Khi viễn thám và trí tuệ nhân tạo thay đổi cách nhìn về biến đổi khí hậu ở Đồng bằng sông Hồng

Khi dữ liệu không còn theo kịp những tác động của khí hậu

Những năm gần đây, Đồng bằng sông Hồng liên tục phải đối mặt với nhiều biểu hiện ngày càng rõ nét của biến đổi khí hậu. Từ những đợt mưa cực đoan gây ngập úng trên diện rộng, tình trạng sụt giảm chất lượng đất canh tác, biến động nguồn nước, cho đến quá trình đô thị hóa diễn ra nhanh chóng, tất cả đều làm cho bức tranh về tài nguyên và môi trường thay đổi từng ngày. Trong khi đó, phần lớn các kết quả đánh giá hiện nay vẫn được xây dựng trên cơ sở điều tra hiện trường, tổng hợp số liệu thống kê và phân tích của chuyên gia. Đây là những phương pháp đã phát huy hiệu quả trong nhiều năm, nhưng đang bộc lộ những giới hạn khi phải theo dõi các quá trình biến động liên tục trên một vùng rộng hàng chục nghìn ki-lô-mét vuông.

Để hoàn thành một cuộc điều tra truyền thống, các đơn vị chuyên môn thường phải huy động nhiều đoàn khảo sát, tổ chức đo đạc ngoài thực địa, thu thập tài liệu từ nhiều ngành khác nhau rồi tổng hợp, chuẩn hóa và phân tích. Toàn bộ quy trình này có thể kéo dài từ nhiều tháng đến cả năm. Khi báo cáo hoàn thành, không ít thông tin trong đó đã thay đổi so với thực tế. Điều này đặc biệt rõ trong bối cảnh biến đổi khí hậu, khi chỉ sau một mùa mưa hoặc một đợt thiên tai, hiện trạng đất đai, nguồn nước hay lớp phủ bề mặt có thể đã khác rất nhiều so với thời điểm bắt đầu điều tra.

Không chỉ gặp khó khăn về thời gian, phương pháp truyền thống còn chịu tác động bởi sự phân tán của dữ liệu. Mỗi lĩnh vực như khí tượng thủy văn, đất đai, tài nguyên nước, nông nghiệp hay môi trường thường được quản lý bởi những hệ thống thông tin riêng, với tiêu chuẩn và chu kỳ cập nhật khác nhau. Việc kết nối các nguồn dữ liệu này để xây dựng một bức tranh tổng thể về mức độ tác động của biến đổi khí hậu vì vậy luôn là một thách thức lớn.

Chính từ thực tiễn đó, nhiều quốc gia đã chuyển dần sang mô hình quản lý dựa trên dữ liệu quan sát Trái đất, trong đó ảnh vệ tinh không còn đơn thuần là nguồn tư liệu minh họa mà trở thành nguồn dữ liệu chính để theo dõi những biến động của môi trường. Việt Nam cũng đang đứng trước cơ hội thực hiện bước chuyển này thông qua việc triển khai Dự án "Ứng dụng công nghệ viễn thám và các phương pháp số trong đánh giá tác động, tính dễ bị tổn thương do biến đổi khí hậu và đề xuất các giải pháp thích ứng nhằm phát triển bền vững vùng Đồng bằng sông Hồng". Theo thuyết minh dự án, mục tiêu không chỉ là xây dựng các bộ bản đồ chuyên đề mà còn hình thành cơ sở dữ liệu không gian thống nhất, tích hợp dữ liệu viễn thám, dữ liệu khí tượng thủy văn và các nguồn thông tin chuyên ngành để tạo nền tảng cho hệ thống hỗ trợ ra quyết định và cập nhật thường xuyên. 

Điều đáng chú ý là sự thay đổi này không đơn thuần là thay thế một công cụ bằng công cụ khác. Nó phản ánh một sự chuyển dịch căn bản trong cách tiếp cận: từ việc "đi tìm dữ liệu" sang "để dữ liệu chủ động phản ánh những gì đang diễn ra"; từ đánh giá theo từng đợt sang giám sát liên tục; từ các báo cáo tĩnh sang những nền tảng thông tin có khả năng cập nhật gần như theo thời gian thực. Khi đó, công nghệ viễn thám, trí tuệ nhân tạo và dữ liệu lớn không chỉ giúp rút ngắn thời gian xử lý mà còn tạo điều kiện để các cơ quan quản lý nhận diện sớm xu thế biến động, từ đó chủ động hơn trong xây dựng các giải pháp thích ứng với biến đổi khí hậu.

Công nghệ số đang thay đổi cách đánh giá biến đổi khí hậu

Nếu như trước đây, việc xây dựng một bức tranh tổng thể về tác động của biến đổi khí hậu đòi hỏi hàng trăm cán bộ kỹ thuật phải thực hiện điều tra ngoài thực địa trong nhiều tháng thì ngày nay, phần lớn thông tin đó có thể được thu nhận từ các hệ thống vệ tinh quan sát Trái đất kết hợp với trí tuệ nhân tạo và các nền tảng phân tích dữ liệu không gian. Đây cũng chính là điểm khác biệt lớn nhất trong giải pháp công nghệ mà dự án hướng tới: thay vì xem viễn thám chỉ là công cụ hỗ trợ điều tra, dự án coi dữ liệu quan sát Trái đất là nguồn thông tin trung tâm, kết nối với cơ sở dữ liệu khí tượng thủy văn, đất đai, tài nguyên nước, kinh tế - xã hội và các mô hình phân tích số để tạo thành một hệ thống đánh giá tổng hợp. 

Sự thay đổi này mang ý nghĩa lớn bởi biến đổi khí hậu là một quá trình diễn ra liên tục. Mực nước thay đổi từng ngày, lớp phủ thực vật biến động theo mùa, đất nông nghiệp chịu tác động của hạn hán hoặc ngập úng sau từng đợt thời tiết cực đoan, trong khi tốc độ đô thị hóa làm thay đổi nhanh chóng bề mặt tự nhiên. Nếu chỉ dựa vào các cuộc điều tra định kỳ, rất khó phản ánh đầy đủ những biến động đó. Ngược lại, ảnh vệ tinh được cập nhật liên tục từ nhiều hệ thống quan sát khác nhau cho phép theo dõi sự thay đổi trên toàn bộ vùng Đồng bằng sông Hồng trong cùng một thời điểm, tạo ra nguồn dữ liệu đồng nhất cả về không gian lẫn thời gian.

Điểm đáng chú ý là dự án không dừng lại ở việc thu nhận dữ liệu. Giá trị thực sự nằm ở khả năng tự động xử lý và phân tích. Trí tuệ nhân tạo được sử dụng để nhận dạng các biến động lớp phủ, xác định khu vực có nguy cơ cao, phân tích xu hướng biến đổi và hỗ trợ xây dựng các bản đồ đánh giá tác động cũng như bản đồ tính dễ bị tổn thương. Trong khi đó, hệ thống thông tin địa lý (GIS) đóng vai trò như "bộ não" tích hợp, giúp chồng xếp hàng chục lớp thông tin khác nhau để tạo ra cái nhìn toàn diện về mối quan hệ giữa điều kiện tự nhiên, hạ tầng, dân cư và các tác động của biến đổi khí hậu. Kết quả cuối cùng không chỉ là những bản đồ chuyên đề mà còn là nền tảng WebGIS và hệ thống hỗ trợ ra quyết định (Decision Support System - DSS), cho phép cơ quan quản lý khai thác dữ liệu trực tuyến và cập nhật thường xuyên thay vì phải chờ các báo cáo tổng hợp theo từng năm. Đây cũng là một trong những mục tiêu quan trọng được xác định trong hồ sơ dự án. 

Để thấy rõ hơn sự khác biệt giữa hai cách tiếp cận, có thể so sánh như sau:

Điều đó cho thấy công nghệ số không chỉ giúp "làm nhanh hơn" mà còn thay đổi cách thức tạo lập tri thức phục vụ quản lý. Từ chỗ phải chờ đủ dữ liệu mới bắt đầu phân tích, hệ thống có thể cập nhật liên tục và phản ánh gần như ngay lập tức những biến động đang diễn ra.

Không chỉ hiện đại, giải pháp còn có tính khả thi cao

Một trong những băn khoăn thường gặp khi đề cập đến các công nghệ như AI, dữ liệu lớn hay WebGIS là liệu chúng có thực sự phù hợp với điều kiện Việt Nam hay không. Thực tế cho thấy, nhiều yếu tố nền tảng để triển khai đã được hình thành trong những năm gần đây.

Thứ nhất là nguồn dữ liệu. Việt Nam hiện có thể khai thác ổn định các nguồn ảnh vệ tinh miễn phí như Sentinel, Landsat cùng với nhiều nguồn dữ liệu thương mại có độ phân giải rất cao khi cần thiết. Song song với đó là hệ thống cơ sở dữ liệu về đất đai, khí tượng thủy văn, tài nguyên nước, rừng và môi trường đang từng bước được số hóa. Theo nội dung thuyết minh, dự án cũng xác định việc tận dụng các nguồn dữ liệu hiện có để xây dựng cơ sở dữ liệu không gian thống nhất thay vì phát triển một hệ thống hoàn toàn mới. 

Thứ hai là năng lực công nghệ trong nước đã có bước tiến rõ rệt. Nếu như cách đây khoảng mười năm, nhiều công đoạn xử lý ảnh vệ tinh vẫn phụ thuộc đáng kể vào phần mềm và chuyên gia nước ngoài thì hiện nay, nhiều cơ quan nghiên cứu, trường đại học và doanh nghiệp trong nước đã làm chủ các công nghệ xử lý ảnh, học máy, trí tuệ nhân tạo và phát triển nền tảng WebGIS. Một số kết quả nghiên cứu trước đây về tự động trích xuất thông tin từ dữ liệu viễn thám cũng tạo tiền đề để dự án kế thừa, rút ngắn thời gian phát triển và giảm chi phí đầu tư. 

Bên cạnh những thuận lợi, dự án cũng đặt ra yêu cầu mới đối với công tác quản lý. Khi dữ liệu được cập nhật liên tục từ nhiều nguồn khác nhau, điều quan trọng không còn là thu thập được bao nhiêu dữ liệu mà là xây dựng cơ chế chia sẻ, chuẩn hóa và khai thác hiệu quả. Điều này đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan quản lý tài nguyên, môi trường, khí tượng thủy văn, nông nghiệp và chính quyền địa phương để hình thành một hệ sinh thái dữ liệu thống nhất.

Có thể thay thế hoàn toàn phương pháp truyền thống?

Đây có lẽ là câu hỏi được nhiều người quan tâm nhất khi nói đến chuyển đổi số trong quản lý tài nguyên và môi trường. Câu trả lời là chưa thể thay thế hoàn toàn, nhưng hoàn toàn có khả năng thay thế phần lớn những công đoạn tốn thời gian và nguồn lực nhất.

Điều tra hiện trường vẫn giữ vai trò đặc biệt quan trọng trong việc kiểm chứng kết quả, hiệu chỉnh mô hình và bổ sung những thông tin mà vệ tinh chưa thể quan sát trực tiếp. Tuy nhiên, thay vì phải khảo sát trên diện rộng như trước đây, công tác thực địa có thể chuyển sang hình thức điều tra chọn mẫu, tập trung vào những khu vực mà hệ thống phân tích tự động xác định có biến động hoặc có nguy cơ cao. Cách tiếp cận này vừa giảm đáng kể chi phí, vừa nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn nhân lực.

Quan trọng hơn, việc tích hợp viễn thám, AI và dữ liệu không gian sẽ giúp chuyển đổi mô hình quản lý từ bị động sang chủ động. Thay vì chỉ biết điều gì đã xảy ra sau khi hoàn thành điều tra, cơ quan quản lý có thể theo dõi xu hướng biến động theo thời gian, nhận diện sớm các khu vực có nguy cơ và xây dựng các kịch bản ứng phó trước khi rủi ro trở thành hiện thực. Đây chính là giá trị mà các phương pháp truyền thống rất khó đạt được.

Hướng tới một nền quản lý tài nguyên dựa trên dữ liệu

Nếu được triển khai thành công, dự án không chỉ tạo ra một bộ bản đồ hay một cơ sở dữ liệu mới. Giá trị lâu dài hơn là hình thành nền tảng số phục vụ quản lý biến đổi khí hậu theo hướng hiện đại, trong đó dữ liệu được cập nhật thường xuyên, các mô hình phân tích được vận hành liên tục và thông tin có thể chia sẻ tới nhiều cấp quản lý cũng như các ngành liên quan.

Trong bối cảnh chuyển đổi số quốc gia đang được đẩy mạnh, cách tiếp cận này có ý nghĩa vượt ra ngoài phạm vi của riêng Đồng bằng sông Hồng. Những quy trình công nghệ, mô hình tích hợp dữ liệu và nền tảng phân tích được xây dựng từ dự án hoàn toàn có thể mở rộng để phục vụ giám sát tài nguyên đất, tài nguyên nước, rừng, đa dạng sinh học, thiên tai hay phát thải khí nhà kính ở các vùng khác của cả nước. Điều đó cũng đồng nghĩa với việc đầu tư cho viễn thám và các phương pháp số không chỉ nhằm giải quyết một bài toán trước mắt, mà còn góp phần hình thành hạ tầng dữ liệu và tri thức phục vụ phát triển bền vững trong dài hạn.

Ở góc độ rộng hơn, giá trị lớn nhất của dự án không nằm ở việc áp dụng thêm một công nghệ mới, mà ở sự thay đổi tư duy quản lý. Khi dữ liệu trở thành nền tảng của mọi quyết định, khi những biến động của tài nguyên và môi trường được theo dõi gần như theo thời gian thực, các chính sách ứng phó với biến đổi khí hậu sẽ có cơ sở khoa học vững chắc hơn, đồng thời tạo điều kiện để các nguồn lực đầu tư được sử dụng đúng nơi, đúng thời điểm và hiệu quả hơn. Đây cũng là xu hướng mà nhiều quốc gia đang theo đuổi trong quá trình xây dựng hệ thống quản trị tài nguyên và môi trường thông minh dựa trên dữ liệu số.