Bản sao số đô thị – Hiện đại hóa cấp phép xây dựng, hướng đến quản lý đô thị thông minh

Trong quá trình đô thị hóa nhanh tại Việt Nam, nhu cầu kiểm soát trật tự xây dựng, đảm bảo phù hợp với quy hoạch và tránh phát sinh vi phạm ngày càng đặt ra yêu cầu cao hơn đối với cơ quan quản lý. Việc ứng dụng bản sao số đô thị (Urban Digital Twin – UDT) gắn với hệ thống dữ liệu địa lý không gian được xem là một hướng tiếp cận phù hợp, có thể từng bước hỗ trợ tự động hóa quy trình cấp phép xây dựng và nâng cao hiệu quả phối hợp quản lý hạ tầng kỹ thuật đô thị. Một số doanh nghiệp công nghệ, trong đó có FPT, đã xây dựng nền tảng sẵn sàng cho mục tiêu này.

Quản lý xây dựng đô thị: Bài toán cần lời giải dài hạn

Việc cấp phép xây dựng tại các đô thị hiện nay còn gặp không ít thách thức: thông tin quy hoạch chưa được số hóa đồng bộ, quy trình xử lý hồ sơ vẫn mang tính thủ công, thời gian phê duyệt kéo dài, khó phát hiện xây dựng trái phép từ sớm… Những bất cập này ảnh hưởng trực tiếp đến bộ mặt kiến trúc đô thị, gây lãng phí nguồn lực quản lý và dễ phát sinh tiêu cực.

Trong bối cảnh đó, ứng dụng công nghệ số – đặc biệt là các mô hình bản sao số đô thị – đang được nhiều nước triển khai nhằm hỗ trợ hiệu quả hơn cho công tác quy hoạch và cấp phép xây dựng.

Bản sao số đô thị là gì?

Bản sao số đô thị (Urban Digital Twin – UDT) là mô hình số hóa toàn diện phản ánh hiện trạng, các quy hoạch và dự báo phát triển của đô thị. Mô hình này kết hợp dữ liệu không gian 2D, 3D với dữ liệu thời gian thực từ các hệ thống cảm biến IoT, dữ liệu hành chính và quy hoạch, nhằm mô phỏng chính xác các chuyển động, tương tác và biến đổi của đô thị.

Khác với bản đồ số thông thường chỉ thể hiện hình ảnh tĩnh, bản sao số đô thị hoạt động như một “bản sao sống” của thành phố, cho phép các nhà quản lý theo dõi, phân tích và ra quyết định dựa trên các kịch bản mô phỏng chi tiết – từ cấp phép xây dựng, quy hoạch không gian, quản lý hạ tầng cho tới phản ứng với thiên tai hay giám sát phát triển dân cư.

Bản sao số đô thị (Urban Digital Twin – UDT) là phiên bản mở rộng và ứng dụng cụ thể của bản sao số không gian (Spatial Digital Twin – SDT), một công cụ đột phá trong khoa học địa không gian. UDT mô phỏng toàn diện môi trường đô thị bằng cách tích hợp dữ liệu thời gian thực, trí tuệ nhân tạo (AI) và tính toán hiệu năng cao (HPC). Mô hình này khác biệt với các mô hình 3D tĩnh ở chỗ có tính tương tác, cập nhật liên tục và khả năng phân tích sâu sắc các biến động trong đô thị.

Các thành phần của bản sao số đô thị (IEC – International Electrotechnical Commission, 2021)

UDT có thể bao gồm các thành phần chính như: hạ tầng dữ liệu không gian (SDI), các dịch vụ đô thị thông minh (Smart City Services), hệ thống IoT và cảm biến, các mô hình đô thị và cơ chế phân tích dữ liệu thời gian thực. Khi một thay đổi trong thực tế xảy ra – như một công trình mới hoặc điều chỉnh quy hoạch – mô hình sẽ cập nhật tương ứng trong môi trường ảo, giúp nhà quản lý có cơ sở đưa ra quyết định nhanh chóng và chính xác.

Xu hướng toàn cầu: từ dữ liệu tới ra quyết định

Nhiều quốc gia đã triển khai bản sao số đô thị như một trụ cột trong quản lý đô thị thông minh. Đơn cử, Virtual Singapore là một trong những mô hình tiêu biểu trên thế giới, mô phỏng đầy đủ cấu trúc 3D của toàn bộ đảo quốc, tích hợp dữ liệu dân cư, môi trường, quy hoạch và các mô hình mô phỏng khí hậu, lưu lượng giao thông,… nhằm hỗ trợ các cơ quan trong quy hoạch đô thị, phòng chống dịch bệnh, tối ưu năng lượng và hơn thế nữa.

Tại châu Âu, Helsinki 3D+ là dự án xây dựng bản sao số thành phố Helsinki (Phần Lan) phục vụ công tác quy hoạch bền vững và giảm phát thải CO₂. Còn tại Mỹ, thành phố Los Angeles sử dụng bản sao số để mô phỏng ảnh hưởng của các dự án xây dựng đến tầm nhìn, bóng đổ, luồng gió và giao thông.

Những minh chứng này cho thấy bản sao số đô thị không chỉ là bài toán công nghệ, mà thực sự trở thành công cụ chiến lược giúp chính quyền đô thị ra quyết định tốt hơn, nhanh hơn và minh bạch hơn.

Ứng dụng Bản sao số đô thị trong cấp phép xây dựng

Trong lĩnh vực xây dựng, UDT có thể hỗ trợ các tác vụ như:

• Tiếp nhận – đánh giá hồ sơ xin phép: Xác minh vị trí, kiểm tra phù hợp quy hoạch, chiều cao, mật độ xây dựng…
• Minh bạch hóa thông tin: Hiển thị khu vực đang trong quy trình cấp phép, khu vực cấm xây dựng hoặc đang thi công;
• Phối hợp đa ngành: Tạo nền tảng dữ liệu chung cho các đơn vị liên quan như quy hoạch, giao thông, hạ tầng kỹ thuật;
• Theo dõi tiến độ và cảnh báo vi phạm: Giám sát, phát hiện sớm các công trình sai phép hoặc sai quy hoạch.

Đồng hành cùng các địa phương triển khai bản sao số đô thị

Để triển khai hiệu quả UDT, cần một nền tảng tích hợp được nhiều lớp dữ liệu không gian, có khả năng xử lý, phân tích và hiển thị trực quan theo thời gian thực. Khả năng kết nối với các hệ thống hành chính liên quan đến xây dựng – từ tiếp nhận hồ sơ đến hậu kiểm – là điều kiện then chốt đảm bảo giá trị lâu dài của mô hình này.

Tại Việt Nam, việc triển khai bản sao số đô thị còn ở giai đoạn đầu, song tiềm năng ứng dụng là rất lớn, đặc biệt trong lĩnh vực cấp phép xây dựng – nơi dữ liệu quy hoạch, vị trí, kiến trúc cần được tổng hợp và phân tích hiệu quả.

FPT đã phát triển nền tảng GeoBase Cloud – hệ thống bản đồ số thế hệ mới có khả năng tích hợp dữ liệu không gian từ nhiều nguồn khác nhau (2D, 3D, vệ tinh, UAV…), liên kết với dữ liệu hành chính và hệ thống quản lý ngành. GeoBase Cloud cho phép xây dựng nhanh chóng các bản sao số ở cấp quận, huyện hoặc toàn đô thị, phục vụ công tác lập quy hoạch, quản lý hạ tầng kỹ thuật, và đặc biệt là cấp phép xây dựng. Tùy theo lộ trình và năng lực số hóa từng địa phương, GeoBase Cloud có thể được tích hợp từng bước, góp phần hiện đại hóa quy trình cấp phép xây dựng.

Các cơ quan quản lý có thể sử dụng mô hình bản sao số để trực quan hóa vị trí xin phép xây dựng, kiểm tra tính phù hợp với quy hoạch, phân tích các tác động đến cảnh quan xung quanh, đồng thời đối chiếu với dữ liệu thực địa mà không cần khảo sát thủ công. Điều này giúp rút ngắn đáng kể thời gian thẩm định, tăng tính minh bạch và giảm sai sót trong quá trình cấp phép.

Khi người dân nộp hồ sơ, hệ thống sử dụng AI để kiểm tra tính đầy đủ, đồng thời truy xuất dữ liệu GIS từ GeoBase Cloud để tự động đối chiếu với quy hoạch, mật độ, chiều cao… Nếu đạt yêu cầu, phần mềm sẽ đề xuất cấp phép. Thông tin công trình được cập nhật ngay vào bản sao số đô thị, phục vụ giám sát thi công, kiểm soát sai phạm và cập nhật trạng thái công trình minh bạch.

Không chỉ dừng lại ở cấp phép, GeoBase Cloud còn hỗ trợ quản lý duy tu hạ tầng, cấp phép đào đường – vỉa hè – bãi đỗ xe, giúp điều phối xây dựng và bảo trì đồng bộ, giảm thiểu hiện tượng đào – lấp chồng chéo sau khi hoàn thiện hạ tầng. Các đơn vị thi công cũng có thể tra cứu sơ đồ công trình ngầm, lên kế hoạch thi công chính xác và an toàn hơn.

Đối với công tác cấp phép, bản sao số đô thị đóng vai trò như một “trợ lý ảo” giúp:

• Mô phỏng quy hoạch và công trình theo không gian 3D: Cho phép cán bộ chuyên môn trực quan hóa phương án xây dựng gắn với địa hình, hạ tầng, khoảng lùi, mật độ xây dựng,…
• Tự động kiểm tra sự phù hợp quy hoạch: So sánh bản vẽ xin phép với dữ liệu quy hoạch, hệ thống có thể cảnh báo sớm các sai lệch.
• Rút ngắn thời gian xử lý hồ sơ: Nhờ tích hợp dữ liệu và hỗ trợ số hóa quy trình, việc thẩm định được thực hiện nhanh chóng, chính xác, giảm phụ thuộc vào văn bản giấy.
• Tăng cường minh bạch: Cơ quan quản lý và người dân đều có thể tra cứu, giám sát tiến độ xử lý hồ sơ và thông tin quy hoạch.

Giao diện làm việc của cán bộ quản lý đô thị trên phần mềm

Bản sao số đô thị dựa trên các cấu phần công nghệ chính:

• Nền tảng bản đồ số (GeoBase Cloud): cho phép quản lý và trình diễn dữ liệu không gian đa lớp, hỗ trợ dựng mô hình 3D trực tuyến, đồng bộ thời gian thực.
• Dữ liệu cảm biến và IoT: kết nối dữ liệu môi trường, giao thông, dân cư,… phục vụ mô phỏng theo thời gian thực.
• Công cụ mô phỏng & phân tích: giúp đánh giá các kịch bản phát triển như tăng mật độ dân cư, tác động khí hậu, hiệu ứng đô thị hóa.
• Công nghệ AI và Machine Learning: tự động phát hiện bất thường trong xây dựng, đề xuất phương án quy hoạch tối ưu.s

Tính khả thi trong phối hợp quản lý hạ tầng đô thị

Ngoài cấp phép xây dựng, UDT còn hỗ trợ hiệu quả cho các hoạt động:

• Điều phối thi công hạ tầng kỹ thuật: Hạn chế đào đường chồng chéo;
• Theo dõi, giám sát vận hành công trình: Ghi nhận tình trạng sử dụng, tuổi thọ, cảnh báo hư hỏng;
• Phân tích dữ liệu lịch sử: Dự đoán các nhu cầu đầu tư, sửa chữa, cải tạo trong tương lai.

Từ góc độ quản lý nhà nước, bản sao số đô thị không chỉ là công cụ kỹ thuật mà còn là hạ tầng số chiến lược, giúp đô thị vận hành minh bạch, bền vững và hiệu quả hơn.

Hành trình chuyển đổi từ cấp phép số đến bản sao số đô thị

Thay vì tiếp cận bản sao số đô thị như một đại dự án khó triển khai, nhiều địa phương có thể bắt đầu bằng các bài toán nhỏ, thiết thực – như số hóa dữ liệu quy hoạch, xây dựng bản đồ nền, triển khai hệ thống cấp phép xây dựng trực tuyến có tích hợp bản đồ, rồi từng bước phát triển thành bản sao số.

Với nền tảng FPT GeoBase và kinh nghiệm triển khai hàng trăm dự án chuyển đổi số tại các tỉnh, thành phố, FPT tự tin đồng hành cùng ngành xây dựng và các địa phương trong việc hiện đại hóa công tác cấp phép, phát triển hạ tầng số đô thị, và tiến tới mô hình quản trị đô thị thông minh, bền vững.