WebGIS – nền tảng quan trọng của chuyển đổi số và bản sao số tài nguyên nước
Trong những năm gần đây, chuyển đổi số đã trở thành một xu thế tất yếu trong hầu hết các lĩnh vực quản lý, sản xuất và đời sống. Đối với lĩnh vực tài nguyên nước, thủy lợi, phòng chống thiên tai, quy hoạch lưu vực sông, vận hành hồ chứa hay cảnh báo ngập lũ, chuyển đổi số không chỉ là việc đưa dữ liệu lên máy tính, mà quan trọng hơn là phải biến dữ liệu thành thông tin, biến thông tin thành tri thức, và từ đó hỗ trợ tốt hơn cho công tác quản lý, điều hành và ra quyết định.
Trong quá trình đó, WebGIS giữ một vai trò rất quan trọng.
WebGIS không đơn thuần là một bản đồ số trên nền web. WebGIS là một không gian tích hợp dữ liệu, mô hình tính toán, thông tin không gian, thông tin thời gian và các công cụ phân tích. Trên nền tảng WebGIS, người sử dụng có thể nhìn thấy dữ liệu trên bản đồ, truy vấn thông tin, so sánh các kịch bản, theo dõi diễn biến theo thời gian và hỗ trợ ra quyết định một cách trực quan hơn.
Đối với lĩnh vực tài nguyên nước và thủy lợi, hầu hết các đối tượng quản lý đều gắn với không gian: lưu vực sông, hồ chứa, trạm đo mưa, trạm thủy văn, hệ thống kênh rạch, vùng tưới, vùng ngập, đê bao, ô bao, công trình điều tiết, vùng cấp nước, vùng tiêu thoát nước. Nếu các dữ liệu này chỉ nằm rời rạc trong các bảng tính, báo cáo giấy hoặc bản vẽ tĩnh thì rất khó khai thác hiệu quả. Nhưng khi được đưa lên WebGIS, các dữ liệu đó sẽ được đặt đúng vào vị trí không gian của nó, gắn với thời gian, gắn với thông tin thuộc tính và có thể phân tích trong một hệ thống thống nhất.
Đó là lý do vì sao cần xây dựng WebGIS.
WebGIS giúp thay đổi cách chúng ta tiếp cận dữ liệu. Trước đây, muốn hiểu một hệ thống hồ chứa, một lưu vực sông hay một vùng ngập, chúng ta thường phải mở nhiều loại tài liệu khác nhau: bản đồ, bảng số liệu, báo cáo thuyết minh, file tính toán, biểu đồ, quy trình vận hành. Mỗi loại dữ liệu nằm ở một nơi, do một nhóm người quản lý, rất khó kết nối với nhau. Với WebGIS, tất cả có thể được tổ chức lại trên một nền tảng chung. Người quản lý có thể nhìn thấy vị trí hồ chứa, dung tích, mực nước, lưu lượng đến, lưu lượng xả, vùng hạ du bị ảnh hưởng, trạm quan trắc liên quan và các kịch bản vận hành ngay trên cùng một hệ thống.
WebGIS cũng giúp cho công tác quản lý trở nên minh bạch và dễ kiểm tra hơn. Khi dữ liệu được chuẩn hóa, cập nhật và hiển thị trực quan, người sử dụng có thể nhanh chóng phát hiện bất thường, so sánh giữa các thời kỳ, đánh giá mức độ rủi ro và kiểm chứng kết quả tính toán. Điều này đặc biệt quan trọng trong các lĩnh vực có tính biến động cao như dự báo lũ, vận hành hồ chứa, cảnh báo ngập, cân bằng nước mùa kiệt, xâm nhập mặn, suy giảm nguồn nước dưới đất hoặc phân bổ nguồn nước theo lưu vực.
Một giá trị rất lớn khác của WebGIS là khả năng kết nối giữa quản lý và mô hình tính toán. WebGIS không chỉ để xem bản đồ, mà còn có thể trở thành giao diện trực quan của các mô hình. Ví dụ, trong một hệ thống cân bằng nước lưu vực sông, WebGIS có thể hiển thị mạng sông, hồ chứa, vùng tưới, nhu cầu nước, dòng chảy môi trường, dòng chảy đến, dòng chảy sau điều tiết và kết quả phân bổ nước theo từng thời đoạn. Trong một hệ thống dự báo lũ, WebGIS có thể hiển thị mực nước dự báo, mực nước quan trắc, mức cảnh báo, vùng ngập, ô bao có nguy cơ tràn hoặc vỡ. Trong một hệ thống nước dưới đất, WebGIS có thể hiển thị tầng chứa nước, giếng quan trắc, mực nước, chất lượng nước, vùng khai thác và vùng có nguy cơ suy thoái.
Từ đây có thể thấy, WebGIS chính là một bước nền rất quan trọng để tiến tới xây dựng bản sao số, hay còn gọi là digital twin.
Digital twin không phải là một khái niệm xa vời. Hiểu một cách đơn giản, đó là một phiên bản số của hệ thống thực. Đối với tài nguyên nước, bản sao số có thể là bản sao số của một lưu vực sông, một hệ thống hồ chứa, một vùng tưới, một đô thị ngập nước, một vùng ven biển, một tầng chứa nước hoặc một hệ thống công trình thủy lợi. Bản sao số đó cần có dữ liệu không gian, dữ liệu thời gian thực hoặc gần thời gian thực, mô hình mô phỏng, công cụ dự báo, kịch bản vận hành và giao diện hỗ trợ ra quyết định. WebGIS chính là lớp nền trực quan để các thành phần đó kết nối với nhau.
Nếu không có WebGIS, digital twin rất dễ chỉ dừng lại ở các mô hình tính toán rời rạc hoặc các bảng dữ liệu phức tạp. Nhưng khi có WebGIS, bản sao số trở nên dễ hiểu hơn, dễ sử dụng hơn và gần hơn với thực tiễn quản lý. Người quản lý không cần chỉ nhìn vào những con số khô khan, mà có thể nhìn thấy hệ thống đang vận động trên bản đồ: nước đang đến từ đâu, chảy qua đâu, tích lại ở đâu, vùng nào có nguy cơ thiếu nước, vùng nào có nguy cơ ngập, công trình nào cần chú ý, trạm nào vượt ngưỡng, kịch bản nào an toàn hơn.
Trong xu thế tương lai, WebGIS sẽ ngày càng quan trọng hơn vì dữ liệu ngày càng nhiều, yêu cầu quản lý ngày càng phức tạp và biến đổi khí hậu ngày càng tạo ra nhiều tình huống cực đoan. Các quyết định về tài nguyên nước, thủy lợi, phòng chống thiên tai và phát triển vùng không thể chỉ dựa vào kinh nghiệm riêng lẻ, mà cần dựa trên dữ liệu, mô hình, phân tích không gian và các kịch bản có cơ sở khoa học. WebGIS giúp đưa các yếu tố đó vào một nền tảng chung, dễ tiếp cận và dễ chia sẻ.
Tương lai của WebGIS không chỉ là bản đồ đẹp hơn, mà là hệ thống thông minh hơn. WebGIS sẽ kết nối với cơ sở dữ liệu lớn, cảm biến quan trắc, ảnh viễn thám, mô hình thủy văn – thủy lực, mô hình cân bằng nước, mô hình nước dưới đất, trí tuệ nhân tạo và các công cụ cảnh báo sớm. Khi đó, WebGIS có thể không chỉ trả lời câu hỏi “ở đâu có vấn đề”, mà còn hỗ trợ trả lời các câu hỏi quan trọng hơn: vì sao có vấn đề, xu thế sắp tới là gì, phương án nào tốt hơn, nếu vận hành theo kịch bản này thì vùng nào bị ảnh hưởng, nếu thiếu nước thì ưu tiên cấp nước ra sao, nếu lũ lên thì ô bao nào có nguy cơ cao nhất.
Đối với công tác quy hoạch, WebGIS cũng có ý nghĩa rất lớn. Quy hoạch không chỉ là một tập báo cáo và bản đồ tĩnh. Quy hoạch trong thời đại số cần có khả năng cập nhật, kiểm tra, giám sát và điều chỉnh. Một WebGIS quy hoạch tốt có thể giúp lưu trữ các lớp thông tin nền, hiện trạng, định hướng phát triển, công trình đề xuất, vùng rủi ro, vùng bảo vệ, vùng hạn chế khai thác, vùng ưu tiên đầu tư. Khi đó, quy hoạch không còn là tài liệu nằm trên giá sách, mà trở thành một hệ thống sống, có thể khai thác, cập nhật và phục vụ quản lý thường xuyên.
Từ những dự án WebGIS đang từng bước xây dựng như WebGIS vận hành hồ chứa, WebGIS dự báo lũ Đồng bằng sông Cửu Long, WebGIS mô hình cân bằng nước lưu vực sông, WebGIS nước dưới đất hay các hệ thống mẫu quản lý dữ liệu không gian, có thể thấy đây không chỉ là những thử nghiệm kỹ thuật. Đây là cách tiếp cận mới để từng bước hình thành nền tảng chuyển đổi số cho lĩnh vực tài nguyên nước và thủy lợi.
Làm WebGIS lúc đầu có thể vất vả. Dữ liệu còn thiếu, dữ liệu chưa đồng bộ, mô hình còn phải hoàn thiện, giao diện còn phải chỉnh sửa, quy trình cập nhật còn phải chuẩn hóa. Nhưng nếu không bắt đầu từ những hệ thống cụ thể, chúng ta sẽ rất khó đi đến những nền tảng lớn hơn. Chuyển đổi số không thể chỉ bắt đầu bằng khẩu hiệu. Chuyển đổi số phải bắt đầu từ dữ liệu thật, bài toán thật, nhu cầu quản lý thật và những công cụ có thể dùng được trong thực tế.
WebGIS vì vậy không chỉ là một sản phẩm công nghệ. WebGIS là một cách tư duy mới trong quản lý tài nguyên nước: tư duy theo không gian, theo thời gian, theo hệ thống và theo dữ liệu. Đó cũng là con đường cần thiết để tiến tới xây dựng các bản sao số phục vụ quản lý lưu vực sông, vận hành công trình, cảnh báo thiên tai, quy hoạch phát triển và bảo đảm an ninh nguồn nước trong tương lai.
Có thể nói, WebGIS là một trong những viên gạch nền quan trọng của chuyển đổi số ngành tài nguyên nước và thủy lợi. Ai làm chủ được dữ liệu không gian, mô hình tính toán và nền tảng WebGIS, người đó sẽ có lợi thế rất lớn trong quản lý, dự báo, quy hoạch và ra quyết định. Trong bối cảnh mới, khi yêu cầu quản lý ngày càng cao, thiên tai ngày càng khó lường và nguồn nước ngày càng chịu nhiều sức ép, việc xây dựng WebGIS không còn là việc nên làm, mà là việc cần phải làm.
Và quan trọng hơn, phải bắt đầu làm từ hôm nay.