Ứng dụng công nghệ GIS để xây dựng đô thị thông minh đáng sống

Từng chỉ là một công cụ dành cho các nhà quy hoạch, kiến trúc sư và kỹ sư cơ sở hạ tầng, GIS hiện đang phổ biến hơn bao giờ hết đối với nhiều người dùng. Các nhà sản xuất nông nghiệp với các hoạt động canh tác lớn dựa vào công nghệ GIS để trồng trọt, thu hoạch và tưới tiêu cho cây trồng. Các nhà khí tượng học phụ thuộc vào GIS để theo dõi và xác định vị trí các cơn bão có khả năng gây thiệt hại, trong khi các nhóm khắc phục sử dụng nó để ghi lại thiệt hại và vị trí tác động.

Khi được triển khai cho thành phố thông minh (TPTM), công nghệ GIS bảo vệ sự an toàn, đảm bảo phúc lợi, việc di chuyển, làm việc và tận hưởng chất lượng cuộc sống cơ bản của công dân.

GIS và TPTM

Hệ thống thông tin địa lý để chỉ một tập hợp có tổ chức, bao gồm: hệ thống phần cứng, phần mềm máy tính, các dữ liệu địa lý và con người, được thiết kế nhằm mục đích nắm bắt, lưu trữ, cập nhật, điều khiển, phân tích và hiển thị tất cả ở các dạng thông tin liên quan đến vị trí địa lý. GIS đã được nhiều quốc gia trên thế giới sử dụng ở nhiều lĩnh vực khác nhau từ quân sự, khoa học, thương mại, môi trường, quản lý đô thị, quản lý quy hoạch.

Hiện nay, ngày càng có nhiều thành phố ứng dụng GIS để nắm bắt chi tiết các thông tin của thành phố. Lợi ích của GIS trong các TPTM là giúp tạo ra các cộng đồng thông minh, phân tích và tìm ra các vấn đề cho cộng đồng; xác định đại diện phù hợp cho quản trị chính quyền; cải thiện việc sử dụng năng lực cơ sở hạ tầng hiện có, cải thiện chất lượng cuộc sống; hỗ trợ khai thác nhiều phương thức vận tải thời gian thực hiệu quả nhất và cung cấp các dịch vụ mới. GIS cũng có thể giúp hình dung ra các tác động không gian của các tình huống và mô hình di cư.

Ngoài ra, GIS hỗ trợ lập kế hoạch cho quá trình đô thị hóa, cho phép các nhà quản lý TPTM sử dụng một hệ thống kỹ thuật số thân thiện với người dùng và được sử dụng rộng rãi trong việc quản lý các hệ thống đô thị.

Điển hình ứng dụng GIS ở Thượng Hải, London

Ứng dụng 3D GIS ở Thượng Hải để trở thành TPTM đáng sống

Năm 2020, Thượng Hải đã giành được Giải thưởng TPTM thế giới (World Smart City Award) với các dự án nhằm làm cho thành phố đáng sống hơn, bền vững và kinh tế phát triển. Một trong những điểm nhấn đáng chú ý nhất ở Thượng Hải là việc phát triển mô hình không gian địa lý 3D của toàn bộ thành phố. GIS 3D thể hiện thực tiễn trong một môi trường ảo với các tọa độ địa lý thậm chí có thể mô hình hóa cả không gian trong nhà và dưới lòng đất.

Viện Đo đạc và Bản đồ Thượng Hải (Shanghai Surveying and Mapping Institute) đã triển khai thành công 3D GIS trong quy hoạch đô thị, quản lý diện mạo thành phố, bảo tồn di tích văn hóa, dự báo thời tiết, kiểm soát hỏa hoạn và nhiều hoạt động khác. Mô hình 3D GIS của Thượng Hải bao gồm tất cả các tòa nhà và không gian ngoài trời, nhưng cũng lập bản đồ cả bên trong các tòa nhà và hệ thống ngầm như đường ống.

Ưu điểm lớn nhất của hệ thống 3D GIS là sự sẵn có của lượng dữ liệu khổng lồ, bao gồm các bộ dữ liệu lớn và dữ liệu động trực tiếp, ở bất kỳ vị trí nào và bất kỳ lúc nào. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất là các mô hình 3D không được cung cấp miễn phí cho công chúng và người dùng cần phải thanh toán một lần để truy cập tài nguyên.

Ứng dụng GIS trong giao thông ở London

Hai lần trong thập kỷ qua, người dân London đã chứng kiến những thay đổi đáng kể trong cách họ tương tác với đường phố và phương tiện giao thông. Lần đầu tiên là vào năm 2012 khi Thế vận hội (Olympics) được tổ chức ở London, thành phố cần phải đáp ứng việc vận chuyển nhiều người hơn đến các địa điểm khác nhau so với số lượng người đi làm trung bình thường ngày. Lần thứ hai là vào năm 2020 khi đại dịch COVID-19 quét qua các đường phố, xe buýt và toa xe lửa. Trong cả hai lần, các nhà lập kế hoạch tại đơn vị Giao thông vận tải London (TfL) phải tìm hiểu thông tin thời gian thực tình hình, nhu cầu giao thông… bằng cách sử dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS).

Tại Olympics 2012, London quản lý giao thông thông qua một nền tảng thông tin giao thông chung mà tất cả mọi người đều có thể sử dụng. Nền tảng có dữ liệu tĩnh và động từ camera, cảm biến và cập nhật vị trí trực tiếp. Kể từ năm 2012, London tiếp tục phát triển các nguồn lực giao thông thông minh và trở thành một trong những thành phố có hệ thống giao thông tốt nhất trên thế giới.

Từ dữ liệu được thu thập theo thời gian thực, London đã phát triển một bảng điều khiển để truyền các dữ liệu khác nhau một cách hữu ích. Hệ thống quản lý giao thông thông minh sử dụng dữ liệu thời gian thực là cần thiết để tăng hiệu quả và độ an toàn của giao thông đô thị.

Công nghệ cảm biến được sử dụng để giám sát giao thông thời gian thực và các dịch vụ chuyển tuyến, chủ yếu là các cảm biến tĩnh gắn trên cột đèn hoặc dưới mặt đường và các cảm biến xe chuyển tiếp thông tin vị trí, hướng và tốc độ. Việc kết nối các thông tin cho phép London cung cấp dữ liệu giao thông công cộng và tắc nghẽn giao thông có độ chính xác cao cho người dân và cải thiện hiệu suất của hệ thống giao thông.

Ứng dụng GIS tại một số thành phố tại Việt Nam

Theo Bộ Xây dựng, tại Việt Nam, việc xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu (CSDL) đô thị ứng dụng nền tảng GIS đã được một số địa phương tiến hành triển khai trong những năm qua và đã đạt được những kết quả đáng khích lệ.

Tỉnh Bình Dương đã triển khai các nội dung liên quan đến GIS thông qua Dự án "Xây dựng hệ thống thông tin địa lý và các phần mềm chuyên ngành xây dựng" nhằm khởi tạo thành công hệ thống thông tin địa lý chuyên ngành xây dựng. Hệ thống được cài đặt trên Trung tâm dữ liệu dùng chung của tỉnh Bình Dương và thực hiện các dịch vụ cung cấp dữ liệu. Người dân, cơ quan và doanh nghiệp có thể truy cập và tìm kiếm thông tin tại địa chỉ http://gisxd.binhduong.gov.vn. Các lĩnh vực ứng dụng gồm: kiến trúc - quy hoạch; hạ tầng kỹ thuật và phát triển đô thị; nhà ở và bất động sản; hoạt động xây dựng; kinh tế vật liệu xây dựng; thanh tra.

Trên cơ sở hệ thống dữ liệu được thiết lập, hiện nay Bình Dương đã tiếp tục nghiên cứu phát huy các tiềm năng của dữ liệu thông qua các nghiên cứu: ứng dụng công nghệ vệ tinh, viễn thám xây dựng nguồn dữ liệu tham chiếu định hướng cập nhật, số hóa dữ liệu về giao thông, quy hoạch đô thị và đầu tư xây dựng; ứng dụng GIS 3D và các mô hình thành phố 3D trong công tác quản lý đô thị và các hoạt động xây dựng (thí điểm trên địa bàn thành phố Thủ Dầu Một)…

Tại Bắc Ninh, từ năm 2018 đến nay, tỉnh đã tập trung xây dựng các CSDL, nền tảng công nghệ dùng chung thống nhất cho toàn tỉnh, triển khai theo mô hình tập trung tại trung tâm dữ liệu tỉnh; xây dựng, ban hành các quy chế, quy định quản lý, vận hành các hệ thống thông tin dùng chung nhằm tăng cường kết nối, tích hợp và chia sẻ dữ liệu, giảm thiểu tình trạng manh mún, phân mảng ứng dụng và cát cứ dữ liệu. Đây là nội dung quan trọng, là cơ sở để triển khai các ứng dụng chính quyền điện tử, các ứng dụng của trung tâm điều hành, các nền tảng kết nối người dân, doanh nghiệp với cơ quan nhà nước, trên nhiều lĩnh vực như: CSDL dùng chung và hệ thống thông tin quản lý tích hợp trên nền tảng GIS với các lĩnh vực công thương, giao thông vận tải, giáo dục đào tạo, quy hoạch xây dựng, khí tượng thủy văn và biến đổi khí hậu…

Với những lợi ích GIS mang lại cho phát triển đô thị, tại Diễn đàn phát triển đô thị thông minh bền vững 2022 mới đây, Trưởng Ban Kinh tế Trung ương Trần Tuấn Anh đề nghị Bộ Xây dựng và các địa phương cần thúc đẩy mạnh mẽ chuyển đổi số (CĐS) trong công tác quy hoạch, xây dựng, quản lý và phát triển đô thị thông qua các chương trình, đề án; ứng dụng rộng rãi GIS và công nghệ số, nền tảng số trong quy hoạch và quản lý phát triển đô thị. Đồng thời, cần sớm chủ trì, phối hợp các bộ ngành liên quan và các địa phương xây dựng hệ thống dữ liệu toàn quốc về quy hoạch phát triển đô thị theo chủ trương đã nêu tại Nghị quyết số 06-NQ/TW ngày 24/01/2022 về "Quy hoạch, xây dựng, quản lý và phát triển bền vững đô thị Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045.