Phát triển khoa học và công nghệ trong lĩnh vực đo đạc và bản đồ phục vụ phát triển kinh tế - xã hội

Trong bối cảnh hiện nay, với sự phát triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ thế giới, lĩnh vực đo đạc và bản đồ đã có những thay đổi đáng kể trong việc tạo lập, duy trì hạ tầng kỹ thuật hiện đại và thu nhận, xử lý, cung cấp các sản phẩm, dữ liệu đo đạc và bản đồ với độ chính xác cao. Vì vậy, phát triển khoa học và công nghệ trong lĩnh vực đo đạc và bản đồ là yêu cầu quan trọng để đảm bảo sự phát triển của lĩnh vực đo đạc và bản đồ.

Ứng dụng công nghệ mang tính đổi mới trong lĩnh vực đo đạc và bản đồ

Để bắt kịp xu thế KHCN mới, ngành ĐĐ&BĐ đã có những “bước tiến” xa so với thời điểm vài thập niên trước đây. Nhiều công nghệ mới mang tính cách mạng đã ra đời góp phần nâng cao đáng kể hiệu quả trong công tác đo đạc, trắc địa. Cùng điểm lại 3 công nghệ tạo nên những thay đổi đáng kể này.

Công nghệ định vị vệ tinh GNSS - Máy GNSS RTK

Công nghệ nổi bật đầu tiên, cũng là công nghệ hỗ trợ hiệu quả cho công tác ĐĐ&BĐ là định vị vệ tinh GNSS - là tên dùng chung cho tất cả các các hệ thống định vị toàn cầu sử dụng vệ tinh. Sự xuất hiện của công nghệ định vị vệ tinh GNSS RTK trong lĩnh vực đo đạc, cụ thể là máy GNSS RTK (hay còn gọi là máy GPS RTK) được đánh giá cao nhờ mang ứng dụng trong nhiều lĩnh vực nhanh chóng và chính xác trên bản đồ như đường xá, tòa nhà, thảm thực vật,... 

Nếu như trước đây, khi công nghệ định vị vệ tinh GNSS RTK chưa được ứng dụng trong lĩnh vực đo đạc, việc đo đạc với các thiết bị truyền thống sẽ mất nhiều thời gian và nhân lực hơn. Thì hiện tại, sự xuất hiện của công nghệ GNSS RTK giúp giảm đáng kể về nguồn nhân lực và thời gian thực hiện.

Công nghệ đo GNSS có thể được thực hiện chỉ với một người đo, một trạm tĩnh có thể kết nối với nhiều trạm động. Nhờ đó, giúp tối ưu đáng kể nguồn nhân lực mà không cần người ghi sổ, đi gương, vẽ sơ đồ hay phát triển trạm máy như các loại máy truyền thống. Ngoài ra, số liệu đo đạc thu được bằng công nghệ GNSS thông qua máy GNSS RTK đều ở dạng số nên rất dễ chuyển đổi sang các hệ bản đồ tự động. Chính vì vậy, kể từ khi ra đời, các thiết bị GNSS RTK đã hỗ trợ rút ngắn thời gian thi công, giảm nhân lực cho từng tổ đo và tăng hiệu suất đo. 

Công nghệ viễn thám - Máy bay khảo sát UAV

Công nghệ viễn thám là công nghệ mới giúp cung cấp mô hình số độ cao bề mặt Trái đất trên bình diện toàn cầu. Ngoài ra, công nghệ viễn thám cung cấp dữ liệu viễn thám thành lập bản đồ địa hình, bản đồ chuyên đề và là hình ảnh thông tin hữu ích nhất trong cập nhật hệ thống thông tin địa lý quốc gia.

Nhờ vào sự phát triển mạnh mẽ của viễn thám qua các năm gần đây, công nghệ này đem lại nhiều lợi ích cho ngành ĐĐ&BĐ như: Tiết kiệm chi phí cho công tác quy hoạch vùng đất có diện tích lớn, dễ quản lý đất từng vùng và vùng đất có biến động. Công nghệ viễn thám đang được ứng dụng nhiều nhất trong máy bay khảo sát UAV, mang đến độ tin cậy, độ an toàn và tính chính xác cao. Nếu như ở thời điểm chưa có sự xuất hiện của công nghệ viễn thám, việc ĐĐ&BĐ sẽ gặp khó khăn về thành lập bản đồ địa hình mang tính tổng thể. Ngoài ra, thời gian để đo đạc từng vùng đất có diện tích lớn sẽ lâu hơn thì việc sử dụng máy bay khảo sát UAV công nghệ viễn thám mang đến nhiều ưu điểm nổi bật. 

Công nghệ Lidar - Scanning và Mobile Mapping

Lidar (Light Detection and Ranging) là công nghệ sử dụng chùm tia laser để đo độ cao, đo khoảng cách và tạo bản đồ môi trường. Kỹ thuật này sử dụng một thiết bị để gửi ra chùm tia laser đồng thời, ghi lại thời gian cần thiết để tia laser trở lại sau khi chịu tác động của môi trường. Nhờ có sự hỗ trợ của công nghệ Lidar giúp các thiết bị trong ngành trắc địa tính toán khoảng cách từ nó đến mục tiêu và sử dụng thông tin này để tạo ra bản đồ 3D của môi trường. Dữ liệu sau khi thu thập thông qua quét Lidar được lưu trữ trong một bộ nhớ để sử dụng sau này.

Công nghệ Lidar trong lĩnh vực trắc địa được ứng dụng trong các thiết bị Scanning & Mobile Mapping. Sử dụng các thiết bị này hỗ trợ người làm việc trong công tác đo đạc cải thiện hiệu quả thu thập dữ liệu đám mây điểm 3D ở mức tối đa. Dữ liệu thu thập có độ chính xác cao, hình ảnh xác thực với phạm vi ghi nhận không gian lớn. 

Phục vụ hiệu quả cho công tác quản lý nhà nước

Theo bà Nguyễn Thị Thanh Hương, Phó Viện trưởng Viện Khoa học ĐĐ&BĐ, 30 năm qua, Viện đã thực hiện thành công hàng trăm đề tài nghiên cứu, tạo nền tảng khoa học, dữ liệu quan trọng cho sự phát triển của ngành ĐĐ&BĐ, địa chính. Nhiều kết quả nghiên cứu của Viện đã được ứng dụng rộng rãi trong thực tiễn giúp nâng cao năng lực quản lý nhà nước, tạo ra công cụ và giải pháp hữu hiệu cho nhiều lĩnh vực của đời sống KT-XH.

Bức tranh tổng quan về những thành tựu KHCN của Viện gắn liền với 3 giai đoạn phát triển. Theo đó, từ những năm đầu thành lập, giai đoạn 1994-2004, Viện đã chú trọng triển khai các đề tài nghiên cứu tạo nền móng cho sự phát triển lâu dài. Các kết quả nổi bật trong giai đoạn này tập trung vào việc cung cấp các luận cứ khoa học, quy trình công nghệ phục vụ xây dựng văn bản quy phạm pháp luật và nâng cao hiệu quả công tác quản lý nhà nước về ĐĐ&BĐ và địa chính. Bên cạnh đó, một số nghiên cứu đã góp phần hoàn thiện cơ sở dữ liệu không gian như mô hình số độ cao DEM, hệ thống thông tin địa lý phục vụ phòng chống lũ lụt, khắc phục hạn chế của bản đồ địa hình.

Bước sang thập kỷ thứ 2, giai đoạn 2005-2014, Viện triển khai 1 đề tài nghiên cứu cấp Nhà nước, 47 đề tài cấp Bộ và 21 đề tài cấp cơ sở. Nhiều đề tài có kết quả ý nghĩa thực tiễn cao. Một trong những thành tựu quan trọng là việc đề xuất và ứng dụng nhiều phương pháp, quy trình kỹ thuật tiên tiến trong lĩnh vực ĐĐ&BĐ như: Ứng dụng công nghệ tiên tiến (LiDAR, GPS động), tích hợp dữ liệu đa ngành, xây dựng cơ sở dữ liệu. Những kết quả này đã được chuyển giao và ứng dụng hiệu quả vào thực tiễn sản xuất.

Tiếp đến giai đoạn 2015-2024, các công trình nghiên cứu khoa học của Viện tiếp tục được phát triển mạnh mẽ cả về số lượng và chất lượng; tính ứng dụng của các nghiên cứu được nâng lên rõ rệt. Cùng trong giai đoạn này, Viện đã triển khai ứng dụng nhiều công nghệ mới, hiện đại trong công tác điều tra cơ bản TN&MT. Cụ thể như việc sử dụng công nghệ trí thông minh nhân tạo (GeoAI), GIS, viễn thám, thiết kế, chế tạo thiết bị thu nhận (GNSS, quan trắc tiếng ồn, UAV, USV,…) và các phần mềm đi kèm để giám sát hiện trạng tài nguyên đất, nước; nghiên cứu, phát triển, ứng dụng công nghệ UAV, Georadar, LiDAR mobile mapping trong đo đạc và thành lập bản đồ, tổng quát hóa bản đồ.

Theo bà Nguyễn Thị Thanh Hương, trong giai đoạn tới, định hướng nghiên cứu KHCN của Viện sẽ tập trung đẩy mạnh nghiên cứu ứng dụng các thành tựu mới của công nghệ ảnh số, công nghệ bay quét LiDAR, công nghệ viễn thám, công nghệ GIS, công nghệ GNSS để hiện đại hóa quy trình xây dựng, cập nhật cơ sở dữ liệu nền địa lý quốc gia, thành lập, cập nhật bản đồ địa hình quốc gia đảm bảo dữ liệu nền địa lý phải được cung cấp chính xác, đầy đủ và kịp thời; nghiên cứu ứng dụng công nghệ GNSS động để xác định vị trí tọa độ, độ cao chính xác cho ĐĐ&BĐ, các ngành và cộng đồng xã hội; nghiên cứu ứng dụng công nghệ thông tin, công nghệ GIS trong lưu trữ và xử lý khối lượng lớn dữ liệu không gian địa lý thu nhận từ nhiều nguồn khác nhau theo thời gian thực phục vụ thành lập bản đồ 3D, 4D.

Cùng với đó, Viện cũng sẽ nghiên cứu để xây dựng và phát triển hạ tầng dữ liệu không gian địa lý quốc gia, trong đó, trọng tâm là nghiên cứu xây dựng cơ chế, chính sách liên quan đến việc thu nhận, lưu trữ, cập nhật, tích hợp và chia sẻ dữ liệu không gian địa lý; xây dựng các cơ chế, chính sách khuyến khích sự tham gia của khối tư nhân, cộng đồng trong việc phát triển các dịch vụ liên quan đến dữ liệu không gian địa lý, tạo ra các sản phẩm đa dạng phục vụ xã hội; nghiên cứu xây dựng các tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật về hạ tầng dữ liệu không gian địa lý; nghiên cứu phát triển ứng dụng, khai thác hiệu quả hạ tầng dữ liệu không gian địa lý.