Dùng trí tuệ nhân tạo dự báo ngập lụt đô thị

Công trình khoa học mang tên “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 thành phố Hồ Chí Minh”. Thạc sĩ Lê Ngọc Quyền làm chủ nhiệm nhiệm vụ. Công trình đã được Sở Khoa học và Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh nghiệm thu.

Trong hơn 2 năm triển khai nhiệm vụ, nhóm đã lần lượt thực hiện những phần việc lớn, gồm: 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 thành phố Hồ Chí Minh. Sau đó, nhóm 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…

Đặc biệt, 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 là nhóm đã 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.

Thử nghiệm trên thực tế, 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.

Thạc sĩ Lê Ngọc Quyền cho biết, việc ước lượng được lượng mưa từ ảnh radar bằng AI là rất quan trọng đối với dự báo cực ngắn, đồng thời theo dõi được sự dịch chuyển của những khối mây thông qua lượng mưa ước lượng. 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.

“Nhóm 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). Chúng tôi sẵn sàng phối hợp với các bên để triển khai ứng dụng này theo nhu cầu của người sử dụng”, Thạc sĩ Lê Ngọc Quyền thông tin.