Máy bay không người lái và công nghệ hiện đại giúp cảnh báo lũ lụt, sạt lở đất

Ông Trần Tấn Phúc, Chủ tịch HĐQT Công ty tư vấn Portcoast, cho biết, máy bay không người lái (UAV) gắn các camera độ phân giải cao sử dụng kỹ thuật photogrammetry (thiết bị quang trắc ảnh) đã cải thiện đáng kể cách thu thập dữ liệu địa hình. UAV có thể lập bản đồ các khu vực rộng lớn với độ chi tiết cao, cung cấp mô hình bề mặt số (DSM) và mô hình địa hình số (DTM) chính xác, được sử dụng trong việc ứng phó và lập kế hoạch đối phó thiên tai, đặc biệt là lũ lụt và sạt lở đất tại Việt Nam.

Máy bay không người lái được trang bị nhiều ống kính cho phép cải thiện khả năng nhận thức chiều sâu và màu sắc, tạo điều kiện thuận lợi cho việc lập mô hình địa hình chính xác hơn. Kỹ thuật photogrammetry chuyển đổi hình ảnh chụp từ nhiều góc độ khác nhau thành các mô hình 3D, điều này rất quan trọng để mô phỏng tác động của lũ lụt.

Bên cạnh máy bay không người lái còn có USV (tàu không người lái) được trang bị hệ thống công nghệ LIDAR cũng đã mang lại một tầng lớp chính xác khác cho việc thu thập dữ liệu. LIDAR sử dụng các xung laser để lập bản đồ bề mặt trái đất trong không gian 3D, tạo ra mô hình "đám mây điểm". Điều này cho phép đo lường chính xác độ cao bề mặt, rất quan trọng trong việc dự đoán dòng chảy của nước lũ qua các địa hình khác nhau.

Khi dữ liệu từ UAV, USV và hệ thống công nghệ LIDAR được thu thập, bước tiếp theo là mô phỏng các kịch bản lũ lụt khác nhau bằng các nền tảng công nghệ như ArcGIS. ArcGIS cung cấp các công cụ tiên tiến để hiển thị và phân tích dữ liệu địa lý, tạo ra các mô hình 3D theo thời gian thực của các khu vực có nguy cơ lũ lụt. Những mô hình này giúp dự đoán cách dòng nước sẽ di chuyển qua cảnh quan trong các tình huống khác nhau, chẳng hạn như các cấp độ mưa khác nhau, các đợt sóng thần, hoặc các vụ vỡ đập.

Bằng cách thực hiện các kịch bản mô phỏng lũ lụt, các nhà hoạch định có thể dự đoán cách nước lũ lan tỏa qua các khu vực đô thị và nông thôn, xác định các khu vực có rủi ro cao và đưa ra các chiến lược giảm thiểu thiệt hại do lũ lụt. Thông tin này là rất quan trọng trong việc lập kế hoạch cơ sở hạ tầng, giúp các bên liên quan thiết kế các công trình như tòa nhà, cầu đường và hệ thống thoát nước có khả năng chống chịu lũ lụt hoặc giảm thiểu thiệt hại.

Sức mạnh của công nghệ ArcGIS không chỉ nằm ở việc mô phỏng các điều kiện hiện tại mà còn ở việc dự báo các sự kiện trong tương lai. Bằng cách tích hợp dữ liệu lịch sử, dữ liệu thời gian thực và các mô hình dự đoán, công nghệ ArcGIS cho phép các nhà hoạch định dự đoán tác động của biến đổi khí hậu và sự phát triển đô thị đối với các rủi ro lũ lụt trong tương lai.

Hơn nữa, việc tích hợp Mô hình Thông tin Xây dựng (BIM) với công nghệ ArcGIS cho phép mô phỏng các dự án cơ sở hạ tầng mới trong các khu vực dễ bị ngập lụt. Bằng cách kết hợp các mô hình 3D chi tiết của tòa nhà và cơ sở hạ tầng vào các mô phỏng lũ lụt, các nhà hoạch định có thể thấy cách mà các phát triển trong tương lai sẽ bị ảnh hưởng bởi lũ lụt. Sự tích hợp này rất cần thiết để đảm bảo rằng các dự án mới được thiết kế với tính bền vững và khả năng chống chịu trước thiên tai trong tương lai.

Trong những năm gần đây, việc quản lý thiên tai ngày càng phụ thuộc vào dữ liệu địa lý chính xác để ứng phó và lập kế hoạch cho các thiên tai tự nhiên, đặc biệt là lũ lụt. Các thiết bị, công nghệ tiên tiến đã cho phép tạo ra các bản đồ số chi tiết về cảnh quan, cả trên cạn và dưới nước, cung cấp cái nhìn sâu sắc về động học lũ lụt và giúp các nhà hoạch định đưa ra quyết định sáng suốt.

ẢNH: TRẦN CƯỜNG

Ông Trần Tấn Phúc cho rằng, quản lý lũ lụt cũng đòi hỏi dữ liệu chính xác về địa hình dưới nước. Đây là nơi mà tàu không người lái (USV) được trang bị hệ thống đo sâu Sonar đa tia và công nghệ LIDAR đóng vai trò quan trọng. Hệ thống công nghệ Sonar đa tia lập bản đồ đáy sông, đáy biển hoặc bất kỳ cấu trúc dưới nước nào, cung cấp dữ liệu quan trọng về độ sâu và độ dốc ảnh hưởng đến sự di chuyển của nước. Trong khi đó, hệ thống LIDAR có thể đo lường địa hình của hai bên bờ sông, cho phép tạo ra các mô hình toàn diện kết hợp cả môi trường đất liền và dưới nước.

Những hệ thống này giúp các nhà hoạch định hiểu được cách mà mực nước thay đổi ảnh hưởng không chỉ đến cảnh quan mà còn cả cơ sở hạ tầng như cầu, tòa nhà và đường sá. Cách tiếp cận tích hợp này đảm bảo rằng các mô phỏng lũ lụt có thể tính đến cả địa hình bề mặt và dưới nước, cung cấp một bức tranh hoàn chỉnh về các rủi ro lũ lụt trong khu vực.

Một nơi điển hình về quản lý lũ lụt tại Việt Nam đã được nghiên cứu và ứng dụng, đó là Khu phức hợp Cảng Cái Mép - Thị Vải và các khu vực xung quanh. Các mô phỏng lũ lụt toàn diện đã được thực hiện để đánh giá tác động của mực nước dâng lên khu vực. Các mô phỏng này sử dụng dữ liệu thu thập từ UAV, hệ thống LIDAR và Sonar đa tia để tạo ra các mô hình chi tiết về địa hình và động học dòng chảy nước. Bằng cách mô phỏng các kịch bản khác nhau, từ mưa vừa đến các trận bão lớn, các nhà hoạch định đã có thể dự đoán các khu vực có nguy cơ lũ lụt cao và triển khai các biện pháp giảm thiểu, chẳng hạn như cải thiện hệ thống thoát nước hoặc củng cố bờ sông.

Để dự báo lũ lụt chính xác, cần thiết lập bản đồ số 3D trên nền tảng GIS 3D (không sử dụng bản đồ 2D để dự báo vì đã lạc hậu so với các nước trên thế giới). Hiện nay, trình độ của các đơn vị tư vấn Việt Nam hoàn toàn có khả năng tạo ra bản đồ số 3D và GIS 3D. Nếu không nhanh chóng số hóa và xây dựng bản đồ số 3D trên nền tảng GIS 3D, hậu quả của thiên tai lũ lụt sẽ còn tiếp diễn. Việc thực hiện quá trình này là hết sức cấp bách.