Do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, các loại hình thiên tai diễn ra ngày càng phức tạp, bất thường, khó dự đoán và không theo quy luật. Để giảm đến mức thấp nhất thiệt hại do thiên tai gây ra, công tác dự báo cần phải có độ chính xác cao, nhằm giúp các bộ, ngành, địa phương đưa ra những giải pháp ứng phó phù hợp. Trước đòi hỏi cấp thiết đó, ngành Khí tượng thủy văn đã có những bước đi đột phá, nhất là việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong lĩnh vực khí tượng thủy văn.
Ứng dụng AI là tất yếu
Theo Phó Tổng cục trưởng, Tổng cục Khí tượng thủy văn Hoàng Đức Cường, trí tuệ nhân tạo là lĩnh vực liên quan đến khoa học máy tính, công nghệ thông tin. Bản chất của trí tuệ nhân tạo là do con người làm ra, họ xây dựng các thuật toán, lập trình bằng các công cụ phần mềm công nghệ thông tin, giúp máy tình có thể tự động xử lý các hành vi thông minh như con người. Hiện nay, việc sử dụng các số liệu quá khứ và ứng dụng trí tuệ nhân tạo đã tạo ra các sản phẩm được sử dụng rộng rãi và trong lĩnh vực khí tượng thủy văn, xu thế ứng dụng trí tuệ nhân tạo đã có những kết quả khả quan. Tổng cục Khí tượng thủy văn đã có định hướng và quan tâm đặc biệt đến xu thế này, với các đề tài nghiên cứu khoa học để đưa ra các cảnh báo, dự báo, đồng hóa số liệu, thông tin truyền thông, coi trọng việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo để nâng cao chất lượng dự báo là tất yếu.
Một trạm quan trắc khí tượng thủy văn tại Việt Nam. Nguồn: dangcongsan.vn
Thời gian qua, Tổng cục Khí tượng thủy văn đã và đang tham gia xây dựng nền tảng số dùng chung của Bộ Tài nguyên và Môi trường, với các nội dung như xây dựng hệ thống tích hợp dữ liệu dựa trên nền tảng dữ liệu lớn (Big data), đặc biệt là ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong việc nhận dạng để giải quyết các bài toán cụ thể cho lĩnh vực quan trắc và dự báo khí tượng thủy văn. Mặt khác, Tổng cục đang triển khai các hướng nghiên cứu ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong dự báo bão, định lượng mưa lớn và dự báo nước dâng do bão - đây đang là những hướng nghiên cứu trọng tâm của ngành.
Ông Hoàng Đức Cường khẳng định, trí tuệ nhân tạo đã và đang đi vào cuộc sống một cách mạnh mẽ, thay thế nhiều công việc thủ công, tiết kiệm sức lao động, hạn chế được một số sai sót của con người. Khí tượng thủy văn là một trong những ngành ứng dụng công nghệ thông tin khá lớn trong các hoạt động liên quan đến chuyên môn và gần đây là công nghệ trí tuệ nhân tạo.
“Tháng 7/2021, do ảnh hưởng của dịch COVID-19, nhiều tỉnh, thành phố thuộc khu vực Nam Bộ phải giãn cách xã hội. Nhiều cán bộ khí tượng thủy văn đã không đến được trụ sở cơ quan làm việc. Để thực hiện được nhiệm vụ, phải ứng dụng công nghệ thông tin trong đó có ứng dụng trí tuệ nhân tạo vào việc quan trắc mực nước, mưa lớn… Nhờ chủ động trong nghiên cứu, ứng dụng công nghệ số, ứng dụng trí tuệ nhân tạo của ngành đã được triển khai sớm, các đơn vị thực hiện giãn cách tại các địa phương khu vực Nam Bộ vẫn thực hiện tốt nhiệm vụ dự báo”, ông Cường nêu ví dụ.
Minh chứng việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong công tác dự báo, Phó Vụ trưởng Vụ Quản lý dự báo khí tượng thủy Trần Quang Năng chia sẻ, Tổng cục Khí tượng thủy văn đã phát triển về công nghệ dự báo trong đó có ứng dụng trí tuệ nhân tạo đối với các lĩnh vực quan trắc, công nghệ tính toán, công nghệ dự báo… việc ứng dụng này giúp cho chất lượng các bản tin dự báo, cảnh báo khí tượng thủy văn được nâng lên, đảm bảo độ tin cậy, sát thực tế. Từ đó giảm thiểu được rủi ro thiên tai, góp phần phát triển kinh tế - xã hội.
Giám đốc Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn quốc gia Mai Văn Khiêm cho biết, Trung tâm đã sử dụng hệ thống dữ liệu lớn (Big Data), ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong nhận dạng xoáy thuận nhiệt đới tương tự trong quá khứ để đưa ra các kịch bản tác động, trong dự báo mưa hạn cực ngắn...
Hiện nay, bên cạnh các mô hình toán sử dụng trong cảnh báo lũ quét, sạt lở đất, công nghệ sử dụng trí tuệ nhân tạo được nhắc đến nhiều trong lĩnh vực này. Để ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong cảnh báo lũ quét, sạt lở đất, cần có một nguồn số liệu lớn liên ngành (Big data) không chỉ về dữ liệu khí tượng thủy văn mà còn có dữ liệu về địa chất, thảm phủ thực vật, xây dựng… Ngoài ra, cần tích hợp thêm các dữ liệu viễn thám phân giải cao và thông tin phân tích từ các thiết bị bay, chụp từ trên cao đối với các khu vực có nguy cơ cao. Việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo trong cảnh báo rủi ro do sạt lở đất cũng đang bước đầu được nghiên cứu và sẽ có nhiều khả quan ứng dụng khi có một nguồn dữ liệu đầy đủ.
Hiện đại hóa ngành Khí tượng thủy văn
Đầu năm 2021, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành “Chiến lược quốc gia về nghiên cứu, phát triển và ứng dụng trí tuệ nhân tạo đến năm 2030”. Chiến lược ra đời với mục tiêu thúc đẩy nghiên cứu, phát triển, ứng dụng trí tuệ nhân tạo, đưa trí tuệ nhân tạo trở thành công nghệ mũi nhọn của nước ta trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư, góp phần phát triển kinh tế - xã hội, từng bước đưa Việt Nam trở thành điểm sáng về nghiên cứu, phát triển, ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong khu vực và trên thế giới.
Cán bộ Đài Khí tượng Thủy văn Bắc Trung Bộ kiểm tra hộp số tự động. Ảnh: Bích Huệ - TTXVN
Đến nay, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã xây dựng, phê duyệt Chương trình “Chuyển đổi số tài nguyên và môi trường đến năm 2025, định hướng đến năm 2030”, trong đó tập trung ứng dụng các công nghệ mới 4.0 như: mạng kết nối các đồ vật, thiết bị thông qua cảm biến, phần mềm và các công nghệ khác (IoT), tập dữ liệu có khối lượng lớn (Big data), trí tuệ nhân tạo (AI),… để thúc đẩy tiến trình xây dựng, vận hành các hệ thống thông minh hóa, tối ưu hóa, tự động hóa các quy trình, công việc.
Phó Tổng cục trưởng Hoàng Đức Cường nhấn mạnh, trên cơ sở chiến lược của Thủ tướng Chính phủ, Chương trình “Chuyển đổi số tài nguyên và môi trường đến năm 2025, định hướng đến năm 2030” của Bộ Tài nguyên và Môi trường, ngành đặt mục tiêu đến năm 2030 phát triển ngành Khí tượng thủy văn Việt Nam đạt trình độ khoa học công nghệ tiên tiến của khu vực châu Á, đủ năng lực cung cấp thông tin, dữ liệu khí tượng thủy văn đầy đủ, tin cậy, kịp thời đáp ứng các yêu cầu phát triển kinh tế-xã hội, phòng, chống thiên tai.
Để thúc đẩy tiến trình xây dựng, vận hành các hệ thống thông minh hóa, tối ưu hóa, tự động hóa các quy trình, hỗ trợ các hoạt động của ngành, Tổng cục Khí tượng thủy văn cũng đã thành lập Ban Chỉ đạo chuyển đổi số của Tổng cục giai đoạn 2021-2025. Hiện tại, Tổng cục đang triển khai các hướng nghiên cứu ứng dụng trí tuệ nhân tạo khác nhau trong các bài toán cụ thể của ngành, trong đó ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong dự báo bão, dự báo định lượng mưa lớn, dự báo nước dâng do bão đang là hướng nghiên cứu trọng tâm ban đầu.
Trong thời gian tới, các ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong bài toán nhận dạng các hình thái khí tượng thủy văn nguy hiểm cũng đang được nghiên cứu triển khai với sự phối hợp với các đơn vị trong lĩnh vực công nghệ thông tin như: Tập đoàn Công nghiệp – Viễn thông Quân đội, Cục công nghệ thông tin và dữ liệu tài nguyên môi trường (Bộ Tài nguyên và Môi trường), các Trường Đại học trong nước. Đồng thời nhiều cán bộ của Tổng cục đang tham gia và chủ trì các Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ Tài nguyên và Môi trường về chuyển đổi số và Chương trình cấp quốc gia “Hỗ trợ nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ của công nghiệp 4.0”.
Bên cạnh đó, Tổng cục đang tiếp tục đầu tư, phát triển ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong xử lý dữ liệu, xây dựng hệ thống trợ lý ảo khí tượng thủy văn nhằm tự động cung cấp các thông tin thời tiết cho người dùng; ứng dụng công nghệ thực tế, tương tác ảo trong việc thể hiện các thông tin khí tượng thủy văn.
Phó Tổng cục trưởng Hoàng Đức Cường khẳng định, những ứng dụng của trí tuệ nhân tạo trong lĩnh vực khí tượng thủy văn sẽ mang lại những giá trị đáng kể, tiết kiệm thời gian trong các hoạt động nghiệp vụ của ngành và sẽ góp phần không nhỏ trong việc giúp ngành tiết kiệm sức lao động, đẩy nhanh quá trình tự động hóa, số hóa ngành Khí tượng thủy văn.
Thắng Trung
