Ứng dụng trí tuệ nhân tạo cảnh báo ngập úng

TMO - Các nhà khoa học tại Đài Khí tượng thủy văn khu vực Nam Bộ đã hoàn thành nhiệm vụ nghiên cứu khoa học cấp thành phố về dùng trí tuệ nhân tạo (AI) để dự báo ngập lụt đô thị, đưa ra mô hình dự báo, cảnh báo về tình trạng úng ngập có thể xảy ra sau mưa tại TP.HCM. 

Công trình khoa học “ Nghiên cứu, xây dựng và triển khai thử nghiệm hệ thống cảnh báo sớm ngập lụt đô thị dựa trên nền tảng trí tuệ nhân tạo tại TP.HCM” đã được Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM nghiệm thu. Trong hơn 2 năm triển khai đề tài này, nhóm các nhà khoa học đã Thiết lập hệ thống dữ liệu lớn về vùng ngập lụt, mức độ ngập lụt, thời gian ngập lụt (ở cả 3 hình thái ngập do mưa lớn, ngập do triều cường, ngập do mưa lớn kết hợp triều cường) trong nhiều năm qua tại TP.HCM. Sau đó, các nhà khoa học đã dùng phương pháp “máy học” để “dạy” AI phân tích, nhận định mưa thế nào, trong bao lâu; nước triều dâng cao bao nhiêu thì vùng nào sẽ ngập, trong thời gian bao lâu…

Nhóm còn dùng phương pháp “phân tích thị giác” để AI có thể nhận hình ảnh từ camera giao thông, an ninh, ảnh do người dân tại hiện trường chụp và gửi về hệ thống để nhận biết và nhận định, dự báo định hướng vùng ngập, mức ngập và thời gian ngập. Kết quả thu được  hoàn thiện chức năng của hệ thống dự báo mưa độ phân giải cao (3km), thời đoạn ngắn (từ 0-6 giờ, tối đa 24 giờ) và dự báo mực nước tại thành phố Hồ Chí Minh.

Các nhà khoa học tại Đài Khí tượng thủy văn khu vực Nam Bộ đã nghiên cứu, đưa ra mô hình dự báo, cảnh báo về tình trạng úng ngập có thể xảy ra sau mưa tại TP.HCM (Ảnh minh họa). 

Với những hình ảnh số hóa thu nhận được và dữ liệu mưa ngập nhiều năm qua, nhóm sử dụng các thuật toán so sánh "hình ảnh gốc" với các "mốc marker" tại hiện trường để xác định mức ngập tương ứng, từ đó tạo dữ liệu nền giúp phần mềm AI nhận biết thế nào là ngập; với lượng mưa thế này, thời gian ngập sẽ kéo dài bao lâu…

Với việc triển khai thực tế cho thấy, AI đã giúp hệ thống đưa ra dự báo khá tốt các trận mưa lớn xuất hiện trên khu vực Nam Bộ, thành phố Hồ Chí Minh và thành phố Thủ Đức. Đặc biệt, nhóm đã “huấn luyện AI bằng mô hình RainNet để tính toán và ước lượng mưa từ ảnh radar Nhà Bè với dữ liệu dùng các tháng mùa mưa, từ tháng 5 đến tháng 11, cập nhật 10 phút/lần để đưa ra dự báo. Kết hợp các phương pháp, nhóm đã hoàn thiện hệ thống dự báo mưa hợp nhất giữa dự báo bằng công nghệ AI cho 3 giờ đầu và dự báo bằng mô hình WRF cho các giờ tiếp theo đến hết 24 giờ trên từng khu vực khá chính xác.

Các nhà khoa học đã xây dựng được 1.188 kịch bản ngập lụt có thể xảy ra trong tương lai tại vùng nghiên cứu; đồng thời thiết lập trang web và các ứng dụng trên mọi thiết bị cầm tay thông minh để thông báo bản đồ dự báo ngập, dự báo mưa và các cảnh báo ngập đến người dùng khi một vị trí ngập nào đó vượt ngưỡng theo cài đặt lộ trình của người sử dụng (bán kính 5km). 

Với việc triển khai nghiên cứu công trình khoa học trên, nhóm các nhà khoa học tại Đài Khí tượng thủy văn khu vực Nam Bộ đã vận hành thành công hệ thống cảnh báo ngập bằng camera giám sát cùng trọn bộ phần mềm quản lý ngập, thông tin ngập bằng WebGIS (bản đồ dữ liệu địa lý) và ứng dụng trên thiết bị di động thông qua sự phân tích, nhận biết của AI. Từ đó đưa ra dự báo, cảnh báo ngập, giúp tăng năng lực giám sát, vận hành và điều phối chống ngập của cơ quan chức năng. Cùng với đó, xây dựng công cụ trực quan tại địa chỉ http://chongngap hcm.info, vừa phục vụ dân sinh, vừa kết nối chung cho mô hình đô thị thông minh của TP.HCM.

NT