Bài viết Xây dựng hệ thống 3D WebGIS mã nguồn mở và thử nghiệm biểu diễn trực quan kịch bản ngập lụt trình bày việc xây dựng và thử nghiệm thành công ứng dụng 3D WebGIS biểu diễn trực quan hóa kịch bản ngập lụt trên mô hình 3D.
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 XÂY DỰNG HỆ THỐNG 3D WEBGIS MÃ NGUỒN MỞ VÀ THỬ NGHIỆM BIỂU DIỄN TRỰC QUAN KỊCH BẢN NGẬP LỤT Lã Phú Hiến Trường Đại học Thủy lợi, email: laphuhien@tlu.edu.vn GIỚI THIỆU Lũ lụt tai biến thiên nhiên phổ biến giới gây thiệt hại đáng kể người tài sản hàng năm Ở Việt Nam, theo thống kê Ban Chỉ đạo T.Ư phòng, chống thiên tai, nửa đầu năm 2019, có đợt mưa lũ, làm hàng chục người chết tích, gây thiệt hại cho hàng nghìn ngơi nhà, hàng chục nghìn héc ta lúa hoa màu bị ảnh hưởng… Theo phương pháp truyền thống, việc đánh giá nguy ngập lụt thiệt hại gây dựa việc phân tích đồ phân vùng ngập lụt Tuy nhiên, đồ đồ tĩnh, cung cấp thơng tin Với phát triển công nghệ 3D WebGIS, kịch ngập lụt thể hiển thị trực quan hơn, giúp cơng tác phân tích, đánh giá ảnh hưởng tác động ngập lụt dễ dàng xác Hơn nữa, với kết nốt internet, thơng tin ngập lụt dạng 3D dễ dàng chia sẻ, kết nối lúc, nơi (Wu et al 2012; Van Ackere et al., 2016; Herman et al., 2017; Reyes and Chen, 2017) Như thấy rằng, 3D WebGIS cơng cụ hiệu công tác mô tượng diễn mơ hình 3D Do đó, nghiên cứu thử nghiệm xây dựng ứng dụng 3D WebGIS dựa thư viện CesiumJS công cụ mã nguồn 3DCityDB nhằm mục đích biểu diễn trực quan kịch ngập lụt (đã xây dựng sẵn), đồng thời thảo luận hướng nghiên cứu tương lai chủ đề XÂY DỰNG ỨNG DỤNG 3D WEBGIS DIỂU DIỄN TRỰC QUAN HÓA KỊCH BẢN NGẬP LỤT 2.1 Quy trình xây dựng ứng dụng 3D WebGIS Trình duyệt web Bản đồ Ảnh Mơ hình 3D CityGML JSON, Gltf Kịch bản ngập lụt Máy chủ Hình Quy trình xây dựng ứng dụng 3D WebGIS trực quan hóa kịch ngập lụt Quy trình xây dựng ứng dụng 3D WebGIS diểu diễn trực quan hóa kịch ngập lụt minh họa Hình 1, gồm: Xây dựng mơ hình 3D định dạng CityGML từ nguồn liệu không gian đồ, ảnh; Chuyển mơ hình 3D sang định dạng KML/ COLLADA/ JSON/ GlTF; Tùy biến giao diện ứng dụng; Biểu diễn trực quan mơ hình 3D kịch ngập lụttrên web thư viện CesiumJS 2.2 Xây dựng mơ hình 3D chuyển đổi liệu Mơ hình 3D thành phố xây dựng từ loại đồ, ảnh vệ tinh, ảnh hàng không, hay ảnh chụp từ phương tiện bay không người lái (UAV) Cơng tác 783 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 tiến hành phần mềm đồ họa Sketchup, 3DS Max, AutoCAD, ArcGIS, v.v… Tiếp theo, mô hình 3D cần chuyển sang định dạng CityGML Để hiển thị ứng dụng 3D WebGIS, mơ hình 3D cần chuyển sang định dạng JSON/KML Gltf công cụ 3DCityDB-Importer Exporter 2.3 Xây dựng ứng dụng 3D WebGIS trực quan hóa kịch ngập lụt Hình Giao diện ứng dụng 3D WebGIS Ứng dụng 3D WebGIS xây dựng dựa thư viện CesiumJS (https://cesiumjs.org/) công cụ mã nguồn mở 3DcityDB (https://www.3dcitydb.org/3dcitydb/) Giao diện tính ứng dụng tùy chỉnh dựa gói thư viện có sẵn công cụ 3DCityDB Kịch ngập lụt tính tốn dựa mơ hình thủy động lực học mơ hình MIKE, MIKE FLOOD, TELMAX (Nguyễn Hồng Quân, 2013), vùng ngập lụt sau chuyển sang định dạng liệu JSON vàđược hiển thị ứng dụng 3D WebGIS dựa vào độ cao mực nước dâng tính tốn Ứng dụng 3D WebGIS thiết kế để hiển thị trực quan mơ hình 3D với kịch ngập lụt nhiều loại đồ khác Open Street Map (OSM), ảnh vệ tinh Hình Mơ hình 3D khu dân cư Thổ Sơn KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN Ứng dụng 3D WebGIS sau tùy chỉnh có giao diện Hình Ứng dụng có tính chính: (1) Hiển thị trực quan mơ hình 3D thành phố kịch ngập lụt; (2) Thêm bớt lớp liệu để đánh giá vùng ảnh hưởng kịch ngập lụt nhiều đối tượng khác nhau; (3) Hiển thị liệu nhiều loại đồ Để thử nghiệm thực tế, mơ hình 3D khu dân cư khu vực thôn Thổ Sơn, xã Nam Sơn, huyện Sóc Sơn, thành phố Hà Nội xây dựng từ liệu ảnh Google Earth Sau chuyển sang định dạng JSON biểu diễn ứng dụng 3D WebGIS Hình Hình Kịch ngập lụt mơ hình 3D Một kịch ngập lụt giả lập hiển thị mơ hình 3D minh họa Hình Có thể nhìn thấy rõ ràng khu vực bị ảnh hưởng ngập lụt, khu vực có độ cao lớn khơng bị ảnh hưởng Ngoài ra, kịch ngập lụt thể mơ hình 3D, người xem dễ dàng quan sát mực nước dâng cao tới đâu Dựa vào đánh giá sơ này, quyền đề giải pháp ứng 784 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 phó với kịch khác Hơn nữa, ngày thiết bị thơng minh có kết nối internet phổ biến, người dùng truy cập ứng dụng gần lúc, nơi Do đó, quyền dễ dàng quản lý công bố kịch ngập lụt tới người dân Mặc dù, ứng dụng 3D WebGIS xây dựng có khả biểu diễn trực quan mơ hình 3D thành phố kèm với kịch ngập lụt Ứng dụng chưa cho phép tiến hành phép phân tích, đánh giá thiệt hại, hay lập báo cáo trực tiếp ứng dụng Ngoài ra, kịch ngập lụt phải tính tốn mơ hình thủy văn/ thủy lực trước đưa vào ứng dụng Điều làm hạn chế khả áp dụng vào thực tế Thực tế, ứng dụng kết nối với phần mềm cài đặt máy chủ, có sẵn công cụ mô tượng theo thời gian Do đó, vể mặt lý thuyết hồn tồn có khả lập kịch ngập lụt thông qua thông số mà người dùng cung cấp Tuy nhiên, để làm điều này, cần phải thiết lập phần mềm mô ngập lụt máy chủ, sau chạy mơ hình mơ phỏng, phần mềm gửi kết để hiển thị ứng dụng 3D WebGIS Nếu cung cấp tính này, bước đột phá công tác ứng phó ngập lụt nói riêng ứng phó với biến đổi khí hậu nói chung KẾT LUẬN Bài báo xây dựng thử nghiệm thành công ứng dụng 3D WebGIS biểu diễn trực quan hóa kịch ngập lụt mơ hình 3D Với ưu điểm cung cấp nhìn trực quan kịch ngập lụt, với khả truy cập lúc, nơi, ứng dụng cho phép người dân, quan quản lý dễ dàng đánh giá sơ tác động ngập lụt, từ có giải pháp ứng phó phù hợp Tuy nhiên, ứng dụng giai đoạn thử nghiệm ban đầu, cịn nhiều vấn đề cần hồn thiện để áp dụng vào thực tế Trong tương lai, cần nghiên cứu hồn thiện chức phân tích không gian, đánh giá thiệt hại ngập lụt gây ra, mô trực tiếp diễn biến ngập lụt dựa liệu đầu vào người dùng cung cấp giao diện ứng dụng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Herman, L., et al 2017 Flood modellingand visualizations of floods through 3D open data In: Environmental Software Systems Computer Science for Environmental Protection: 12th IFIP WG 5.11 International Symposium,ISESS 2017, Zadar, Croatia, May 10-12, 2017, Proceedings12, Springer, pp 139–149 [2] Nguyễn Hồng Quân 2013 Một số phương pháp xây dựng đồngập lũ tỉnh Long An điều kiện biến đổi khí hậu mực nước biển dâng Tạp chí Phát triển KH & CN, Tập 16, Số M1, Trang 32-38 [3] Reyes, M E P and Chen, S.-C 2017 A 3D virtual environmentfor storm surge flooding animation In: 2017 IEEE third international conference on multimedia big data (BigMM), IEEE,pp 244–245 [4] Van Ackere, S., et al 2016 Development of a 3D dynamicflood Web GIS visualisation tool Flood Risk Management andResponse, p 106 [5] Wu, B P., et al 2012 Web-based 3D visualization of dam safety monitoring Advanced MaterialsResearch, Vol 594, pp 2927–2931 785 ... 2.3 Xây dựng ứng dụng 3D WebGIS trực quan hóa kịch ngập lụt Hình Giao diện ứng dụng 3D WebGIS Ứng dụng 3D WebGIS xây dựng dựa thư viện CesiumJS (https://cesiumjs.org/) công cụ mã nguồn mở 3DcityDB... vùng ngập lụt sau chuyển sang định dạng liệu JSON và? ?ược hiển thị ứng dụng 3D WebGIS dựa vào độ cao mực nước dâng tính tốn Ứng dụng 3D WebGIS thiết kế để hiển thị trực quan mơ hình 3D với kịch ngập. .. ứng dụng 3D WebGIS xây dựng có khả biểu diễn trực quan mơ hình 3D thành phố kèm với kịch ngập lụt Ứng dụng chưa cho phép tiến hành phép phân tích, đánh giá thiệt hại, hay lập báo cáo trực tiếp