyễn Phi Sơn - Viện trưởng Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ về vai trò của dữ liệu địa không gian cũng như một số nhiệm vụ và giải pháp nghiên cứu, ứng dụng công nghệ mới trong thu nhận, xử lý, cập nhật dữ liệu địa không gian trong thời gian tới.

Ông Nguyễn Phi Sơn: Dữ liệu không gian địa lý đóng một vai trò rất quan trọng trong tất cả các nền kinh tế quốc dân, đặc biệt là trong thời đại 4.0. Với việc phát triển các chương trình số hóa, dữ liệu địa không gian là dữ liệu đầu vào cho các lĩnh vực, các ngành, các cấp trong quản lý nhà nước, quản lý xã hội, phát triển kinh tế, bảo vệ môi trường, thích ứng biến đổi khí hậu, đảm bảo quốc phòng - an ninh.

Cơ sở dữ liệu (CSDL) nền địa lý quốc gia gồm 7 gói dữ liệu cơ bản (Dữ liệu địa hình, dữ liệu thủy văn, dữ liệu giao thông, dữ liệu lớp phủ thực vật, dữ liệu dân cư, dữ liệu về địa giới hành chính, dữ liệu cơ sở đo đạc) với đặc tính dãy tỉ lệ lớn, có mức độ chi tiết cao về không gian, kèm theo các thuộc tính của đối tượng được thu nhận ở mức độ tối đa đã đảm bảo yêu cầu tối đa khai thác thông tin của nhiều bộ, ngành góp phần quan trọng trong hoạt động quản lý, thiết kế, thi công của các ngành khảo sát, thành lập các bản đồ chuyên đề, chuyên ngành của các lĩnh vực. Cùng với đó, tùy theo quy mô lãnh thổ và tỉ lệ của CSDL nền địa lý quốc gia mà các địa phương ứng dụng CSDL nền địa lý quốc gia trong quản lý lãnh thổ, quản lý hành chính, quản lý xã hội.

Không những thế, thông tin không gian địa lý cũng đóng vai trò quan trọng đối với quản lý tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi trường. Dữ liệu nền địa lý làm cơ sở để hỗ trợ công tác đánh giá tác động môi trường, đánh giá môi trường chiến lược, hiện trạng môi trường các cấp, quản lý các hệ sinh thái, bảo tồn và phát triển bền vững cảnh quan tự nhiên; hỗ trợ xác lập các trạng thái khí hậu, khí tượng, các quá trình thời tiết trong không gian và vùng lãnh thổ. Có dữ liệu địa lý sẽ giúp cho việc xác định phạm vi tác động ở từng địa phương, vùng lãnh thổ do biến đổi khí hậu, phạm vi nước biển dâng, đánh giá rủi ro thiên tai, tính dễ bị tổn thương của các hệ thống sinh thái... và còn có vai trò trong nhiều ứng dụng của 9 lĩnh vực trong ngành TN&MT.

Ông Nguyễn Phi Sơn: Ở nước ta, Chính phủ và các cơ quan quản lý nhà nước đã sớm nhận thấy tầm quan trọng và những lợi ích to lớn từ dữ liệu không gian địa lý mang lại. Nhiều năm qua, các bộ, ngành nói chung và ngành TN&MT nói riêng đã tập trung đầu tư xây dựng hệ thống dữ liệu không gian địa lý phục vụ nhu cầu quản lý nhà nước, phát triển kinh tế - xã hội, đảm bảo quốc phòng và an ninh.

Giai đoạn từ năm 2008 đến năm 2012, Chính phủ đã quan tâm đầu tư cho ngành đo đạc và bản đồ, trong đó có 2 dự án Chính phủ "Thành lập CSDL nền thông tin địa lý ở tỷ lệ 1:10.000 gắn với mô hình số độ cao phủ trùm cả nước" và "Thành lập CSDL nền thông tin địa lý ở tỷ lệ 1:2.000, 1:5.000 các khu vực đô thị, khu công nghiệp, khu kinh tế trọng điểm". Đến nay, dữ liệu phục vụ xây dựng hạ tầng dữ liệu không gian địa lý quốc gia hiện có bộ dữ liệu khung và dữ liệu chuyên ngành.

Các thông tin, dữ liệu về đo đạc bản đồ cơ bản, bao gồm hệ thống các điểm gốc đo đạc quốc gia, các mạng lưới đo đạc quốc gia, nền địa lý quốc gia, các loại bản đồ địa hình, biên giới, hành chính quốc gia, ảnh hàng không, dữ liệu ảnh viễn thám, dữ liệu địa danh được xây dựng đầy đủ theo tiêu chuẩn dữ liệu thống nhất.

Bên cạnh đó, nhiều bộ dữ liệu chuyên ngành đã được các lĩnh vực tạo ra như: dữ liệu đất đai, tài nguyên nước, tài nguyên biển, tài nguyên rừng, địa chất khoáng sản, khí tượng thuỷ văn ... đều là số liệu điều tra cơ bản gắn với thông tin vị trí sẽ tạo thành dữ liệu địa không gian hoàn chỉnh, từ đó giúp cho các cơ quan quản lý ra quyết định đúng đắn, kịp thời và đầy đủ.

Trong số các trị đo cơ bản của lĩnh vực trắc địa bản đồ, thì trị đo "gia tốc trọng trường" hay được gọi là "trọng lực" là trị đo đòi hỏi phương tiện và phương pháp đo phức tạp. Thời gian qua, Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ đã triển khai thực hiện thành công các dự án đo trọng lực như: "Xây dựng và hoàn chỉnh hệ thống trọng lực Nhà nước"; Xây dựng mạng lưới điểm trọng lực tuyệt đối trên các đảo và ven bờ biển Việt Nam phục vụ công tác quan trắc độ dâng của mực nước biển trung bình; "Đo trọng lực cơ sở và vệ tinh của điểm trọng lực cơ sở giai đoạn 2016 - 2018 trong hệ thống trọng lực quốc gia phục vụ xác định sự thay đổi của trường trọng lực trên lãnh thổ Việt Nam".

Hiện nay, Viện đang tham gia thực hiện dự án bay đo trọng lực chi tiết vùng núi bằng phương pháp trọng lực hàng không... Đây là nhiệm vụ quan trọng của công tác điều tra cơ bản ở nước ta song song với các dự án điều tra cơ bản khác. Các dự án trọng lực góp phần vào việc hoàn thiện các số liệu cơ bản của quốc gia mà các số liệu này sẽ phục vụ nhiều ngành, nhiều lĩnh vực, nhiều mục đích... Kết quả của những dự án đo trọng lực đã được Viện khoa học Đo đạc và Bản đồ thực hiện phục vụ đắc lực cho các lĩnh vực nghiên cứu về khoa học Trái đất.

Ông Nguyễn Phi Sơn: Quá trình phát triển kinh tế - xã hội và sự vận động của tự nhiên làm thay đổi các đối tượng, hiện tượng địa lý một cách thường xuyên và liên tục. Điều này dẫn đến CSDL nền địa lý quốc gia không kịp cập nhật sẽ bị lạc hậu theo thời gian. Để có một bộ dữ liệu nền tảng được cập nhật kịp thời, thống nhất, đồng bộ trên cả nước, phục vụ phát triển kinh tế - xã hội, quốc phòng, an ninh, quản lý tài nguyên và môi trường, phòng, chống thiên tai, cứu hộ, cứu nạn, ứng phó với biến đổi khí hậu, nâng cao dân trí, thì các giải pháp trong thành lập, cập nhật biến động đã từng bước tiến tới tự động hóa trong quy trình sản xuất nhằm thay thế phương pháp truyền thống trước kia.

Thời gian qua, Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ đã đẩy mạnh nghiên cứu ứng dụng phát triển công nghệ mới, công nghệ hiện đại trong thu nhận, xử lý, cập nhật và chia sẻ dữ liệu địa không gian như việc kết hợp dữ liệu đa nguồn gốc, áp dụng các biện pháp kiểm soát chất lượng, thu nhận, xử lý, trích xuất dữ liệu sử dụng công nghệ AI và hệ thống thông tin địa lý tình nguyện (VGI)... Các công nghệ này giúp tăng tốc độ, độ chính xác, độ tin cậy và giảm chi phí cho cập nhật.

Thời gian tới, trước sự phát triển mạnh mẽ của các công nghệ hiện đại trong thu nhận dữ liệu, Viện cũng sẽ tiếp tục nghiên cứu, chú trọng đầu tư, nâng cấp công nghệ mới trong chia sẻ dữ liệu địa không gian. Cùng với đó, Viện sẽ tiếp tục hình thành các nhóm nghiên cứu chuyên sâu trình độ cao trong một số hướng nghiên cứu phức tạp và mang tính định hướng công nghệ cho ngành; tăng cường liên kết nghiên cứu giữa cơ quan quản lý nhà nước, tổ chức nghiên cứu, các trường, các doanh nghiệp và các chuyên gia độc lập trong nghiên cứu khoa học để nghiên cứu, phát triển công nghệ trên thế giới và phù hợp với điều kiện của Việt Nam.

Nguyễn Thủy (thực hiện)

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) ngày càng trở nên quan trọng trong nhiều lĩnh vực. Tuy nhiên, khi lượng dữ liệu không gian ngày càng tăng theo cấp số nhân, các phương pháp GIS truyền thống phải đối mặt với những thách thức trong việc xử lý và phân tích các tập dữ liệu lớn như vậy. Những năm gần đây, trí tuệ nhân tạo (AI) đã phát triển nhanh chóng, đặc biệt sự kết hợp giữa AI và GIS (GeoAI) đang mở ra những khả năng to lớn, nâng cao năng suất và chất lượng công việc, đáp ứng nhanh chóng yêu cầu của người dùng, đem lại những ứng dụng đáng kinh ngạc trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

Theo Ths Nguyễn Văn Thảo - Hội trắc địa - Bản đồ - Viễn thám Việt Nam, định hướng GeoAI là sự lựa chọn phù hợp cho lĩnh vực điều tra cơ bản và cung cấp dữ liệu nền tảng như lĩnh vực Đo đạc và Bản đồ. Việc nghiên cứu, xây dựng hệ thống hỗ trợ tự động hóa cập nhật CSDL nền địa lý là hướng đi cần thiết và mang tính thời sự cao đối với Việt Nam, đặc biệt là với các đơn vị có chức năng, nhiệm vụ thành lập, cập nhật CSDL nền địa lý quốc gia tỉ lệ lớn trong bối cảnh chuyển đổi số quốc gia.

Trong đó, AI đang làm thay đổi việc phân tích dữ liệu không gian bằng cách cung cấp các công cụ và kỹ thuật tiên tiến để xử lý và phân tích một lượng lớn dữ liệu không gian, bao gồm thông tin về bề mặt Trái đất, như: ảnh viễn thám, ảnh hàng không và dữ liệu của GIS. Các thuật toán AI và kỹ thuật thị giác máy tính được sử dụng để phát hiện và trích xuất những đối tượng có ý nghĩa từ dữ liệu không gian. Những kỹ thuật này cho phép xử lý dữ liệu tự động, nhận dạng mẫu và phân tích nâng cao, cải thiện đáng kể hiệu quả và độ chính xác của việc phân tích dữ liệu không gian.

Đặc biệt, việc sử dụng AI trong GIS là một hướng phát triển mới trong Cuộc cách mạng 4.0 mang lại các hiệu quả thiết thực, to lớn trong khoa học địa lý để nâng cao hiệu quả xử lý, phân tích dữ liệu và đưa ra các quyết định một cách nhanh chóng, chính xác, mang lại lợi ích bền vững cho các tổ chức thương mại và Chính phủ để thúc đẩy công cuộc đổi mới và duy trì sự phát triển bền vững của thế giới.

Đối với lĩnh vực tài nguyên và môi trường, việc sử dụng công nghệ tích hợp dữ liệu hệ thống thông tin địa lý, viễn thám, hệ thống định vị toàn cầu cho phép tạo nên một giải pháp cập nhật, xây dựng dữ liệu, phân tích biến động hiệu quả và hỗ trợ ra quyết định nhanh, trên phạm vi rộng với giá thành rẻ nhất so với biện pháp truyền thống trong lĩnh vực quản lý đất đai, tài nguyên môi trường.

Sự kết hợp giữa AI và thông tin địa lý (GeoAI) đang mở ra những khả năng to lớn. Nắm bắt cơ hội đó, thời gian qua, Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ đã nghiên cứu, phát triển các ứng dụng mới, sản phẩm mới trong lĩnh vực đo đạc bản đồ. TS Nguyễn Thanh Thủy - Trưởng phòng Khoa học, đào tạo, hợp tác quốc tế và tạp chí, Viện Khoa học đo đạc và bản đồ cho biết, thông qua các đề tài khoa học, các chuyên gia, các nhà khoa học xác lập được những lí luận thực tiễn, là cơ sở để khoa học công nghệ ngành Đo đạc và Bản đồ có những bước đi đúng đắn đảm bảo phù hợp với sự phát triển chung của GeoAI trên thế giới gắn liền với việc phát triển kinh tế - xã hội, quản lý tài nguyên, bảo vệ môi trường.

Ở Việt Nam, Chiến lược phát triển ngành Đo đạc và bản đồ Việt Nam và xây dựng hạ tầng dữ liệu không gian địa lý quốc gia đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045 đã được Chính phủ phê duyệt tại Nghị quyết số 40/NQ-CP ngày 27/3/2023. Chiến lược đã đề cập tới việc lựa chọn ưu tiên nghiên cứu một số công nghệ lõi như: điện toán đám mây, trí tuệ nhân tạo, phân tích dữ liệu lớn trong thu nhận, cập nhật, xử lý và cung cấp thông tin, dữ liệu, sản phẩm đo đạc bản đồ và hạ tầng dữ liệu không gian địa lý quốc gia - đây chính là định hướng quan trọng để phát triển hạ tầng dữ liệu không gian địa lý quốc gia làm nền tảng quan trọng và cơ bản, cung cấp dịch vụ dữ liệu không gian địa lý cho các ngành, lĩnh vực đáp ứng yêu cầu quản lý nhà nước, phục vụ chuyển đổi số, xây dựng Chính phủ điện tử, hướng tới Chính phủ số, nền kinh tế số, xã hội số và đô thị thông minh. Chính vì vậy, việc nghiên cứu việc sử dụng AI trong GIS tại Việt Nam là nhiệm vụ ưu tiên hàng đầu được các nhà khoa học quan tâm, nghiên cứu và đẩy mạnh triển khai thực hiện trong thời gian tới.

Trước mắt, Ths. Nguyễn Thanh Thủy cho rằng, ưu tiên hàng đầu là việc đào tạo, phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao cho ngành đo đạc bản đồ để tiếp cận công nghệ cao trên thế giới. Bên cạnh đó, các doanh nghiệp, tổ chức cá nhân cần phải đổi mới công nghệ, đầu tư nguồn lực để bắt kịp với xu hướng... Để làm được điều này cần kết hợp hiệu quả nhanh, gọn giữa "ba nhà": Khoa học công nghệ - Nhà nước - Doanh nghiệp".

Việt Anh

Quy định về thành lập, cập nhật CSDL nền địa lý quốc gia đã được Luật Đo đạc và Bản đồ 2018 quy định cụ thể tại các Điều 10, Điều 15, Điều 16. Theo đó, CSDL nền địa lý quốc gia, bản đồ địa hình quốc gia phải được cập nhật đầy đủ, chính xác theo tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia, đáp ứng kịp thời yêu cầu quản lý nhà nước của các bộ, ngành, địa phương; phục vụ phát triển kinh tế, xã hội, quốc phòng, an ninh, phòng chống thiên tai.

Theo quy định của Luật Đo đạc và bản đồ năm 2018, Bộ TN&MT là cơ quan đầu mối giúp Chính phủ thực hiện quản lý nhà nước về đo đạc và bản đồ trong cả nước. Bộ TN&MT có trách nhiệm quản lý, lưu trữ, cung cấp thông tin, dữ liệu, sản phẩm cơ sở dữ liệu nền địa lý quốc gia, bản đồ địa hình quốc gia; chịu trách nhiệm xây dựng, cập nhật CSDL nền địa lý quốc gia trên đất liền, hệ thống bản đồ địa hình quốc gia trên đất liền, CSDL và bản đồ địa hình quốc gia khu vực đảo, quần đảo, bản đồ địa hình đáy biển tỷ lệ 1:10.000 và tỷ lệ nhỏ hơn; Vận hành CSDL nền địa lý quốc gia thuộc phạm vi quản lý.

Theo đó, quy trình thành lập, cập nhật CSDL nền địa lý quốc gia được thực hiện dựa trên sử dụng ảnh vệ tinh, ảnh hàng không kết hợp điều vẽ ngoại nghiệp. Mặt khác, do yêu cầu của xã hội đối với thông tin địa lý đó là nhanh hơn, kịp thời hơn, tức là dữ liệu luôn phải cập nhật, đảm bảo tính thời sự của thông tin. Vì vậy, quá trình cập nhật dữ liệu không gian địa lý và Cơ sở hạ tầng dữ liệu không gian (SDI) hiện đang chuyển sang dựa trên sự kiện - chứ không phải dựa trên thời gian theo chu kỳ.

Hơn nữa, quy định về thành lập và cập nhật CSDL nền địa lý và bản đồ địa hình quốc gia đã được Luật Đo đạc và Bản đồ quy định cụ thể không quá 5 năm CSDL nền địa lý quốc gia phải được cập nhật, dữ liệu giao thông, dân cư, cập nhật định kỳ, cập nhật ngay đối với các khu vực có sự thay đổi bất thường... hoặc làm mới khi biến động lớn hơn 40%.

Mặc dù đã có các quy định cụ thể về việc thành lập và cập nhật CSDL nền địa lý và bản đồ địa hình quốc gia, tuy nhiên, thời gian qua, công tác cập nhật CSDL nền địa lý và bản đồ địa hình quốc gia vẫn chưa được cập nhật kịp thời, nhiều khu vực thông tin của CSDL nền địa lý và bản đồ địa hình quốc gia đã lạc hậu, không còn tính thời sự, thiếu thông tin mới, hiệu quả sử dụng không cao...

Ngành đo đạc và bản đồ với trọng trách phải cung cấp kịp thời, chính xác, đầy đủ cho xã hội, các cấp, các ngành, các thành phần kinh tế, do đó đòi hỏi phải đưa ra được các giải pháp công nghệ để công tác cập nhật nhanh hơn, kịp thời hơn, liên tục hơn và đặc biệt là giảm giá thành sản phẩm. Điều này đang đòi hỏi Viện khoa học đo đạc và bản đồ phải ưu tiên các nghiên cứu theo hướng từng bước "tự động hoá" quy trình cập nhật dựa trên các công nghệ: ảnh số, đám mây điểm, học máy, học sâu...

Để từng bước "tự động hóa" quy trình cập nhật CSDL nền địa lý quốc gia, Viện cũng đang tập trung nghiên cứu, ứng dụng các phương pháp, công nghệ tiên tiến xây dựng các hệ thống thu nhận, xử lý, tích hợp, lưu trữ, cung cấp thông tin dữ liệu đo đạc bản đồ, hệ thống thông tin địa lý cơ sở quốc gia bảo đảm xây dựng CSDL bản đồ đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội và an ninh, quốc phòng.

Minh Khang