Quy hoạch và quản lý đô thị thông minh: vai trò của dữ liệu địa không gian

Nhóm nghiên cứu Võ Chí Mỹ, Nguyễn Quốc Long, Võ Ngọc Dũng, Cao Xuân Cường, Trường đại học mỏ – địa chất cho rằng, cần nghiên cứu khai thác các loại hình công nghệ địa không gian hiện đại phục vụ công tác thu thập, quản lý, phân tích, hiển thị và chia sẻ thông tin theo các mô hình phù hợp đáp ứng công tác quy hoạch và quản lý đô thị thông minh và bền vững.

Trong quá trình quy hoạch và quản lý đô thị thông minh, dữ liệu địa không gian đóng vai trò quan trọng. Trong những năm gần đây, công nghệ địa không gian hiện đại như hệ thống dẫn đường vệ tinh toàn cầu (GNSS), hệ thông tin địa lý (GIS), viễn thám vệ tinh (RS), máy bay không người lái (UAV), quét laser hàng không (LIDAR), quét laser mặt đất (TLS)… không ngừng được phát triển nhằm thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị thông tin các thực thể và hiện tượng trên bề mặt Trái Đất. Chất lượng dữ liệu ngày càng cao giá thành dữ liệu ngày càng thấp, mở ra khả năng ứng dụng dữ liệu địa không gian trong tất cả các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân và quốc phòng.

Để quy hoạch và quản lý đô thị thông minh, phải sử dụng hàng loạt các loại công nghệ hiện đại, trong đó, không thể thiếu một yếu tố quan trọng là dữ liệu địa không gian. Ước tính rằng: gần 80% các quyết định trong quy hoạch và quản lý đô thị đều phải dựa vào phân tích dữ liệu và thông tin địa không gian. Nói đến đô thị thông minh là nói đến hệ thống dịch vụ điện tử dựa trên các loại hình công nghệ hiện đại mà tiêu biểu là công nghệ thông tin – viễn thông ICT (Information and Communication Technologies). Dữ liệu địa không gian đóng vai trò quan trọng và là cơ sở phát triển các loại hình hệ thống ICT.

Ứng dụng thông tin địa không gian trong quy hoạch và quán lý đô thị thông minh, tùy thuộc vào nhu cầu, các lớp thông tin có thể sử dụng độc lập hoặc tích hợp nhiều lớp phục vụ cho quá trình quy hoạch và quản lý đô thị thông minh.

- Lựa chọn vị trí tối ưu cho quy hoạch và đầu tư: thông thường, các dự án đầu tư trong đô thị phụ thuộc vào rất nhiều tiêu chí. Các thông tin địa không gian như địa hình, ranh giới hành chính, hệ thống mạng lưới giao thông, cấp thoát nước, lớp phủ thực vật, mặt nước, mạng lưới điện… là cơ sở dữ liệu phục vụ cho quá trình phân tích đa tiêu chí (MCA) hoặc phân tích đa mục tiêu (MOA) nhằm lựa chọn được vị trí không gian tối ưu đồng thời đáp ứng tất cả các tiêu chí. Tích hợp dữ liệu địa không gian và phương pháp phân tích thứ bậc (AHP) là một ví dụ tiêu biểu cho quá trình lựa chọn phương án tối ưu trong quy hoạch và quản lý đô thị thông minh.

Dữ liệu địa không gian là cơ sở cho việc quy hoạch và đầu tư hệ thống giao thông đường phố, tính toán thời gian cho các hoạt động giao thông đô thị. Cũng nhờ có các lớp thông tin địa không gian, các vị trí phát triển mạng lưới cơ sở giáo dục đào tạo, y tế, văn hóa, du lịch đô thị… cũng được phân tích, lựa chọn tối ưu.

- Hỗ trợ sự phối hợp thi công và quản lý cơ sở hạ tầng: Cơ sở hạ tầng trong thành phố là mạng lưới dày đặc và phức tạp. Mỗi một hệ thống (giao thông, năng lượng, cấp thoát nước) thường do một đơn vị chủ quản. Quá trình đầu tư xây dựng, mở rộng và quản lý cần có sự phối hợp đồng bộ của các đơn vị này. Hệ thống thông tin không gian cung cấp các loại dữ liệu, bản đồ hiện trạng các mạng lưới cơ sở hạ tầng. Các thông tin không gian càng chi tiết bao nhiêu thì quá trình phát triển và điều khiển vận hành đô thị càng hiệu quả bấy nhiêu.

- Cung cấp thông tin quản trị bất động sản đô thị: Hệ thống thông tin không gian là cơ sở cần thiết cho quá trình quản lý bất động sản kể cả đất đai và nhà cửa. Ngoài những tài liệu truyền thống như trích lục đất, bản đồ địa chính thể hiện vị trí mặt bằng của đất đai, nhà cửa, hiện nay, hệ thống bản đồ 3D với các mức độ chi tiết (LoD) khác nhau cung cấp các bức vẽ kĩ thuật cụ thể hơn, trực quan hơn về các đối tượng bất động sản đô thị. Ví dụ: bản đồ 3D với mức độ chi tiết LoD3 cho toàn cảnh các tầng của một tòa nhà; mức độ chi tiết LoD4 cho biết các phương thức kiến trúc và nội thất của từng ngôi nhà, căn hộ. Mô hình quản lý bất động sản đô thị BIM (Building Information Modelling) mô tả chi tiết tòa nhà bất động sản, kết hợp với các thông tin không gian về địa hình, về cơ sở hạ tầng trong khu vực lân cận… là công cụ hiệu quả trong công tác quản lý đô thị thông minh.

- Cung cấp các thông tin xử lý các sự cố, cấp cứu và các xử lý khẩn cấp: Trong đô thị đông đúc, các sự cố về giao thông, cấp cứu người bệnh, hỏa hoạn, tội phạm… là các hoạt động xảy ra thường xuyên và yêu cầu phải xử lý nhanh chóng, kịp thời. Nhờ vào thông tin không gian về mạng lưới đường phố, địa chỉ, nhà cửa, đường giao thông, các công trình công nghiệp và dân dụng, các chuyên gia sẽ nhanh chóng xác định và tiếp cận kịp thời vị trí các sự cố. Hơn thế nữa, qua phân tích dữ liệu không gian, có thể xác định con đường ngắn nhất hoặc hợp lý nhất để ra quyết định tiếp cận đối tượng, sự cố theo cách có lợi nhất. Các thông tin không gian về mật độ nhà cửa, về hệ thống cơ sở hạ tầng, về sác xuất địa bàn xảy ra tội phạm… là cơ sở để chính quyền đô thị có các phương án phòng ngừa các hỏa hoạn, sự cố giao thông, tội phạm…

Ngoài ra, việc ứng dụng thông tin địa không gian trong quy hoạch và quán lý đô thị thông minh còn cung cấp thông tin hỗ trợ hoạt động du lịch, cung cấp thông tin hỗ trợ giao thông đô thị, xác định các vấn đề môi trường và quản lý môi trường đô thị,…