Sự chuyển đổi môi trường sống và làm việc của con người thông qua sử dụng công nghệ thông tin (CNTT) mở ra cơ hội mới, để định hướng và quản lý sự phát triển đô thị bền vững. Điều này cho phép tầm nhìn quản lý có hệ thống, hiệu quả môi trường đô thị và các tương tác phối hợp với con người, đất đai, năng lượng, biến số môi trường và tài nguyên thiên nhiên.
Phải có kết hợp hiệu quả với sự phức tạp của môi trường cơ sở dữ liệu của từng tòa nhà, thường được lưu trữ trong nền tảng CAD hoặc BIM.
Về mặt chức năng, một môi trường cơ sở dữ liệu có thể cung cấp hệ thống truy xuất có cấu trúc và lưu trữ toàn diện để nắm bắt các đối tượng không gian, địa lý, đồ họa, dữ liệu liên quan được liên kết trực tiếp hoặc theo phân cấp với nhau. Tuy nhiên, các quy tắc tham gia yêu cầu xem xét định dạng dữ liệu, quy tắc và giao thức hướng dẫn, cũng như môi trường điện toán truy vấn, phân tích để trích xuất, trình bày thông tin từ “cơ sở dữ liệu”. Hệ thống cơ sở dữ liệu cho phép và hỗ trợ các công việc quan trọng liên quan đến môi trường xây dựng hiện tại, trong quá khứ và tương lai. Cần phải xây dựng hệ thống và tiêu chuẩn đi kèm, để đáp ứng cho các công trình thiết kế kiến trúc ở cấp quốc gia và địa phương.
Cơ sở dữ liệu kiến trúc di sản có thể coi là miền dữ liệu con khác, được quản lý như một phần của cơ sở dữ liệu quốc gia. Cơ sở dữ liệu kiến trúc được thiết kế để ghi lại hình thức xây dựng và văn hóa cổ xưa, cùng với các bản quét 3D hoàn chỉnh được tái tạo bằng kỹ thuật số từ mặt ngoài đến toàn bộ cơ sở.
Điều này cho phép tái thiết dưới dạng cơ sở dữ liệu thực tế ảo cho kiến trúc di sản đó, cho phép tương tác nhập vai du lịch hoặc nghiên cứu hiểu biết về kiến trúc di sản cùng thực tiễn xây dựng truyền thống. Việc tạo ra một “song sinh kỹ thuật số” của quần thể công trình di sản thực tế, chẳng hạn như Kinh thành Huế, mang đến cho các thế hệ hiện tại và tương lai cơ hội tương tác, trải nghiệm và khám phá những biểu tượng có giá trị của lịch sử Việt Nam.
Quản lý thông tin tòa nhà, giải quyết sự kết hợp thông tin chi tiết của các tòa nhà đương đại được thiết kế, phản ánh cùng một khái niệm về cơ sở dữ liệu kiến trúc di sản. Tuy nhiên, cần tập trung vào việc sử dụng công nghệ CAD và BIM để ghi lại thiết kế tòa nhà trong sơ đồ tầng thông thường, thông tin xây dựng và biểu mẫu kết xuất 3D. Những thông tin này có thể mở rộng hiệu quả, gồm các chi tiết cụ thể về kiến trúc công trình xanh, hỗ trợ tầm nhìn và mục đích của các chương trình, nhằm giảm lượng khí thải carbon và phát thải khí nhà kính của đô thị.
Các công cụ công nghệ được sử dụng bởi cộng đồng kiến trúc thực hành sẽ phát triển, đòi hỏi một số hướng dẫn và giám sát về cơ sở dữ liệu kiến trúc quốc gia về các tòa nhà tiết kiệm năng lượng, giới thiệu hệ thống tiết kiệm năng lượng như cảnh quan đô thị và vườn trên mái, giúp giảm tải nhiệt.
Ở cấp độ hoạt động, các thành phố yêu cầu thông tin toàn diện về cơ sở dữ liệu đất đai và tòa nhà. Hệ thống cơ sở dữ liệu cho phép một loạt các ứng dụng, từ quản lý thông tin về sử dụng đất, sở hữu đất; giấy phép xây dựng và giấy phép/hạn chế hoạt động; hoàn thiện các hệ thống định địa chỉ cho phép quản lý đô thị hiệu quả hơn, quy hoạch và dịch vụ cơ sở hạ tầng đô thị.
Ở cấp quốc gia, các tiêu chuẩn và yêu cầu quy định về quản lý thông tin sẽ chuẩn hóa dữ liệu cho ngành Xây dựng, cung cấp ngân hàng dữ liệu khổng lồ cho quản lý đất đai đô thị và hành động ở cấp tòa nhà, cũng như minh bạch, công khai về thiết kế và cấp phép.
Các hệ thống tích hợp thông tin cấp thửa đất, cấp tòa nhà và cấp quyền sở hữu đang ngày càng được đồng hóa vào cơ sở dữ liệu tích hợp, cung cấp cho chính quyền thành phố nhiều thông tin cần thiết để quản lý chi phí phát triển đô thị, cơ sở hạ tầng và dịch vụ đô thị.
Ấn Độ đã bắt tay vào một chương trình lớn, ghi lại tất cả các trung tâm đô thị, làm việc theo từng tỉnh; ghi lại thông tin trong cấu trúc cơ sở dữ liệu được tiêu chuẩn hóa quốc gia. Cơ sở dữ liệu được quản lý và cập nhật bởi các cơ quan cấp thành phố riêng lẻ, thông qua một cổng thông tin dựa trên web để truy cập dữ liệu có cấu trúc dựa trên vai trò và quyền của người dùng.
Việc tạo ra một “song sinh kỹ thuật số” ở Kinh thành Huế mang đến cho các thế hệ hiện tại và tương lai cơ hội tương tác, trải nghiệm.
Các hệ thống tương tự, phổ biến hơn ở Hoa Kỳ thông qua sự tham gia của khu vực tư nhân đang ngày càng được áp dụng. Hệ thống thiết lập liên kết giữa thửa đất, địa chỉ thửa đất với các thông tin chi tiết về phân loại sử dụng đất, chất lượng công trình, lịch sử tài sản và nhiều thông tin khác theo mong muốn, để thiết lập một cơ sở dữ liệu quốc gia về thông tin tất cả các công trình.
Cơ sở dữ liệu đất đai quốc gia trở nên quan trọng khi áp dụng với việc thu hồi đất, thay đổi mục đích sử dụng đất, chức năng quản lý đất đai và bố trí cơ sở hạ tầng xã hội, tạo ra biện pháp can thiệp chống chịu khí hậu cho không gian giữ nước mưa hoặc khu vực lợi ích công cộng.
Đồng thời, hợp lý hóa toàn bộ quá trình phát triển đô thị theo giai đoạn, tích hợp các hành động để ghi lại dấu vết carbon và lượng khí thải nhà kính GHG dựa trên việc sử dụng năng lượng truyền thống. Hiệu quả của hệ thống thanh toán cơ sở hạ tầng đô thị phụ thuộc vào một hệ thống hợp lý, cho phép dễ dàng quản lý và đánh giá tài nguyên đất đai, tài sản xây dựng đã phát triển.
Việc kết nối cơ sở dữ liệu đất đai quốc gia với cơ sở dữ liệu cấp độ tòa nhà, phát triển đô thị cần có sự phối hợp giữa các cơ sở dữ liệu khác nhau đang được phát triển ở Việt Nam. Liên kết với cơ sở dữ liệu này còn là cơ sở dữ liệu quốc gia về dân cư, kết nối thông tin về quyền sở hữu với tư cách là cá nhân, tổ chức cụ thể.
Với cơ sở dữ liệu xây dựng được kết nối với cơ sở dữ liệu đất đai, cơ sở dữ liệu quyền sở hữu, việc có một hệ thống khép kín và tích hợp để quản lý thông tin tài sản đất đai và công trình, hỗ trợ lập kế hoạch, quản lý và hệ thống thuế phát triển đô thị là cần thiết.
Nói chung, thách thức đối với cơ sở dữ liệu kiến trúc là phải kết hợp hiệu quả với sự phức tạp của môi trường cơ sở dữ liệu của từng tòa nhà, thường được lưu trữ trong nền tảng CAD hoặc BIM, phù hợp với không gian địa lý của lô đất. Tuy nhiên, dữ liệu thửa đất theo quy ước là đại diện không gian địa lý của thông tin thửa đất thành phố, dẫn đến cơ sở dữ liệu không gian dựa trên GIS (hệ thống thông tin địa lý). Mặc dù có các cơ chế thủ tục để chuyển từ môi trường BIM sang môi trường GIS không gian địa lý, quá trình này vẫn chưa suôn sẻ và cần cải tiến.
Chức năng này của cơ sở dữ liệu được mở rộng sang cơ sở dữ liệu thửa đất quy mô thành phố, được phát triển và quản lý bằng cách sử dụng GIS, trở thành khối xây dựng nền tảng cho giải pháp thành phố thông minh.
Trong nỗ lực của Việt Nam nhằm tận dụng và áp dụng công nghệ để chuyển đổi kỹ thuật số ở cấp độ đô thị, mang lại sự tích hợp của công nghệ, IoT và cộng đồng đô thị vào không gian được hỗ trợ kỹ thuật số.
Nền tảng cơ bản cho một chương trình thành phố thông minh hiệu quả là cơ sở dữ liệu cơ sở hạ tầng và đất đai toàn diện. Việc tích hợp thiết bị IoT thông qua hệ thống liên lạc sẽ xây dựng một môi trường dựa trên dữ liệu “trực tiếp”, thu thập dữ liệu linh hoạt. Bên cạnh đó, cung cấp điểm đầu vào cho các công nghệ mới và đột phá như AI, ML và ChatGPT, đẩy nhanh quá trình chuyển đổi môi trường sống đô thị.
Điểm rút ra chính từ sự hiểu biết về công nghệ trong bối cảnh đô thị hóa ngày càng tăng, tập trung vào tính bền vững và khả năng phục hồi khí hậu. Đó là sự thay đổi sẽ diễn ra liên tục và có vai trò then chốt của việc thiết lập một quy hoạch kiến trúc và đô thị quốc gia. Cơ sở dữ liệu quy hoạch sẽ được kết nối với nhau và phụ thuộc lẫn nhau vào các cơ sở dữ liệu khác. Cơ sở dữ liệu có thể thay đổi và phát triển, nhưng sự tồn tại về cơ bản là cần thiết để tập hợp các hệ thống thông tin hỗ trợ quá trình ra quyết định, quản trị đô thị và lợi ích công dân tốt hơn.
Kapil Chaudhery – CEO, Spatial Dicisions
(Báo Xây dựng)
