Bản đồ hiển thị lập thể theo không gian ba chiều (3D) trong quy hoạch đô thị - bước đầu tiếp cận và ứng dụng

Thứ ba, 22/11/2022 14:09
Từ viết tắt Xem với cỡ chữ

Bản đồ hiển thị lập thể theo không gian ba chiều (3D) đã được ứng dụng trong công tác quy hoạch ở Việt Nam từ những năm cuối thế kỷ 20. Đến nay, công tác nghiên cứu và ứng dụng bản đồ 3D trong quy hoạch ngày càng được nhiều người làm quy hoạch quan tâm nghiên cứu. Một số công trình ứng dụng GIS trong công tác quy hoạch đã được tiến hành triển khai theo những khía cạnh khác nhau áp dụng thí điểm cho 1 số tỉnh, thành phố như Hà Nội, Đà Nẵng, Hạ Long… Tuy nhiên, các công trình nghiên cứu về bản đồ dữ liệu 3D cho công tác mô hình hóa bề mặt ở nước ta vẫn chưa được thực hiện nhiều, dữ liệu còn thô sơ, chưa đi sâu vào mô hình hóa chi tiết các đối tượng trên bề mặt… Đặc biệt, chưa triển khai xây dựng bản đồ 3D phục vụ cho công tác lập quy hoạch đô thị.

Để áp dụng hiệu quả bản đồ 3D vào việc cung cấp thông tin theo lãnh thổ địa lý, mô phỏng cảnh quan chung phục vụ dự báo phát triển hay xây dựng chiến lược phát triển nói chung và công tác quy hoạch nói riêng, cần nghiên cứu toàn diện về cơ sở khoa học thiết lập bản đồ 3D có đề cập đến tích hợp các công nghệ khác, qua đó, khẳng định tính ưu việt của bản đồ 3D so với các công nghệ bản đồ đã có. Bài viết này nhằm tiếp cận cơ sở khoa học về bản đồ 3D và bước đầu nhận diện vai trò của bản đồ 3D trong công tác quy hoạch tại Việt Nam.

1. Đặt vấn đề

Trong những năm gần đây, việc ứng dụng công nghệ mới trong lĩnh vực bản đồ viễn thám và GIS đã có những bước tiến vượt bậc và đã tạo ra những sản phẩm có chất lượng cao trong xây dựng mô hình 3D các công trình xây dựng, từ đó có thể xây dựng bản đồ không gian ba chiều khu vực đô thị một cách nhanh chóng, chính xác phục vụ công tác quy hoạch đô thị. Nhiều công nghệ với sự tiến bộ vượt trội so với các công nghệ truyền thống đã ra đời được ứng dụng trong việc thành lập mô hình địa hình, mô hình số bề mặt phục vụ công tác lập bản đồ địa hình, bản đồ không gian ba chiều và xây dựng cơ sở dữ liệu nền thông tin địa lý, ví dụ công nghệ Lidar, UAV, vệ tinh… Nó cho phép đẩy nhanh tiến độ thi công một cách đáng kể, giảm chi phí thi công và đạt độ chính xác cao. Bản đồ không gian 3 chiều (bản đồ 3D) có rất nhiều ưu điểm so với bản đồ 2 chiều (bản đồ 2D). Nó gồm nền mô hình số địa hình, các đối tượng địa lý dạng vector được gắn kết với các thuộc tính và được hiển thị trong không gian 3 chiều. Bản đồ 3D có thể được thành lập từ nhiều nguồn dữ liệu khác nhau có khả năng mô phỏng cấu trúc cảnh quan đô thị phục vụ quy hoạch, xây dựng phát triển đô thị, phục vụ giáo dục, quốc phòng, du lịch… Để có được độ chính xác cao cho các vị trí điểm trên bản đồ thì hiện nay nguồn dữ liệu thu nhận từ công tác bay quét Lidar, bay chụp UAV hoặc ảnh vệ tinh độ phân giải siêu cao đang thể hiện nhiều ưu điểm. Với những ưu thế và hiệu quả của việc xây dựng bản đồ không gian ba chiều và các nhu cầu phát triển kinh tế xã hội, đặc biệt đối với quy hoạch đô thị trong bối cảnh tốc độ phát triển đô thị ở Việt Nam đang rất nhanh, thì việc nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn các phương pháp, giải pháp kỹ thuật mới trong thành lập bản đồ 3D và những ứng dụng bản độ 3D trong các nhiệm vụ quy hoạch đô thị là rất cần thiết trong thời điểm hiện nay.

2. Khái niệm sơ bộ về bản đồ 3D

Định nghĩa bản đồ 3D đã được nhiều nhà bản đồ học trong và ngoài nước đề cập, như: “Bản đồ 3D là định hình các đối tượng trong không gian ba chiều để thiết lập bản đồ các đối tượng trong thế giới thực” hoặc “Ba chiều (3D) là cách chúng ta nhìn thế giới” hoặc “Bản đồ 3D, trước hết phải là bản đồ, phải thỏa mãn đầy đủ các đặc trưng bản chất của bản đồ; mặt khác, bản đồ 3D là mô hình số thể hiện các đối tượng nghiên cứu (địa hình, địa vật) trong hệ quy chiếu không gian với mức độ ký hiệu hóa và khái quát hóa khác nhau tùy theo mục đích sử dụng, được thể hiện đầy đủ cả 3 chiều x, y, h của đối tượng theo đặc trưng không gian của chúng” (Hà Nhật Bình, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Khoa Địa lý, Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám và hệ thông tin địa lý; Mã số: 60.44.76, năm bảo vệ 2011)…

Dù theo cách nào thì các định nghĩa cũng hướng tới mục đích cuối cùng của bản đồ là mô hình hóa thế giới thực và đều có những giá trị tham khảo nhất định.

Hiện nay, bản đồ mô hình 3D và 3D GIS đã được các nước trên thế giới nghiên cứu và có các ứng dụng trong thực tế. Cấu trúc của bản đồ 3D bao gồm nền địa hình, dữ liệu đồ họa của các đối tượng địa hình, dữ liệu thuộc tính gắn với dữ liệu đồ họa này và tất cả được hiển thị trong môi trường 3D theo nguyên tắc bản đồ. Các nghiên cứu lý thuyết cũng như kết quả của một số hệ thống ứng dụng thực tế cũng đã được trình bày nhưng không nhiều và chưa đầy đủ trên các tạp chí chuyên ngành hoặc trong các cuộc hội thảo quốc tế. Trong các nghiên cứu đi trước, có một số lĩnh vực chính đã được nghiên cứu sâu liên quan đến bản đồ địa chính, địa hình 3D và 3D GIS là xây dựng mô hình thành phố ba chiều. Mô hình thành phố ba chiều (3D city model) là một nghiên cứu dành được nhiều quan tâm của ngành bản đồ, viễn thám và đã có nhiều ứng dụng. Đối tượng được quan tâm nhiều ở đây là nhà và các khối nhà. Một số nghiên cứu tập trung vào vấn đề cấu trúc topology của dữ liệu và cách thể hiện nhiều cấp độ chi tiết trong một mô hình thành phố 3D bằng một ngôn ngữ mô hình hóa. Vấn đề thể hiện các chi tiết của mô hình hình học các khối nhà là làm sao cố gắng giảm kích thước dữ liệu. Các kết quả thử nghiệm thường được đưa ra với độ chi tiết rất cao cho một không gian nhỏ như một khu phố nhỏ.

Trên thực tế, mô hình thành phố 3D được chính quyền nhiều thành phố quan tâm. Bước đầu, họ xây dựng mô hình thành phố 3D dựa trên nền bản đồ địa chính, độ cao của các khối nhà được xây dựng với độ chính xác tương đối từ các nguồn có sẵn. Sau đó, song song với việc cập nhật mô hình, họ tìm cách xác định lại độ cao cho từng khối nhà một cách chính xác và toàn diện hơn từ các nguồn dữ liệu mới như ảnh máy bay tỷ lệ lớn, ảnh laser chụp từ máy bay. Tuy nhiên, trên thực tế, việc xây dựng mô hình thành phố 3D chính xác và cập nhật là quá trình rất lâu dài và tốn kém khi thực hiện với cả một thành phố nên cũng chưa có một mô hình thành phố 3D hoàn chỉnh nào được công bố. Bản đồ địa chính 3D ngày càng được các nước trên thế giới quan tâm khi mà thị trường bất động sản ngày càng sôi động và có giá trị lợi nhuận cao như hiện nay. Các vấn đề được quan tâm nhiều liên quan đến quan hệ topology giữa các đối tượng của bản đồ địa chính trong môi trường 3D thực, quá trình chuyển tiếp từ hệ thống địa chính 2D sang hệ thống địa chính 3D. Vấn đề quản lý và luật đất đai gắn với các bất động sản 3D này hiện nay đang được nhiều nước trên thế giới quan tâm nghiên cứu. Trong lĩnh vực bản đồ 3D cho khu vực đô thị các nhà chuyên môn thường sử dụng rộng rãi các thuật ngữ: 3D city map (bản đồ thành phố 3D), 3D city model (mô hình thành phố 3D), virtual city model (mô hình thành phố ảo), 3D urban map (bản đồ 3D đô thị), 3D city GIS (GIS thành phố 3D), topographic landscape model (mô hình cảnh quan địa hình)… Các sản phẩm này với các tên gọi khác nhau nhưng đều có nhiều điểm tương đồng về nội dung và cách thể hiện các đối tượng nhất là đối tượng nhà trong môi trường 3D. Tuy nhiên, chưa có một thuật ngữ với định nghĩa chính xác được thống nhất cho loại sản phẩm này.

Có một định nghĩa mang tính chất tham khảo như sau: “Bản đồ thành phố 3D là bản đồ số trong đó các đối tượng địa hình đô thị được hiển thị trong môi trường không gian 3 chiều của các phần mềm GIS bằng chiều cao của đối tượng ở các mức độ ký hiệu hóa và khái quát hóa khác nhau tùy theo mục đích sử dụng”.

Một định nghĩa khác nghiêng về mô tả sản phẩm, đó là: “Bản đồ thành phố 3D là bản đồ thành phố 2D trong đó thuộc tính về độ cao được gắn vào các đường viền chân nhà, các khối nhà được thể hiện bằng độ cao này hoặc chi tiết hóa với mái và ảnh bề mặt. Bản đồ còn hiển thị các đối tượng thiết bị đường phố như biển và đèn báo giao thông, cây, hàng rào…và đặc biệt là các đối tượng mang tính chất mốc định hướng trong khu vực” (Oosterom, 2008)

Nói một cách khác, bản đồ 3D đô thị được hiểu là biểu diễn kỹ thuật số của các thành phố thực có thể được điều hướng và khám phá tương tác bởi người dùng trên thiết bị máy tính và dựa trên dữ liệu không gian địa lý.

Với một số khái niệm trên, có thể tổng hợp và đề xuất khái niệm về bản đồ 3D thành phố như sau: “Bản đồ 3D đô thị là bản đồ số trong đó các đối tượng địa hình đô thị được thể hiện bằng dữ liệu không gian, gắn thuộc tính và hiển thị trong môi trường không gian 3 chiều ở các mức độ ký hiệu hóa và khái quát hóa khác nhau tùy theo mục đích sử dụng”.

Theo khái niệm trên, các bản đồ 3D được hình thành như là biểu diễn số của môi trường đô thị dựa trên ba thành phần hệ thống cơ bản như nêu ở trên. Hơn nữa, điều rất quan trọng là phải chú ý và hiểu sự khác biệt giữa mô hình hóa tương tác và dễ thấy là thành phố ảo và biểu diễn dữ liệu mô hình của các yếu tố đô thị 3D có liên quan với nhau thông qua trực quan hóa hệ thống. Trong thực tế, sự khác biệt này dẫn đến kết luận rằng 3 khung nhìn trên các bản đồ 3D tồn tại phải được kiểm tra riêng biệt. Khung nhìn dữ liệu, khung nhìn hệ thống và phương tiện hoặc người dùng được mô tả trong mô hình trên.

Khái niệm được đề xuất không thể hiện bất cứ điều gì về chất lượng hoặc sự phức tạp của các bản đồ 3D. Không liên quan đến cách thức thực tế của các đối tượng thành phố được mô hình hóa, cũng như các đối tượng thế giới thực được thể hiện trong mô hình hoặc nếu các đối tác kỹ thuật số của chúng hiển thị thế giới thực như tác động. Do đó, thuật ngữ bản đồ 3D thể hiện một khái niệm trừu tượng với các thành phần chính:

- Chế độ hiển thị dữ liệu:

Dữ liệu mô hình 3D là nguyên liệu thô, thành phần cơ bản của các mô hình 3D. Thông thường, dữ liệu mô hình 3D bao gồm mô hình số địa hình, ảnh trực giao, đối tượng giao thông, thư viện mô hình 3D cho các nhà máy và trong thành phố cùng các đối tượng 3D khác. Tất cả các dữ liệu mô hình này thường được gọi là mô hình 3D.

- Chế độ hiển thị hệ thống:

Các hệ thống hình ảnh hóa chuyển đổi dữ liệu 3D thành các mô hình hóa 3D tương tác là thành phần cơ bản thứ hai của các mô hình 3D. Chúng cung cấp ít nhất khả năng hiển thị 3D và các công cụ điều hướng để điều hướng thông qua mô hình tương tác. Và thông thường, chúng cũng cung cấp các chức năng khác để tương tác với cảnh, tức là kiểm soát nội dung, chức năng nhập và xuất truy vấn và công cụ chọn, và các tính năng khác.

- Chế độ hiển thị phương tiện, người dùng

Cuối cùng, phương tiện truyền thông hoặc chế độ xem người dùng liên quan đến đầu ra hiển thị và giao diện người dùng đồ họa. Chế độ xem của người dùng bao gồm các khía cạnh đa dạng như chất lượng ảnh của mô hình 3D.

3. Vai trò bản đồ 3D trong công tác quy hoạch tại Việt Nam

Quy hoạch đô thị cần được xây dựng dựa trên cơ sở nghiên cứu khung cấu trúc, các điều kiện hiện trạng, tiềm năng phát triển đô thị; đảm bảo đô thị phát triển bền vững, năng động, hiệu quả, và hướng tới các mục tiêu phát triển đô thị chiến lược, hướng tới tầm nhìn mong muốn của đô thị trong tương lai.

Hiện tại ở Việt nam, theo phương pháp truyền thống, các kiến trúc sư quy hoạch hiện chủ yếu nghiên cứu, phân tích đô thị dựa trên cơ sở tư liệu bản đồ 2D kết hợp với những tư liệu khai thác khác (các số liệu thu thập được…). Những kịch bản, ý tưởng, kết quả được cụ thể hóa qua những báo cáo, bản vẽ thể hiện các phương án, đề xuất đã được nghiên cứu, trình bày trên bản đồ 2D. Do đó, khó tránh được những thiếu sót, bất cập, hạn chế về chất lượng.

Cùng với sự phát triển khoa học kỹ thuật và cách tiếp cận các công nghệ tiên tiến trên thế giới các tổ chức và cá nhân cũng đã và đang tiến hành triển khai xây dựng các loại bản đồ 3D phục vụ trong nhiều lĩnh vực khác nhau như quân sự, giáo dục, du lịch, viễn thông, hàng không, quy hoạch…

Công tác lập quy hoạch đô thị với việc ứng dụng bản đồ 3D dựa trên phân tích không gian sẽ cho khả năng nâng cao chất lượng so với việc sử dụng bản đồ 2D truyền thống. So với bản đồ 2D, các mô hình bản đồ 3D cho phép phân tích không gian 3 chiều trực quan hơn, xử lý dữ liệu một cách đầy đủ, hay nói cách khác là có thể dựng lại kịch bản theo các ý tưởng, của nhà thiết kế quy hoạch, cụ thể ở các mặt sau:

- Biểu thị các yếu tố bề mặt lãnh thổ và các thuộc tính của đối tượng, phục vụ trực tiếp cho công tác lập quy hoạch đô thị (cũng là nội hàm của công tác nghiên cứu quy hoạch xây dựng nói chung).

- Tạo lập một mô hình mang đầy đủ nguồn thông tin chiều sâu, phục vụ các bài toán phân tích cơ sở dữ liệu và cho phép chúng ta có cái nhìn trực quan, tổng thể về bề mặt lãnh thổ, cũng như mối liên hệ hữu cơ giữa các yếu tố liên quan có sự biến đổi phức tạp như thiên tai, các sự cố môi trường do chịu sự ảnh hưởng trực tiếp của biến đổi khí hậu…

- Qua việc phân tích các dữ liệu thu được, ta có thể so sánh các đô thị với nhau, phân tích hướng mở rộng phát triển đô thị, các khu vực có nguy cơ bị rủi ro, thiên tai, góp phần từng bước bổ sung thêm hướng tiếp cận mới, đa dạng hơn cho công tác nghiên cứu quy hoạch dẫn đến việc hoàn thiện quy trình nghiên cứu quy hoạch một cách đầy đủ và chính xác hơn.

- Hỗ trợ công tác giám sát, quản lý và góp phần nâng cao chất lượng đào tạo các cán bộ khoa học kỹ thuật chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám và hệ thống thông tin địa lí (GIS), cũng như là tài liệu tham khảo có giá trị cho các cán bộ khoa học, các nhà nghiên cứu chuyên ngành thuộc các trường Đại học và các Viện nghiên cứu, các doanh  nghiệp hoạt động trong lĩnh vực Trắc địa - Bản đồ, Quy hoạch xây dựng…trên phạm vi cả nước.

Do đó, việc triển khai xây dựng bản đồ 3D có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao, đặc biệt là trong công tác mô hình hóa bề mặt, hỗ trợ công tác quy hoạch đô thị và quản lý quy hoạch. Đồng thời, tiến tới việc tích hợp lồng ghép trên hệ thống cơ sở dữ liệu đồng bộ, là một trong những nhiệm vụ cấp thiết trong giai đoạn phát triển hiện nay.

4. Khả năng khai thác và ứng dụng bản đồ 3D trong quy hoạch đô thị

Với những ưu thế của mình, bản đồ 3D có thể giải quyết được những yêu cầu trong đánh giá phương án quy hoạch và quản lý quy hoạch, mà đồ án quy hoạch 2D chưa thực sự đáp ứng được. Từ một số kết quả nghiên cứu và thực tế và từ kinh nghiệm được rút ra trong những năm qua, có thể đưa ra 05 chức năng chính có thể khai thác của bản đồ 3D trong quy hoạch và quản lý đô thị.

4.1. Khai thác sử dụng dưới bản đồ 3D góc độ đo đạc và bản đồ

Việc sử dụng bản đồ 3D để trình bày và thăm dò các dự án xây dựng, đề xuất thiết kế đô thị, kịch bản quy hoạch, dữ liệu môi trường, dữ liệu kinh tế và quy trình không gian trong bối cảnh của các thành phố ảo rõ ràng là một ý tưởng hấp dẫn. Trên thực tế, việc sử dụng các biểu diễn 3D tương tác trên máy tính, thực tế trong quy hoạch không gian và môi trường đã là lĩnh vực nghiên cứu tích cực trong gần 20 năm (Batty, 1997; Batty, et,al., 1998; Pittman, 1992; Sinning-Meister, và cộng sự, 1996; Skauge, 1995). Gần đây, do sự sẵn có của dữ liệu 3D đủ điều kiện và khả năng cải tiến hiển thị hệ thống và biên soạn, các bản đồ phục vụ trình bày và khảo sát dữ liệu không gian không đồng nhất trong nghiên cứu dự án trong thực tế.

Mục đích của việc sử dụng các bản đồ 3D như một công cụ trình bày và đo đạc dữ liệu không gian không đồng nhất cung cấp một truy cập trực quan đến thông tin không gian. Do đó, một đặc điểm chung của việc sử dụng các bản đồ 3D là để trình bày và tìm kiếm dữ liệu không gian không đồng nhất, cho dù là trong quy trình lập quy hoạch, cho thông tin của công chúng, hoặc cho các hệ thống thông tin du lịch và tiếp cận thành phố, nhằm tạo ra cảm giác hiện diện trong người dùng cho phép họ liên kết trực giác ảnh của thành phố ảo với các địa điểm thực.

4.2. Phân tích và mô phỏng

Nhiều chức năng phân tích 3D để đánh giá thuật toán các quy trình không gian và hiện tượng không gian xuất hiện trong những năm gần đây và bổ sung khả năng sử dụng của bản đồ 3D dạng số và dạng GIS (3D GIS). Ngoài việc phân tích các quy trình và hiện tượng không gian, các bản đồ 3D GIS giàu ngữ nghĩa có thể được truy vấn để đánh giá các thông số chức năng và định lượng của các đối tượng trong đô thị 3D. Trong dự án được mô tả bởi Danahy (2005), ảnh thời gian thực được kết hợp với phát triển phát triển thông số, cho phép các bên liên quan trong quá trình lập quy hoạch đô thị liên kết trực tiếp ảnh với không gian khả dụng. Trong một nghiên cứu khác, Song và cộng sự (2009) đã chứng minh mô hình bản đồ 3D GIS với các chi tiết hình học và ngữ nghĩa có thể được sử dụng để truy vấn thuộc tính của mỗi tòa nhà hay đối tượng.

Chuyển sang bối cảnh quản lý đất đai và đô thị, khái niệm này có thể cung cấp cho chính quyền nhiều thông tin về sử dụng đất đô thị, ví dụ tỷ lệ diện tích xây dựng cho không gian xanh, độ kín của một khu vực, hoặc tuổi kết cấu, như đường xá hoặc mạng lưới tiện ích, nếu sử dụng đất và cơ sở hạ tầng được mô hình hóa thông qua các đối tượng ngữ nghĩa vì cách tiếp cận phổ biến để đại diện cho việc sử dụng đất thông qua các mô hình địa hình với các draped orthophotos (Buchholz và cộng sự 2006; hoặc Schilling và cộng sự 2009).

Có ít nhất 3 loại phân tích khác nhau có thể được phân biệt:

- Phân tích dựa trên hình học đơn (ví dụ: Phân tích khả năng hiển thị và bóng tối);

- Phân tích dựa trên hình học và thông tin ngữ nghĩa (ví dụ: Tiềm năng mặt trời của bề mặt mái nhà, không gian sàn của tòa nhà);

- Phân tích dựa trên các phần mở rộng miền cụ thể và dữ liệu ngoài (ví dụ: tính toán phát thải tiếng ồn, phân tán ô nhiễm không khí).

4.3. Giao tiếp điện tử

Tiềm năng của các bản đồ 3D kỹ thuật số và mô hình cảnh quan 3D để hỗ trợ các quy trình giao tiếp và tham gia góp ý quy hoạch là rất lớn. Về cơ bản, việc áp dụng các bản đồ 3D GIS là xu hướng cung cấp dịch vụ mới, như là nền tảng cho các ứng dụng cộng tác điện tử của chính phủ điện tử. Cộng tác giữa người dùng ở những nơi khác nhau hoặc vào những thời điểm khác nhau đặt ra hai thách thức cơ bản:

- Cho phép và tổ chức giao tiếp giữa các cộng tác viên

- Thiết kế hệ thống cho phép cộng tác viên từ xa thêm, tích hợp, quản lý, khám phá và xuất bản dữ liệu

4.4. Quản lý cơ sở hạ tầng và cơ sở vật chất

Việc sử dụng bản đồ 3D GIS cho quản lý cơ sở hạ tầng và quản lý cơ sở vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu, để đạt được sự tích hợp và phối hợp chặt chẽ hơn với các quy trình quản lý và tối ưu hóa các quyết định hoạt động và đổi mới trong quản lý cơ sở hạ tầng; bản đồ 3D GIS sẽ cung cấp một môi trường tích hợp và giao diện chuẩn cho dữ liệu cơ sở hạ tầng có thể được sử dụng để tối ưu hóa quy hoạch, xây dựng, đổi mới và bảo trì cơ sở hạ tầng kỹ thuật mà sau đó cung cấp cơ sở cho lối sống đô thị của chúng ta.

Trong các lĩnh vực kiến trúc, xây dựng và kỹ thuật, ý tưởng cộng tác đang ngày càng được hỗ trợ nhiều bởi việc áp dụng phần mềm xây dựng cho phép người dùng trình bày một công trình xây dựng được đấu thầu như một mô hình dữ liệu ngữ nghĩa hơn là mô hình đồ họa thuần túy. Các mô hình như vậy gọi là mô hình thông tin xây dựng (BIM). Phương pháp BIM có lợi thế đáng kể so với những bản vẽ thiết kế hỗ trợ máy tính cổ điển (CAD); BIM được sử dụng trong các giai đoạn lập quy hoạch và xây dựng của các tòa nhà để tối ưu hóa quá trình tạo ra các tòa nhà mới. Tuy nhiên, sau khi hoàn thành một tòa nhà, BIM có thể được sử dụng để tổ chức bảo trì và sử dụng các tòa nhà trong suốt vòng đời của chúng. Đối với các tổ chức quản lý nhiều tòa nhà, ý tưởng cung cấp một giao diện chuẩn để trực quan hóa, truy cập và quản lý thông tin tòa nhà trong ngữ cảnh không gian rộng hơn. Hơn nữa, điều này có thể là động lực cho việc tích hợp liên tục các mô hình như BIM vào trong bản đồ 3D GIS nhằm xây dựng các mô hình thành phố ảo trong tương lai; các mô hình mở rộng như vậy có thể cung cấp thông tin quan trọng trong trường hợp các phản ứng khẩn cấp là cần thiết. Các đại diện 3D của các đô thị với mạng lưới cơ sở hạ tầng tích hợp và các tiện ích và mô hình xây dựng chi tiết cùng hệ thống thông tin có thể hỗ trợ phản ứng khẩn cấp theo nhiều cách; ví dụ như cung cấp hình ảnh trực quan về các tuyến thoát, vòi cứu hỏa, yếu tố cơ sở hạ tầng quan trọng hoặc thông qua chức năng phân tích để đánh giá sự phụ thuộc lẫn nhau của cơ sở hạ tầng các yếu tố hoặc tìm các tòa nhà phù hợp để lắp đặt các thiết bị phản ứng khẩn cấp (Curtis, 2008; Open Geospatial Consortium, 2007a). Các yêu cầu về dữ liệu trong danh mục sử dụng này thường cao. Thông thường nó sẽ không đủ để cung cấp một ảnh thực tế của thành phố vì nó có thể được quan sát, nhưng bao gồm các tính năng không thể nhìn thấy như mạng cơ sở hạ tầng, nội thất của tòa nhà cũng như thông tin chi tiết về các cấu phần xây dựng và cơ sở hạ tầng. Do đó, bản đồ 3D GIS hoặc ít nhất là các đối tượng trong đô thị 3D duy nhất để quản lý cơ sở hạ tầng.

4.5. Hỗ trợ quy trình lập kế hoạch và ra quyết định

Việc lập kế hoạch thường bao gồm ba thành phần: Đánh giá các điều kiện hiện tại, tạo ra các giải pháp thay thế cho sự phát triển trong tương lai và sự tham gia của cộng đồng (Abdullah et al 2005). Đánh giá điều kiện hiện tại không chỉ quan trọng đối với sự phát triển hiện tại mà còn nhằm dự báo các yêu cầu trong tương lai, lập kế hoạch và quản lý sự phát triển trong tương lai (Ludin et al 2007).

Để lập kế hoạch nâng cao hiệu quả các không gian đô thị, liên quan đến các quy trình và thể thức phức tạp, các nhà quy hoạch yêu cầu một công cụ thích hợp có thể phù hợp với phạm vi tầm nhìn của họ, để đưa ra quyết định sáng suốt, các nhà quy hoạch phải dựa vào mô hình trực quan sẵn có, chất lượng và thông tin mở rộng để hiểu được những phát triển hiện tại, đo đếm, phân tích những ảnh hưởng đến tương lai và đặc điểm là kiểm soát được các tiêu chuẩn bắt buộc trong xây dựng đô thị. Sự tiến bộ trong các công cụ lập kế hoạch và kỹ thuật cung cấp cho các nhà quy hoạch đô thị nhiều cơ hội để tìm kiếm dữ liệu tham khảo về địa lý để phân tích, lập kế hoạch, ra quyết định và trình bày (Ludin et al 2007). Những công cụ và kỹ thuật tiên tiến này sẽ tăng cường việc ra quyết định trong quy hoạch sử dụng đất và qua đó cải thiện các khía cạnh kinh tế và xã hội trong quy hoạch.

Cùng với sự phát triển của công nghệ và kinh tế - xã hội, mô hình bản đồ 3D GIS và tiến tới là các mô hình thành phố ảo sẽ là công nghệ tiên tiến để trợ giúp cho các nhà quản lý các thành phố hiện đại một cách hiệu quả. Các mô hình thành phố 3D đã được sử dụng rộng rãi để hỗ trợ các ứng dụng liên quan đến quản lý đô thị như quy hoạch đô thị, kiểm soát giao thông, thiết kế viễn thông di động… Bản đồ 3D được tạo ra đã tạo cơ sở để thu thập thông tin địa lý tích hợp và công khai, nó là một kênh thông tin để cho các thành viên của chính quyền sở tại cũng như các chuyên gia tham gia vào quy trình lập kế hoạch và hỗ trợ ra quyết định.

5. Kết luận

Có thể thấy, hiện nay công tác quy hoạch và quản lý quy hoạch đô thị ở Việt Nam còn nhiều vấn đề đặt ra mà một trong những nguyên nhân là do thiếu đồng bộ về công cụ, công nghệ hỗ trợ các nhà quản lý, nhà quy hoạch ra quyết định trong các dự án quy hoạch đô thị. Với những phát triển của công nghệ hiện nay, bản đồ 3D và đặc biệt là bản đồ 3D GIS là một công cụ có nhiều tính năng, ưu điểm có thể ứng dụng trong công tác quy hoạch đô thị ở tất cả các khâu như: thiết kế dự án, xây dựng bản quy hoạch, thẩm định quy hoạch, phê duyệt quy hoạch… Do đó, việc triển khai ứng dụng bản đồ 3D vào trong công tác quy hoạch đô thị và công tác quản lý quy hoạch đô thị ở Việt Nam là hết sức cần thiết, để đem lại hiệu quả về quy hoạch và quản lý quy hoạch đô thị một cách tích cực, bền vững và phù hợp với xu thế của thế giới.

ThS. Nguyễn Hoàng Ánh - Trung tâm Khảo sát, Quy hoạch xây dựng - Viện Quy hoạch đô thị và nông thôn quốc gia.

Nguồn: Tạp chí Quy hoạch Xây dựng, Số 118+119/2022

Tìm theo ngày :

Đánh giá

(Di chuột vào ngôi sao để chọn điểm)