Trong bài báo này, tác giả trình bày tổng quan về khả năng ứng dụng của phần mềm hướng dịch vụ trong quản lý tài nguyên thiên nhiên, làm rõ cơ sở lý thuyết, quy trình triển khai, và kết quả thực nghiệm cụ thể. Thông qua việc nghiên cứu các phần mềm hướng dịch vụ trong quản lý tài nguyên thiên nhiên, phân tích mô hình được sử dụng, bài báo cung cấp cái nhìn toàn diện về tính khả thi và hiệu quả của phần mềm hướng dịch vụ trong việc nâng cao hiệu quả quản lý, giám sát và ra quyết định trong lĩnh vực tài nguyên thiên nhiên.

Mở đầu

Tài nguyên thiên nhiên luôn đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong đời sống của con người, cung cấp các điều kiện cơ bản để con người đáp ứng các nhu cầu sinh hoạt, sản xuất và phát triển kinh tế [1]. Trong hơn một thế kỷ qua, TNTN đang bị khai thác và sử dụng một cách quá mức, điều này không chỉ làm cạn kiệt nguồn TNTN mà còn khiến cho môi trường sống của con người bị hủy hoại và thay đổi theo chiều hướng xấu. Thực trạng này là do quá trình khai thác của con người thiếu sự bền vững và BĐKH đã gây ra đất đai bị xói mòn, cạn kiệt tài các nguồn tài nguyên nước, rừng, khoảng sản và các hệ lụy cho môi trường [2]. 

Vấn đề quản lý tài nguyên thiên và nâng cao hiệu quả công tác quản lý TNTN đang trở thành một trong những ưu tiên hàng đầu trong các chiến lược phát triển bền vững ở nhiều quốc gia, nghĩa vụ của người dân trong giám sát các hoạt động khai thác, sử dụng và bảo vệ tài nguyên [3]. Tại Việt Nam đã có cơ chế quản lý và các quy định pháp lý để thực hiện quản lý nguồn TNTN. Thông qua các cơ chế và hành lang pháp lý này, TNTN đang được quản lý hiệu quả hơn.

Phần mềm hướng dịch vụ (SaaS - Software as a Service) là giải pháp công nghệ tiện lợi, đóng vai trò quan trọng trong đổi mới cách thức tiếp cận, tổ chức và vận hành các hệ thống quản lý TNTN. SaaS là một mô hình cung cấp phần mềm qua nền tảng điện toán đám mây, cho phép người dùng truy cập và sử dụng các dịch vụ phần mềm từ xa, thông qua mạng Internet [4]. Điểm mạnh của SaaS đặc biệt phù hợp với các mô hình quản lý có yếu tố phân tán về mặt địa lý và dữ liệu - như quản lý TNTN. Ưu điểm của SaaS trong bài toán quản lý TNTN đó chính là khả năng tích hợp dữ liệu từ nhiều nguồn và hỗ trợ ra quyết định theo thời gian thực. SaaS kết nối trực tiếp với các hệ thống trắc địa và viễn thám như LiDAR, UAV, dữ liệu GIS, và nguồn dữ liệu từ các tổ chức đơn vị giúp tạo thành một hệ sinh thái thông tin phong phú và liên thông. Chính điều này giúp các cơ quan quản lý có cái nhìn toàn diện, cập nhật nhanh chóng và chính xác về hiện trạng TNTN, công tác quản lý, khai thác và sử dụng [5]. Do đó, SaaS trở thành lựa chọn tối ưu trong việc đồng bộ hóa hoạt động quản lý tài nguyên trên phạm vi rộng, với chi phí hợp lý và tính khả dụng cao. Phần mềm SaaS là một nền tảng giúp các nhà quản lý đổi mới tư duy, thúc đẩy tính minh bạch, hiệu quả và bền vững.

Bài báo này nhằm mục tiêu phân tích toàn diện vai trò của SaaS trong quản lý TNTN, thông qua việc trình bày cơ sở lý thuyết, quy trình triển khai cụ thể, thực nghiệm ứng dụng và đưa ra các kết luận định hướng cho tương lai. Với các SaaS hiện đại, người dùng dễ dàng tạo báo cáo, trực quan hóa dữ liệu, thiết lập cảnh báo sớm và chia sẻ thông tin với nhiều cấp độ quản lý khác một cách thuận tiện nhất.

Cơ sở lý thuyết

Phần mềm hướng dịch vụ (SaaS) và kiến trúc SOA

SaaS là một mô hình cung cấp phần mềm dưới dạng dịch vụ Internet, trong đó người dùng dễ dàng truy cập và sử dụng các chức năng phần mềm thông qua trình duyệt web hoặc ứng dụng di động, thay vì phải cài đặt trực tiếp trên máy tính cá nhân hoặc hệ thống nội bộ. Mô hình này thường dựa trên kiến trúc hướng dịch vụ (SOA - Service-Oriented Architecture), trong đó các thành phần được thiết kế như các dịch vụ độc lập có thể tái sử dụng và giao tiếp với nhau thông qua giao thức mạng tiêu chuẩn [6]. Kiến trúc SOA cho phép các hệ thống SaaS hỗ trợ tương tác giữa các hệ thống không đồng nhất và tạo điều kiện thuận lợi cho việc mở rộng, bảo trì, phát triển phần mềm theo hướng mô-đun. Các thành phần cốt lõi trong một hệ thống SaaS bao gồm [5]: Dịch vụ người dùng (User Services); Dịch vụ xử lý nghiệp vụ (Business Services); Dịch vụ truy xuất dữ liệu (Data Services); Hệ thống bảo mật và phân quyền truy cập.

Các đặc điểm nổi bật của SaaS

Đặc điểm nổi bật của SaaS phù hợp với lĩnh vực quản lý TNTN: Khả năng truy cập linh hoạt; Cập nhật và bảo trì tự động; Khả năng tích hợp và chia sẻ dữ liệu; Tối ưu chi phí; Khả năng mở rộng và tùy biến cao.

Ứng dụng SaaS trong quản lý tài nguyên thiên nhiên

Trong quản lý TNTN, SaaS được sử dụng phổ biến nhờ khả năng đáp ứng các yêu cầu về phân tích, giám sát, cảnh báo và lập kế hoạch quản lý. SaaS được ứng dụng trong các lĩnh vực như: Quản lý năng lượng tái tạo; Nông nghiệp bền vững; Giảm chất thải; 

Phần mềm SaaS cũng được sử dụng để quản lý môi trường, như [7]: Tuân thủ môi trường; Phản ứng khẩn cấp; Quản lý chuỗi cung ứng

Một số hệ thống SaaS trong quản lý TNTN kể đến như [7][8][9][10]: Google Earth Engine; Collect Earth Online; OpenForis; WaterOneFlow; EHS Insight; EnergyElephant.

Quy trình sử dụng SaaS trong quản lý tài nguyên thiên nhiên

Sử dụng SaaS trong quản lý TNTN cần thiết phải có sự đồng nhất và phù hợp với điều kiện tại từng khu vực cụ thể. Tác giả đưa ra quy trình sử dụng phần mềm SaaS như trong Hình 1 dưới đây:

Hình 1: Quy trình triển khai và sử dụng SaaS trong quản lý tài nguyên thiên nhiên

Hiện trạng quản lý tài nguyên thiên nhiên

Để lựa chọn và đưa ra sự lựa chọn phù hợp về phần mềm SaaS sử dụng, ta cần thiết phải khảo sát hiện trạng về tình hình sử dụng tài nguyên và cách thức quản lý với các nội dung như: Mức độ sẵn có và chất lượng dữ liệu; Năng lực công nghệ thông tin hiện tại; Nhu cầu thực tế của các cơ quan quản lý và đối tượng sử dụng.

Loại tài nguyên cần quản lý

Với mỗi loại tài nguyên sẽ có những đặc trưng riêng và yêu cầu riêng cần quản lý. Lựa chọn và xác định được đặc trưng của tài nguyên rất quan trọng. Các loại tài nguyên như khoảng sản, đất đai, rừng, biển,…

Lựa chọn kiến trúc và phần mềm SaaS phù hợp

Dựa trên nhu cầu cụ thể, đơn vị quản lý sẽ lựa chọn giải pháp SaaS sẵn có (như Google Earth Engine, OpenForis, MapBiomas) hoặc hợp tác phát triển hệ thống SaaS tùy biến. Các tiêu chí cần cân nhắc bao gồm: Khả năng tích hợp với hệ thống GIS và dữ liệu cảm biến từ xa (IoT) hoặc AI; Tính bảo mật, độ tin cậy và khả năng mở rộng; Giao diện người dùng thân thiện; Tính mở và khả năng chia sẻ dữ liệu.

Thiết kế và thiết lập cấu hình hệ thống

Sau khi lựa chọn kiến trúc, bước tiếp theo là tiến hành cấu hình hệ thống SaaS theo yêu cầu của từng bài toán ứng dụng: Tạo tài khoản người dùng, phân quyền truy cập; Thiết lập mô-đun chức năng: thu thập dữ liệu, phân tích, cảnh báo, báo cáo...; Thiết kế hệ thống giao tiếp giữa người dùng với cơ sở dữ liệu (API, dashboard...); Tùy biến biểu mẫu, ngôn ngữ, đơn vị đo lường để phù hợp với bối cảnh sử dụng. Quá trình này cần sự phối hợp giữa chuyên gia kỹ thuật và cán bộ quản lý tài nguyên để đảm bảo tính thực tiễn.

Tạo bộ dữ liệu đầu vào, tích hợp dữ liệu và kết nối hệ thống

Điểm mạnh của SaaS là khả năng tích hợp nhiều loại dữ liệu, bao gồm: Dữ liệu không gian (GIS, ảnh vệ tinh); Dữ liệu thời gian thực từ cảm biến môi trường; Dữ liệu thống kê truyền thống (Excel, Access,...); Dữ liệu cộng đồng (crowdsourcing, citizen science). Các nguồn dữ liệu sẽ được kết nối thông qua API hoặc tải lên trực tiếp, sau đó đồng bộ trên nền tảng đám mây.

Triển khai và vận hành hệ thống

Các phản hồi từ giai đoạn thử nghiệm sẽ là cơ sở để hiệu chỉnh trước khi triển khai chính thức. Sau khi thử nghiệm thành công, hệ thống sẽ được triển khai rộng rãi. Các công việc cần làm: Duy trì hệ thống hoạt động ổn định; Giám sát, đánh giá hiệu quả sử dụng; Cập nhật định kỳ dữ liệu và phần mềm; Phản hồi nhanh các lỗi hoặc sự cố kỹ thuật.

Thực nghiệm

Mô tả bối cảnh thực nghiệm

Để đánh giá hiệu quả của phần mềm hướng dịch vụ trong quản lý TNTN, nhóm nghiên cứu đã tiến hành thực nghiệm tại huyện A Lưới, tỉnh Thừa Thiên Huế, một địa phương có diện tích rừng lớn và địa hình đồi núi phức tạp, thường xuyên chịu ảnh hưởng bởi BĐKH và thiên tai. Trong thực nghiệm này, nhóm sử dụng nền tảng Google Earth Engine (GEE), một hệ thống SaaS mạnh mẽ cho phân tích dữ liệu viễn thám, kết hợp với dữ liệu từ hệ thống cảm biến đo mưa tự động, bản đồ địa hình số (DEM), và dữ liệu rừng từ chương trình REDD+ Việt Nam.

Quy trình thực nghiệm

Các bước triển khai thực nghiệm bao gồm:

Thu thập và tích hợp dữ liệu: Dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat và Sentinel-2 từ Google Earth Engine; Dữ liệu địa hình DEM từ SRTM; Thông tin diện tích rừng từ báo cáo địa phương; Dữ liệu thời tiết từ trạm đo tự động do địa phương cung cấp.

Phân tích thay đổi thảm thực vật: Nhóm sử dụng chỉ số NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) để xác định các vùng có thay đổi thảm thực vật bất thường trong giai đoạn 2019-2024.

Cảnh báo mất rừng và phân tích nguyên nhân: Kết hợp dữ liệu NDVI suy giảm với dữ liệu mưa, địa hình và hoạt động canh tác để xác định các nguyên nhân tiềm năng dẫn đến mất rừng (chặt phá, xâm lấn nương rẫy, sạt lở đất do mưa lớn...).

Trực quan hóa kết quả: Dữ liệu được trình bày dưới dạng bản đồ tương tác trên nền tảng GEE và dashboard PowerBI, giúp chính quyền địa phương dễ dàng tiếp cận và ra quyết định kịp thời.

Kết quả đạt được: Phát hiện 17 điểm mất rừng mới trong 2 năm gần nhất mà trước đó chưa được ghi nhận chính thức; Thời gian cập nhật dữ liệu rừng giảm từ 6 tháng xuống còn 1 tuần, nhờ sử dụng dữ liệu vệ tinh và xử lý tự động; Chính quyền địa phương đã triển khai biện pháp xử lý kịp thời tại 5 điểm nóng, ngăn chặn nguy cơ lan rộng mất rừng; Cán bộ kỹ thuật đánh giá cao tính linh hoạt của hệ thống SaaS và đề xuất mở rộng ứng dụng sang các lĩnh vực khác như phòng chống thiên tai và quy hoạch đất đai.

Nhận xét

Kết quả thực nghiệm cho thấy tính hiệu quả và dễ triển khai của giải pháp SaaS trong điều kiện thực tế tại địa phương. Công tác quản lý tài nguyên không chỉ chính xác hơn mà còn minh bạch, kịp thời và có khả năng mở rộng cao. Từ đó có thể thấy, cần đảm bảo dữ liệu đầu vào chất lượng để phân tích đạt độ tin cậy cao. Đồng thời, sự tham gia của cán bộ địa phương trong quá trình vận hành giúp tăng tính gắn kết và khả năng duy trì hệ thống. Và yếu tố hợp tác giữa nhiều ngành giúp mở rộng quy mô ứng dụng.

Kết quả đạt được

Sau 6 tháng triển khai hệ thống SaaS sử dụng nền tảng Google Earth Engine và các công cụ hỗ trợ trực tuyến, tác giả đã ghi nhận những kết quả cụ thể như sau: 

Phát hiện sớm các điểm mất rừng: Hệ thống đã giúp phát hiện 17 khu vực có dấu hiệu mất rừng chỉ trong vòng 2 năm gần nhất (2022–2024), thông qua sự suy giảm của chỉ số NDVI trên ảnh vệ tinh. Trong đó, có 5 khu vực mất rừng hoàn toàn (> 90% thảm thực vật biến mất) và 12 khu vực bị suy thoái thảm thực vật mức độ trung bình. So với phương pháp giám sát truyền SaaS cho phép phát hiện mất rừng trung bình sớm hơn 4-6 tuần, tạo điều kiện cho việc phản ứng nhanh và kịp thời.

Nâng cao hiệu quả cập nhật và phân tích dữ liệu: So với trước đây, việc tổng hợp và phân tích dữ liệu rừng phải thực hiện thủ công, mất trung bình 2-3 tuần cho mỗi đợt tổng hợp. Khi ứng dụng SaaS, thời gian này giảm xuống còn dưới 24 giờ, nhờ tự động hóa quy trình xử lý dữ liệu ảnh vệ tinh và báo cáo kết quả qua dashboard. Dữ liệu thời tiết, địa hình và cảnh báo thiên tai cũng được tích hợp tự động từ các nguồn mở và cảm biến IoT, giúp tăng độ chính xác trong phân tích nguyên nhân mất rừng. Mỗi tháng, hệ thống tự động gửi báo cáo tổng hợp dưới dạng bản đồ và biểu đồ trực quan tới email của cán bộ quản lý.

Hỗ trợ hiệu quả cho công tác ra quyết định và quản lý: Trong thời gian thực nghiệm, 5 điểm nóng có nguy cơ phá rừng đã được xác minh thực địa và xử lý kịp thời nhờ cảnh báo sớm từ hệ thống. Hạt kiểm lâm huyện A Lưới đã sử dụng kết quả từ hệ thống SaaS để đề xuất giải pháp khoanh vùng bảo vệ và giám sát tăng cường, đặc biệt tại khu vực rừng phòng hộ giáp ranh với khu dân cư.

Kết luận

SaaS là một công cụ mạnh mẽ trong quá trình chống BĐKH và các thách thức trong bảo vệ môi trường và sử dụng bền vững các nguồn TNTN khác. Sử dụng phần mềm SaaS cung cấp một cách thức tiếp cận và sử dụng các cách thức quản lý, giám sát và báo cáo theo thời gian thực, phân tích dự đoán và tối ưu hóa tài nguyên. SaaS là một công cụ hiệu quả được sử dụng cho tính bền vững và quản lý môi trường, bao gồm quản lý năng lượng tái tạo, nông nghiệp bền vững và giảm chất thải. SaaS sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng trong việc bảo vệ và gìn giữ môi trường cho các thế hệ tương lai.

Tài liệu tham khảo

1. H. H. Mobile, “TNTN là gì? Vai trò của TNTN?,” [Online]. Available:https://hoanghamobile.com/tin-tuc/tai-nguyen-thien-nhien-la-gi/#:~:text= T%C3%A0i%20nguy%C3%AAn%20thi%C3%AAn%20nhi%C3%AAn%20%C4%91%C3%B3ng,ng%C3%A0nh%20n%C3%B4ng%20nghi%E1%BB%87p%2C%20c%C3%B4ng%20nghi%E1%BB%87p;

2. O. Blog, “TNTN Là Gì? Thực Trạng Khai Thác TNTN Hiện Nay,” [Online]. Available:https:// www.oreka.vn/blog/tai-nguyen-thien-nhien-la-gi/?srsltid=AfmBOoo5v2lfsQYdzlE91pwtOKZZxOJ3fbVV4Z4zrlARw1dSZ9qa8KWe;

3. Dr.Air, “TNTN và nguy cơ cạn kiệt,” [Online]. Available:https://loctinhdien.vn/tai-nguyen-thien-nhien-va-nguy-co-can-kiet/;

4. N. Group, “Quản lý tài nguyên là gì? Giải pháp quản lý nguồn tài nguyên hiệu quả,” [Online]. Available: https://naangroup.com/blogs/news/quan-ly-tai-nguyen.

5. I. brands, “SaaS for Environmental Sustainability and Management: Improving Environmental Impact,” [Online]. Available:https://iscabrands.com/saas-for-environmental-sustainability-and-management-improving-environmental-impact/;

6. V. IDC, “SaaS là gì? Tìm hiểu về ưu nhược điểm của mô hình này,” [Online]. Available:https://viettelidc. com.vn/tin-tuc/saas-la-gi-tim-hieu-ve-uu-nhuoc-diem-cua-mo-hinh-nay;

7. ddsn interactive, “The Digital Platform for Natural Resource Management Organisations,” [Online]. Available:https://ddsn.com/solutions/dnrm;

8. Casper van Schothors, Slinger Jansen, Liza Lausberg, “The Indispensable Role of Software Ecosystem Services,” Journal of software: evolution and process, vol. 37, no. 2, 2025;

9. Google, “A planetary-scale platform for Earth science data & analysis,” [Online]. Available:https:// earthengine.google.com/;

10. L. Learning, “The History of SaaS: Evolution and Challenges,” 2024. [Online]. Available:https:// lemonlearning.com/blog/the-history-of-saas-evolution-and-challenges.

PHẠM THỊ HẢI VÂN, PHẠM HỮU LỢI
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Nguồn: Tạp chí Tài nguyên và Môi trường Kỳ 1 tháng 3 năm 2025