(NXD) -
Bản sao số đô thị được xây dựng trên dữ liệu thời gian thực, tích hợp GIS và BIM, cho phép mô phỏng, dự báo và hỗ trợ cơ quan quản lý ra quyết định hiệu quả trong phát triển và vận hành đô thị.
GIS là nền tảng tích hợp dữ liệu không gian, kết nối môi trường xây dựng và môi trường tự nhiên trong mô hình Bản sao số đô thị.
Mô phỏng, phân tích và dự báo các kịch bản phát triển đô thị
Bản sao số (Digital Twin) đô thị đang được xem là một trong những công cụ quan trọng hỗ trợ quản lý, điều hành và phát triển đô thị theo hướng thông minh, bền vững. Theo TS Tạ Ngọc Bình - Trưởng Phòng Đầu tư và kinh tế số, Viện Kinh tế xây dựng (Bộ Xây dựng), Bản sao số đô thị là mô hình số tổng hợp, phản ánh đồng thời cấu trúc vật lý và các quá trình vận hành của đô thị trên môi trường số, được xây dựng trên nền dữ liệu thời gian thực.
Khác với các mô hình 3D tĩnh vốn chỉ phục vụ mục đích minh họa, Bản sao số cho phép mô phỏng, phân tích và dự báo các kịch bản phát triển đô thị, qua đó hỗ trợ cơ quan quản lý ra quyết định hiệu quả hơn trong điều hành và phân bổ nguồn lực. Nội hàm của Bản sao số đô thị bao trùm cả các yếu tố vật lý như công trình xây dựng, hệ thống giao thông, hạ tầng kỹ thuật, không gian ngầm, đồng thời tích hợp các yếu tố phi vật lý như dân số, kinh tế, môi trường và dòng di chuyển đô thị.
Điểm cốt lõi tạo nên tính “sống” của Bản sao số là dữ liệu. Các mô hình này được hình thành từ nguồn dữ liệu thu thập liên tục thông qua: hệ thống cảm biến IoT, camera, thiết bị định vị, cơ sở dữ liệu ngành và thông tin do người dân, doanh nghiệp cung cấp. Nhờ được cập nhật thường xuyên, mô hình Bản sao số luôn phản ánh sát thực trạng đô thị và có khả năng thích ứng với các biến động trong quá trình phát triển.
Mô hình Engineering Twin cho dự án hạ tầng tuyến ống, tích hợp dữ liệu thiết kế AutoCAD với nền tảng ArcGIS, cho phép kết nối bản vẽ kỹ thuật, dữ liệu không gian và hiện trạng thực địa trong một môi trường thống nhất, hỗ trợ phối hợp thiết kế, thi công và quản lý dự án hiệu quả.
Về nền tảng công nghệ, Bản sao số đô thị được xây dựng trên sự kết hợp của nhiều công nghệ lõi như hệ thống thông tin địa lý (GIS), mô hình thông tin công trình (BIM), trí tuệ nhân tạo (AI), dữ liệu lớn (Big Data), điện toán đám mây và các công nghệ mô phỏng, trực quan hóa 3D. Trong đó, GIS giữ vai trò nền tảng không gian, còn BIM cung cấp dữ liệu chi tiết về công trình và hạ tầng kỹ thuật, tạo cơ sở hình thành mô hình thông tin đô thị thống nhất.
TS Tạ Ngọc Bình nhấn mạnh, việc tích hợp BIM và GIS là điều kiện then chốt để xây dựng Bản sao số đô thị hoàn chỉnh. Nếu GIS giúp quản lý tổng thể không gian và bối cảnh đô thị, thì BIM cho phép quản lý chi tiết vòng đời công trình, từ quy hoạch, thiết kế, xây dựng đến vận hành, bảo trì. Sự tích hợp này giúp khắc phục tình trạng phân mảnh dữ liệu, bảo đảm quản lý đô thị theo cách tiếp cận đồng bộ, xuyên suốt.
Trong bối cảnh hiện nay, Bộ Xây dựng được giao nhiệm vụ chủ trì phát triển dữ liệu lớn về không gian đô thị trên nền hệ thống GIS, đồng thời đẩy mạnh ứng dụng GIS trong công khai quy hoạch xây dựng và quy hoạch đô thị. Mục tiêu dài hạn là từng bước hình thành hệ thống dữ liệu đô thị liên thông, hướng tới 100% đồ án quy hoạch đô thị có ứng dụng GIS, tạo nền tảng triển khai thí điểm Bản sao số tại một số đô thị lớn.
Trên cơ sở dữ liệu làm trung tâm, Bản sao số đô thị cho phép ứng dụng AI và Big Data để mô phỏng các kịch bản như ùn tắc giao thông, ngập lụt, gia tăng dân số hay nhu cầu hạ tầng. Qua đó, chính quyền đô thị có thể chủ động hơn trong điều hành, tối ưu hóa đầu tư hạ tầng và nâng cao chất lượng dịch vụ đô thị.
Cần được triển khai theo các bước rõ ràng
Từ góc nhìn quốc tế, bà Zoe Zhang - Quản lý kinh doanh mảng tư vấn thiết kế, xây dựng Esri châu Á - Thái Bình Dương cho rằng, việc kết nối các luồng thông tin rời rạc là yếu tố then chốt giúp Digital Twin phát huy hiệu quả. Khi dữ liệu được tích hợp, cập nhật và theo dõi xuyên suốt, Digital Twin không chỉ duy trì được tính “sống” mà còn hỗ trợ quản lý tiến độ thi công, vật liệu và các công đoạn xây dựng, góp phần rút ngắn thời gian thực hiện dự án.
Mô hình Construction Twin tại dự án Hinkley Point C (Anh), tích hợp bản đồ hiện trường 2D-3D, công cụ điều phối khu vực, ứng dụng hiện trường và bảng điều khiển dữ liệu, cho phép quản lý đồng thời hàng nghìn lao động, hàng trăm lớp thông tin và toàn bộ hoạt động thi công trong môi trường số thống nhất.
Theo bà Zoe Zhang, Digital Twin không đơn thuần là mô hình 3D để quan sát, mà là môi trường tương tác cho phép người dùng truy vấn dữ liệu, kiểm tra trạng thái công trình theo thời gian thực và hỗ trợ ra quyết định trực quan hơn. Trong cách tiếp cận này, GIS đóng vai trò nền tảng tích hợp trung tâm, kết nối BIM, IoT và các nguồn dữ liệu khác trong một môi trường thống nhất.
Đáng chú ý, chia sẻ về khung triển khai, ông Daniel Chantlos - Chuyên gia cao cấp mảng tư vấn thiết kế, xây dựng Esri châu Á - Thái Bình Dương cho rằng, Digital Twin là công nghệ phức tạp, cần được triển khai theo các bước rõ ràng. Trước hết là xác định mục tiêu và phạm vi áp dụng, tiếp đến là tổ chức thu nhận và quản lý dữ liệu từ nhiều nguồn trong một kiến trúc thống nhất, và cuối cùng là xây dựng môi trường tương tác dựa trên dữ liệu thời gian thực để phục vụ vận hành.
Thực tiễn cho thấy, Digital Twin đã được ứng dụng hiệu quả trong nhiều lĩnh vực như: quản lý sân bay, phân tích ngập lụt, quản lý tài sản hạ tầng và lập quy hoạch đô thị. Thông qua giám sát thời gian thực và phân tích dữ liệu, cơ quan quản lý có thể tối ưu hóa vận hành hạ tầng, tiết kiệm tài nguyên và nâng cao chất lượng dịch vụ công.
Có thể thấy, Bản sao số đô thị không chỉ là xu hướng công nghệ mà đang từng bước trở thành công cụ quản trị quan trọng. Việc tích hợp GIS và BIM, gắn với dữ liệu thời gian thực và mục tiêu quản lý cụ thể, sẽ quyết định hiệu quả triển khai Digital Twin, góp phần hướng tới phát triển đô thị thông minh, bền vững và có khả năng thích ứng cao.