TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG GIS, BẢN ĐỒ 3D QUẢN LÝ HẠ TẦNG TRONG QUY HOẠCH VÀ QUẢN LÝ ĐÔ THỊ

Trong những năm qua, Đảng và Nhà nước ta luôn quan tâm và ưu tiên cho phát triển công nghệ thông tin, đã đầu tư nhiều tỷ đồng trong việc hiện đại hoá,mô hình văn phòng không giấy, xây dựng cơ sở dữ liệu chuyên ngành,… bằng nhiều chủ trương, chính sách như: Chỉ thị số 58-CT/TW ngày 17/10/2000 của Bộ Chính trị về đẩy mạnh ứng dụng và phát triển công nghệ thông tin phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa; Nghị quyết số 36-NQ/TW ngày 01/7/2014 của Bộ Chính trị về đẩy mạnh ứng dụng, phát triển CNTT đáp ứng yêu cầu phát triển bền vững và hội nhập quốc tế; Nghị quyết số 49/CP của Chính phủ về việc ứng dụng và phát triển công nghệ thông tin trong công tác quản lý Nhà nước; Quyết định 950/QĐ-TTg ngày 1/8/2018 phê duyệt đề án phát triển đô thị thông minh bền vững việt nam giai đoạn 2018 – 2025 và định hướng đến năm 2030… Mặc dù Thừa Thiên Huế là tỉnh đứng trong nhóm đầu của cả nước về ứng dụng công nghệ thông tin (CNTT), tuy nhiên, việc ứng dụng CNTT nói chung và GIS nói riêng vẫn còn một số bất cập. Chính vì vậy tỉnh Thừa Thiên Huế đã và đang tích cực trong công tác xây dựng, hoàn thiện các cơ sở dữ liệu chuyên ngành nhằm phục vụ, khai thác tối đa hệ thống thông tin địa lý phục vụ phát triển kinh tế – xã hội của tỉnh. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, ngày nay GIS trên thế giới đã quản lý được đối tượng với hệ không gian ba chiều (3D), từng lớp đối tượng được quản lý đã được phân định rõ nét. Đặc biệt, ngành Xây dựng – ngành quản lý các hạ tầng quan trọng trong việc xây dựng đô thị thông minh – có đặc thù liên quan đến nhiều ngành, lĩnh vực như tài nguyên (đất đai); giao thông (đường sá); điện (đường dây ngầm, nổi); bưu chính viễn thông (cáp quang ngầm, nổi); cấp thoát nước (đường ống ngầm, mặt); cảnh quan (công viên, cây xanh) cần thiết phải phối hợp với các ngành, lĩnh vực liên quan để xây dựng cơ sở dữ liệu (CSDL) chuyên ngành, quản lý tốt SDI, phục vụ quy hoạch và quản lý đô thị.

Tuy nhiên, hiện nay các đơn vị thuộc Sở Xây dựng đều chưa có hệ thống quản lý CSDL chuyên nghiệp, đồng bộ. Công tác quản lý từ trước đến nay vẫn tập trung chủ yếu ở hình thức trên giấy tờ, văn bản, hoặc cả hai hình thức giấy và điện tử. Hình thức quản lý này đã tạo ra nhiều bất cập trong việc tổ chức, lưu trữ, cập nhật, xử lý và khai thác thông tin. Tại các đơn vị khác có tham gia quản lý xây dựng như phòng Quản lý đô thị, phòng Kinh tế Hạ tầng cấp huyện… thì còn ở mức độ thấp hơn. Vấn đề đặt ra là cần phải có giải pháp xây dựng nền tảng SDI cho đô thị cấp tỉnh phục vụ quy hoạch, quản lý và phát triển đô thị của tỉnh Thừa Thiên Huế, hướng đến xây dựng đô thị thông minh cho tỉnh Thừa Thiên Huế nói riêng và Việt Nam nói chung. Vì vậy tỉnh Thừa Thiên Huế đã xác định nghiên cứu và xây dưng được cơ sở dữ liệu không gian đô thị cấp tỉnh phục vụ quy hoạch, quản lý và phát triển đô thị hướng đến xây dựng đô thị thông minh tại Việt Nam, cụ thể là xây dựng được chuẩn CSDL GIS về hạ tầng không gian đô thị cấp tỉnh; Xây dựng được CSDL GIS (2D, 3D) phục vụ quy hoạch, quản lý và phát triển đô thị là nhiệm vụ cấp thiết.

Để xây dựng CSDL GIS (2D, 3D), tỉnh tập trung xây dựng các CSDL, gồm:
– CSDL hạ tầng kỹ thuật đô thị nổi;
– CSDL hạ tầng kỹ thuật đô thị ngầm;
– CSDL phát triển đô thị;
– CSDL quản lý không gian đô thị;
– CSDL quản lý các mỏ khai thác vật liệu xây dựng;
– CSDL quản lý các bãi chất thải xây dựng;
– CSDL quản lý các vị trí thu gom chất thải sinh hoạt;
– CSDL hoạt động đầu tư xây dựng.
Mô hình cấu trúc của CSDL GIS hạ tầng không gian đô thị 3D được mô tả trong hình sau:

Sau khi xây dựng được cấu trúc và thu thập các dữ liệu thuộc tính, bước tiếp theo là bạy chụp bằng thiết bị bay không người lái (UAV). Bay chụp UAV nhằm thu nhận dữ liệu ảnh tại khu vực thi công phục vụ xây dựng cơ sở dữ liệu GIS 2D và mô hình 3D thực tế cũng như các sản phẩm phục vụ xây dựng nền địa hình 3D như bình đồ ảnh, PointClound, DSM, DEM. Thiết kế bay phải tuân thủ yêu cầu kỹ thuật đảm bảo độ chính xác xây dựng cơ sở dữ liệu GIS 3D theo tỷ lệ 1:2.000 về chỉ tiêu kỹ thuật như: Độ phân giải không gian, độ chờm ranh giới khu chụp, chất lượng bay, chất lượng dữ liệu thu nhận,…

Công tác thiết kế bay chụp bao gồm tính toán độ cao bay của UAV, xác định độ phủ dọc và độ phủ ngang của ảnh, thiết kế và tính toán số đường bay, ước tính tổng số ảnh cần chụp và tổng dung lượng ảnh, tính tốc độ chụp và thời gian bay.

Thiết kế bay phường Vĩnh Ninh, Huế

Dữ liệu bay chụp ảnh UAV thu nhận được ở bước 2 sẽ được xử lý bằng phần mềm chuyên dụng (Agissoft Photoscan- Liên bang Nga) để hiệu chỉnh sai số, xây dựng bình đồ ảnh, đám mây điểm (Point Cloud). Dữ liệu bình đồ ảnh và Point Cloud được sử dụng để giải đoán, đo vẽ nhằm thu thập các thông tin về các đối tượng địa lý tại khu vực thi công.

Bình đồ ảnh được xây dựng từ ảnh bay chụp UAV độ phân giải 3,5 cm

Đám mây điểm (Pointclound) khu vực thi công

Sau khi có được các dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian, bước tiếp là tích hợp và trình diễn cơ sở dữ liệu 3D phục vụ quy hoạch, quản lý, phát triển đô thị tỷ lệ 1:2.000 để trình bày nội dung bản đồ 3D.

Hiển thông tin thuộc tính đối tượng trên bản đồ 3D

Các CSDL và bản đồ 2D, 3D được tích hợp và chia sẻ thông qua công cụ LSDI của tỉnh tại địa chỉ lsdi.thuathienhue.gov.vn, từ đó các nhà quản lý, người dân, doanh nghiệp tùy theo chức năng và mối quan tâm đều có thể vào thao tác, tra cứu thông tin.
Quá trình nghiên cứu, xây dựng và triển khai ứng dụng GIS, bản đồ 3D quản lý hạ tầng trong quy hoạch và quản lý đô thị tại tỉnh Thừa Thiên Huế đã bước đầu có được một mô hình hoàn chỉnh, một hệ thống dữ liệu chi tiết trên phạm vi một phường. Thời gian đến, tỉnh sẽ tiếp tục mở rộng phạm vi dữ liệu và áp dụng thêm các phương pháp ảnh vệ tinh và các thuật toán mới để tăng tốc quá trình bay chụp, thu thập dữ liệu nhằm xây dựng các bản đồ 2D, 3D được nhanh chóng hơn; đồng thời cũng sẽ bổ sung thêm các công cụ, chức năng khai thác các CSDL, bản đồ 2D, 3D hiệu quả hơn.

Lê Vĩnh Chiến,
Nguyễn Thị Thanh Thủy,
Nguyễn Phước Gia Huy

Trung tâm Công nghệ thông tin Thừa Thiên Huế