Xây dựng hệ thống 3D WebGIS mã nguồn mở và thử nghiệm biểu diễn trực quan kịch bản ngập lụt

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.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xây dựng hệ thống 3D WebGIS mã nguồn mở và thử nghiệm biểu diễn trực quan kịch bản ngập lụt 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.vn1. GIỚI THIỆU 2. XÂY DỰNG ỨNG DỤNG 3D WEBGIS DIỂU DIỄN TRỰC QUAN HÓA KỊCH Lũ lụt là một trong những tai biến thiên BẢN NGẬP LỤTnhiên phổ biến nhất trên thế giới gây thiệt hạiđáng kể về người và tài sản hàng năm. Ở Việt 2.1. Quy trình xây dựng ứng dụng 3DNam, theo thống kê của Ban Chỉ đạo T.Ư về WebGISphòng, chống thiên tai, trong nửa đầu năm Trìnhduyệtweb2019, đã có 4 đợt mưa lũ, làm hàng chục Bảnngười chết và mất tích, gây thiệt hại cho hàng đồnghìn ngôi nhà, hàng chục nghìn héc ta lúa Ảnhvà hoa màu bị ảnh hưởng… JSON, Kịchbản Theo phương pháp truyền thống, việc đánh Gltf ngậplụt Môhình3DCityGMLgiá các nguy cơ ngập lụt và thiệt hại nó cóthể gây ra được dựa trên việc phân tích các Máychủbản đồ phân vùng ngập lụt. Tuy nhiên, cácbản đồ này là các bản đồ tĩnh, cung cấp rất ítthông tin. Với sự phát triển của công nghệ 3DWebGIS, các kịch bản ngập lụt có thể được Hình 1. Quy trình xây dựng ứng dụngthể hiển thị trực quan hơn, giúp công tác 3D WebGIS trực quan hóa kịch bản ngập lụtphân tích, đánh giá ảnh hưởng do tác động Quy trình xây dựng ứng dụng 3D WebGIScủa ngập lụt cũng dễ dàng và chính xác hơn. diểu diễn trực quan hóa kịch bản ngập lụtHơn nữa, với kết nốt internet, các thông tin được minh họa như trên Hình 1, gồm: 1. Xâyngập lụt dạng 3D có thể dễ dàng chia sẻ, và dựng mô hình 3D ở định dạng CityGML từkết nối mọi lúc, mọi nơi (Wu et al. 2012; Van các nguồn dữ liệu không gian như bản đồ,Ackere et al., 2016; Herman et al., 2017; ảnh; 2. Chuyển mô hình 3D sang định dạngReyes and Chen, 2017). KML/ COLLADA/ JSON/ GlTF; 3. Tùy biến Như vậy có thể thấy rằng, 3D WebGIS có giao diện ứng dụng; 4. Biểu diễn trực quanthể là một công cụ hiệu quả trong công tác mô hình 3D cùng kịch bản ngập lụttrên nềnmô phỏng các hiện tượng diễn ra trên mô web bằng thư viện CesiumJS.hình 3D. Do đó, nghiên cứu này thử nghiệmxây dựng ứng dụng 3D WebGIS dựa trên thư 2.2. Xây dựng mô hình 3D và chuyểnviện CesiumJS và bộ công cụ mã nguồn đổi dữ liệu3DCityDB nhằm mục đích biểu diễn trực Mô hình 3D thành phố có thể được xâyquan các kịch bản ngập lụt (đã được xây dựng từ các loại bản đồ, ảnh vệ tinh, ảnhdựng sẵn), đồng thời thảo luận hướng nghiên hàng không, hay ảnh chụp từ phương tiện baycứu trong tương lai của chủ đề này. không người lái (UAV). Công tác này có thể 783Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8được tiến hành trên các phần mềm đồ họanhư Sketchup, 3DS Max, AutoCAD, ArcGIS,v.v… Tiếp theo, mô hình 3D cần đượcchuyển sang định dạng CityGML. Để hiển thịđược trên ứng dụng 3D WebGIS, mô hình 3Dnày cần được chuyển sang định dạngJSON/KML hoặc Gltf bằng bộ công cụ3DCityDB-Importer Exporter. 2.3. Xây dựng ứng dụng 3D WebGIS vàtrực quan hóa kịch bản ngập lụt Ứng dụng 3D WebGIS được xây dựng dựa Hình 2. Giao diện ứng dụng 3D WebGIStrên thư viện CesiumJS (https://cesiumjs.org/)và bộ công cụ mã nguồn mở 3DcityDB(https://www.3dcitydb.org/3dcitydb/). Giao diệnvà các tính năng của ứng dụng được tùy chỉnhdựa trên gói thư viện có sẵn trong bộ công cụ3DCityDB. Kịch bản ngập lụt có thể đượctính toán dựa trên các mô hình thủy động lựchọc như mô hình MIKE, MIKE FLOOD,TELMAX (Nguyễn Hồng Quân, 2013), vùngngập lụt sau đó được chuyển sang định dạngdữ liệu JSON vàđược hiển thị trên ứng dụng3D WebGIS dựa vào độ cao mực nước dângđã được tính toán. Ứng dụng 3D WebGIS Hình 3. Mô hình 3D khu dân cư Thổ Sơnđược thiết kế để có thể hiển thị trực quan môhình 3D cùng với kịch bản ngập lụt trên nhiềuloại bản đồ nền khác nhau như Open StreetMap (OSM), ảnh vệ tinh.3. KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN Ứng dụng 3D WebGIS sau khi được tùychỉnh có giao diện như trên Hình 2. Ứngdụng này có 3 tính năng chính: (1) Hiển thịtrực quan mô hình 3D thành phố và kịch bảnngập lụt; (2) Thêm hoặc bớt lớp dữ l ...