Nghiên cứu, xây dựng công cụ nhận dạng và số hóa các giản đồ tự ghi khí tượng thủy văn

Với mục tiêu xây dựng được công cụ nhận dạng và số hóa giản đồ tự ghi khí tượng thủy văn để phục vụ công tác số hóa, lưu trữ và khai thác số liệu giản đồ tự ghi tại Tổng cục Khí tượng Thủy văn. Từ 7/2018 đến 6/2021, Trung tâm Thông tin và Dữ liệu khí tượng thủy văn đã chủ trì thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học: Nghiên cứu, xây dựng công cụ nhận dạng và số hóa các giản đồ tự ghi khí tượng thủy văn.

Đề tài đã tiến hành nghiên cứu bám sát hiện trạng của hoạt động số hóa tư liệu KTTV trong nước và xu hướng phát triển của công nghệ. Qua đó, đề ra phương án cụ thể để thực hiện công tác số hóa và đảm bảo an toàn các tư liệu KTTV; Phần mềm nhận dạng, số hóa giản đồ tự ghi khí tượng thủy văn giúp tăng cường hiệu quả giảm công sức lao động đáng kể trong công tác lưu trữ, bảo quản cũng như khai thác, chia sẽ dữ liệu KTTV; Phần mềm hoàn toàn mới, chưa được bất kỳ tổ chức, cá nhân nào xây dựng.

Kết quả nghiên cứu tập trung vào mục đích chính của công cụ nhận dạng và số hóa giản đồ tự ghi khí tượng thủy văn là chuyển đổi giản đồ dạng hình vẽ thành dạng số liệu tương ứng giúp tự động hoá việc đọc giản đồ của cán bộ tại các đơn vị có liên quan thuộc Tổng Cục Khí tượng Thuỷ văn nhằm nâng cao hiệu suất công việc, tiết kiệm tối đa nguồn lực con người và mang lại những lợi ích:

+ Về công tác quản lý: Tăng cường năng lực quản lý, lưu trữ, chia sẻ khai thác dữ liệu KTTV đảm bảo an toàn dữ liệu.

+ Về ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu công nghệ mới kĩ thuật hiện đại trong công tác xây dựng và tạo lập nội dung thông tin dữ liệu KTTV.

+ Về hiệu quả kinh tế: Nâng cao chất lượng dữ liệu, giảm thiểu nhân lực, thời gian từ trạm quan trắc đến công tác lưu trữ và khai thác dữ liệu, giảm không gian lưu trữ các giản đồ và giảm chi phí lưu trữ kho tư liệu KTTV.

Đề tài đã đạt được 07 sản phẩm gồm:

- Báo cáo tổng quan tài liệu nghiên cứu, công trình khoa học trong và ngoài nước liên qua đến công nghệ nhận dạng xử lý kiểu dạng biểu đồ, giản đồ;

- Bộ công cụ nhận dạng cho từng loại giản đồ tự ghi (mưa, nhiệt, ẩm, mực nước) và tự động đọc và quy toán các định dạng dữ liệu theo yêu cầu trên các giản đồ tự ghi;

- Cơ sở dữ liệu lưu trữ các giản đồ đã được số hóa gồm số liệu dưới dạng giá trị số và ảnh số;

- Báo cáo, số liệu kết thử nghiệm ứng dụng của đề tài vào số hóa các giản đồ tự ghi cho 1 năm của 1 trạm khí tượng bề mặt và 1 năm của 1 trạm thủy vùng sông ảnh hưởng thủy triều;

- Tài liệu kỹ thuật, hướng dẫn sử dụng;

- Báo cáo tổng hợp kết quả đề tài và các báo cáo thành phần;

- 02 bài báo đăng trên tạp chí chuyên ngành.

Trong thời gian tới đề tài sẽ được chuyển giao và ứng dụng tại: Trung tâm Thông tin và Dữ liệu khí tượng thủy văn; Các Đài KTTV khu vực và có thể triển khai tại các trạm quan trắc; Trung tâm Quan trắc KTTV và môi trường.

Kết quả nghiên cứu của đề tài đã có những tác động và lợi ích tích cực ứng dụng thực tế trong hoạt động chuyên môn của ngành KTTV và kinh tế - xã hội:

Đối với lĩnh vực KH&CN có liên quan

Nghiên cứu công nghệ mới kĩ thuật hiện đại trong công tác xây dựng và tạo lập nội dung thông tin dữ liệu KTTV. Phần mềm (hệ thống thông tin) chứa nhiều thông tin, ứng dụng, sản phẩm và dịch vụ của ngành KTTV, tích hợp nhiều chức năng tiện ích, hiện đại  hỗ trợ công tác quản lý dữ liệu và phục vụ khách hàng hiệu quả. Hướng tới công tác hiện đại hóa hoạt động dịch vụ KTTV.

Đối với tổ chức chủ trì và các cơ sở ứng dụng kết quả nghiên cứu

- Trung tâm Thông tin và Dữ liệu khí tượng thủy văn: Các tài liệu giản đồ tự ghi được số hóa và xây dựng hệ thống thư viện số dữ liệu KTTV đảm bảo an toàn dữ liệu. Chiết xuất khai thác các dữ liệu thời đoạn ngắn và các định dạng dữ liệu theo yêu cầu phục vụ cho công tác dự báo, phát triển kinh tế xã hội góp phần giảm nhẹ các thiệt hại do thiên tai gây ra;

- Các Đài KTTV khu vực: Có thể triển khai xuống các trạm quan trắc, các dữ liệu giản đồ tự ghi sau khi quan trắc xong sử dụng các công cụ để lưu trữ và quy toán dữ liệu từ các giản đồ, giảm nhân lực và giảm tài liệu in ấn các bảng quy toán trung gian các dữ liệu theo quy định;

- Trung tâm Quan trắc KTTV và môi trường: Phục vụ công tác quản lý, kiểm soát dữ liệu.

Đối với kinh tế - xã hội và môi trường

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu diễn biến bất thường và sự phát triển kinh tế, việc nghiên cứu tình trạng khí hậu, giám sát chặt chẽ các điều kiện khí hậu, phát triển các bộ công cụ dự báo khí hậu để hiểu rõ tác động của nó trong tương lai đối với các khu vực kinh tế - xã hội trọng điểm dựa trên nguồn số liệu lịch sử khí hậu, trong đó có số liệu giản đồ KTTV thời đoạn ngắn, nhằm hỗ trợ các nhà hoạch định chính sách đưa ra những quyết định ứng phó nhanh chóng và hợp lý là cực kỳ cần thiết và quan trọng. Hiện nay, các nghiên cứu tính toán rất cần số liệu thực với thời gian càng chi tiết thì hiệu quả nghiên cứu tính toán càng cao và mang lại lợi ích kinh tế xã hội càng lớn. Trong thực tế từ trước đến nay, việc khai thác dữ liệu thời đoạn ngắn thường mất nhiều công sức và kinh phí rất lớn nên mọi người sử dụng, khai thác hạn chế. Khi có phần mềm thì việc khai thác dữ liệu thời đoạn ngắn sẽ giảm đi rất nhiều lần công sức và kinh phí.

Đề tài sẽ giúp nâng cao chất lượng dữ liệu, giảm thiểu nhân lực, thời gian từ trạm quan trắc đến công tác lưu trữ và khai thác dữ liệu, giảm không gian lưu trữ các giản đồ và giảm chi phí lưu trữ kho tư liệu KTTV. Đề tài cũng là cơ sở khoa học hướng tới vấn đề gia tăng giá trị kinh tế của các sản phẩm và dịch vụ KTTV trong nền kinh tế.

Tạp chí Khí tượng Thủy văn