Cơ sở hạ tầng dữ liệu không gian (Spatial data infrastructure SDI)

          Thuật ngữ “cơ sở hạ tầng dữ liệu không gian” (SDI) và các thuật ngữ cơ sở hạ tầng thông tin địa lý trực tuyến (GII) và cơ sở hạ tầng thông tin không gian địa lý (cũng là GII) được sử dụng thay thế cho nhau. SDI dường như là thuật ngữ được ưa thích trong tài liệu của Hoa Kỳ. Ở châu Âu, đặc biệt là ở Anh, thuật ngữ không gian địa lý trực tuyến thường được sử dụng. Trong bài viết này, tác giả sử dụng thuật ngữ cơ sở hạ tầng dữ liệu không gian.

          Từ cuối những năm 1970, nhiều tổ chức điều tra và lập bản đồ quốc gia đã bắt đầu nhận ra sự cần thiết phải thuyết minh cho các khoản đầu tư công lớn mà họ nhận được bằng cách cải thiện quyền truy cập và khuyến khích sử dụng rộng rãi thông tin hơn. Họ đã phát triển các chiến lược và quy trình để chuẩn hóa quyền truy cập vào thông tin này và các ứng dụng liên qua tới nó. Trong quá trình này, họ buộc phải xem xét lại các nhiệm vụ truyền thống của mình. Trong hầu hết các trường hợp, họ phải xác định lại dây chuyền sản xuất tiêu chuẩn của mình và phát triển các dây chuyền mới để đáp ứng nhu cầu về các sản phẩm chuyên dụng từ một cộng đồng người dùng đang phát triển đòi hỏi truy cập nhanh vào dữ liệu số. Trong những năm 1980 và đầu những năm 1990, nhiều quốc gia (ví dụ Canada,  Vương quốc Anh, Hoa Kỳ, Hà Lan) đã tiến hành đánh giá và nghiên cứu sâu rộng để chứng minh hiệu quả chi phí của quốc gia mình các hoạt động khảo sát và đặc biệt là chứng minh làm thế nào điều này có thể được cải thiện bằng cách sử dụng công nghệ thông tin (CNTT).

Ở Canada, khu vực tập trung xuất hiện thuật ngữ hạ tầng thông tin địa lý hài hòa các hoạt động địa hình giữa các cơ quan liên bang và tỉnh. Mục đích của họ là để tạo điều kiện thuận lợi cho việc trao đổi thông tin được khảo sát và ánh xạ trong các lĩnh vực tương ứng của họ, do đó loại bỏ sự trùng lặp và cải thiện tính thời sự của các bản đồ và cơ sở dữ liệu liên quan. Lúc đầu, tiêu chuẩn hóa được nhận thức và cũng được thực hiện như một quy trình kỹ thuật thuần túy: tiêu chuẩn hóa các định nghĩa dữ liệu, mã hóa và các định dạng trao đổi. Tuy nhiên, theo thời gian, rõ ràng là các bên cần phải đồng ý về các chính sách chung liên quan đến việc truy cập, sử dụng và định giá dữ liệu của họ. Nếu không có các chính sách chung như vậy, người dùng sẽ dễ dàng chọn nhà cung cấp rẻ nhất và do đó làm mất quyền sở hữu dữ liệu của khách hàng và quan trọng hơn là doanh thu để hỗ trợ ngân sách của các tổ chức khảo sát. Hơn nữa, hai cấp chính phủ đã phải thống nhất các điều khoản cho người dùng khai thác dữ liệu tương ứng của họ và cách họ sẽ tính phí cho việc này. Do đó, ngày càng trở nên rõ ràng rằng, về mặt đạt được những cải tiến mong đợi về hiệu lực và hiệu quả, tiêu chuẩn kỹ thuật phải đi kèm với tiêu chuẩn hóa hoặc ít nhất là hài hòa hóa ở cấp độ thể chế. Điều này tỏ ra phức tạp hơn nhiều so với dự kiến.

Cơ sở hạ tầng thông tin và phát triển kinh tế

Thuật ngữ cơ sở hạ tầng, đầu tiên được sử dụng vào giữa thế kỷ 18 liên quan đến đường ray xe lửa và quyền đối với tàu hỏa. Ý nghĩa của nó đã phát triển để bao gồm một phức hợp các cấu trúc và dịch vụ chia sẻ hỗ trợ sự tham gia xã hội và hoạt động kinh tế rộng lớn. Theo nghĩa này, tất cả chúng ta đều công nhận đường xá, năng lượng điện, truyền tải năng lượng, dịch vụ điện thoại và mạng,... là cơ sở hạ tầng.

Khi chính quyền của bà Clinton nhậm chức vào năm 1992, sáng kiến của xa lộ thông tin trên đường cao tốc đã được công bố: Cơ sở hạ tầng thông tin quốc gia (National Information Infrastructure - NII). Đây là trung tâm của một loạt các chiến lược của chính phủ được bố trí hợp lý, bao gồm nhiều lĩnh vực chính sách xã hội, kinh tế và công nghệ. Phép ẩn dụ đường cao tốc có sức hấp dẫn trực quan ngay lập tức khi nó tạo ra một liên kết với những năm 1950, khi sáng kiến của chính phủ trong việc tạo ra một mạng lưới đường cao tốc liên bang là một thành phần quan trọng trong việc kích thích phát triển kinh tế. Hơn nữa, Internet mới nổi có thể được sử dụng như một ví dụ để giải thích phép ẩn dụ.

Bản chất của NII là đã lập luận về sự thay đổi mạnh mẽ trong chính sách viễn thông của Mỹ khỏi vai trò hạn chế trước đây của chính phủ với tư cách là một cơ quan quản lý. Thay vào đó, sự tham gia của chính phủ được coi là một trong những hoạt động thúc đẩy phát triển các cấu trúc, dịch vụ và sản phẩm Công nghệ thông tin và truyền thông mới để giúp giải quyết các mục tiêu kinh tế và xã hội lớn, như cải thiện các dịch vụ công và khả năng cạnh tranh quốc gia.

Mặc dù phép ẩn dụ xa lộ thông tin phục vụ để đưa NII rõ ràng vào chương trình làm việc, thuật ngữ này được một số người xem là quá thiên về phần cứng và không đủ đối với các yếu tố xã hội, kinh tế và xã hội của NII. Ví dụ, chuyên gia Talero tuyên bố rằng, có một số hệ thống thông tin có tầm quan trọng chiến lược đối với nền kinh tế đến mức chúng có thể được coi là cơ sở hạ tầng. Một trong tám loại mà ông đề cập là một cách tốt nhất để tạo điều kiện cho hoạt động kinh tế chung: thống kê quốc gia và thông tin địa lý. Định nghĩa của ông về NII là: Mạng lưới viễn thông và hệ thống thông tin chiến lược cần thiết cho sự phát triển kinh tế bền vững.

Năm 1989, Ủy ban Cộng đồng Châu Âu đã ban hành các hướng dẫn của mình để cải thiện sức mạnh tổng hợp giữa khu vực công và tư nhân trong thị trường thông tin. Những hướng dẫn này, vốn chỉ mang tính chất tư vấn, đã được coi là cần thiết để giúp khu vực công đưa ra quyết định liên quan đến việc cung cấp thông tin có sẵn để sử dụng bên ngoài và hỗ trợ phát triển thị trường thông tin và để thiết lập các quy tắc cơ bản để tránh cạnh tranh không lành mạnh có thể có.

Đó là một thông điệp rõ ràng rằng, ở cấp cao nhất trong Cộng đồng Châu Âu, tầm quan trọng kinh tế của việc truy cập miễn phí vào cơ sở dữ liệu được tạo ra bởi các quỹ công và vai trò của khu vực tư nhân trong việc tăng thêm giá trị cho sản xuất thông tin đã được công nhận. Liên minh Châu Âu đã theo dõi một cách tương tự với Báo cáo Bangemann, một loạt các khuyến nghị về cách thức Châu Âu sẽ tăng cường sự lãnh đạo cho các quốc gia thành viên của mình khi tham gia vào xã hội thông tin. Mặc dù không khai thác phép ẩn dụ đường cao tốc, Châu Âu giống như người Mỹ tập trung vào các mục tiêu kinh tế và xã hội. Ví dụ như chăm sóc sức khỏe, giáo dục thường xuyên và thị trường thông tin. Nói cách khác, Châu Âu nhấn mạnh xã hội thông tin mới nổi.

Trong bối cảnh của những sáng kiến này, cơ sở hạ tầng thông tin địa lý Châu Âu đã phải được giải quyết. Năm 1994, công việc bắt đầu trên một tài liệu làm việc Hướng tới Khung chính sách Châu Âu về thông tin địa lý, trong bối cảnh chương trình Info2000. Trong tài liệu này, thương mại hóa thông tin địa lý thuộc sở hữu của chính phủ để kích thích phát triển kinh tế và hỗ trợ nhiều sáng kiến chính sách. Vào năm 1995 và 1996 các hội thảo ở Châu Âu đã được tổ chức, trong đó các chuyên gia đã mô tả khái niệm này. Việc phối hợp các hoạt động thể chế đã được thực hiện bởi Tổ chức Thông tin địa lý Châu Âu, được thành lập năm 1993.

Tầm quan trọng của các sáng kiến này ở cấp quốc gia là việc thiết kế và triển khai SDI địa phương không còn có thể được thực hiện chỉ từ dưới lên, có thể nói, giữa các tổ chức khảo sát và lập bản đồ ở các cấp chính quyền khác nhau như trong ví dụ của Canada. Công nghệ hiện tại, tiêu chuẩn và khung chính sách quản lý ứng dụng địa phương, đặc biệt nếu nó thuộc sở hữu của chính phủ, phải được hài hòa với khung chính sách cấp cao hơn. Do đó, các vấn đề liên quan đến bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ và quyền riêng tư, bảo vệ dữ liệu điện tử và pháp lý và chính sách cạnh tranh sẽ ảnh hưởng đến việc thiết kế, triển khai và khai thác và/hoặc tài trợ cho SDI địa phương.

Do đó, sự phát triển của địa phương phải tính đến những gì đã được gọi là chính sách thông tin quốc gia và ngày càng quốc tế. Nó đã được định nghĩa bởi nhà khoa học thông tin Peter Hernon là một bộ luật, quy định, chỉ thị, tuyên bố và giải thích tư pháp chỉ đạo và quản lý vòng đời của thông tin. Vòng đời đó bao gồm việc lập kế hoạch và tạo, sản xuất, thu thập, phân phối và phổ biến và truy xuất thông tin. Khi các công nghệ hội tụ, dự kiến ​​các khu vực chính sách riêng biệt trước đây liên quan đến thông tin cũng sẽ hội tụ.

          Các tài liệu cho thấy rằng các đề xuất về cơ sở hạ tầng thông tin minh họa cho sự khởi đầu từ triển vọng quốc gia sang cách tiếp cận quốc tế, chủ yếu do thái độ định hướng thị trường và lợi ích của các tập đoàn xuyên quốc gia trái ngược với hệ tư tưởng lợi ích công.

Tóm lại, SDI hỗ trợ SLM sẽ chứa những gì Talero đã gọi là bộ dữ liệu chiến lược của Google, cần được xác định và triển khai với mục đích cung cấp chúng cho đối tượng rộng hơn là những người quản lý đất đai. Do đó, SDI cho SLM không thể được thực hiện chỉ từ quan điểm của các nhà khoa học về quản lý đất đai bền vững.

          Trong bối cảnh đó, câu hỏi tất nhiên là làm thế nào chúng ta có thể thực hiện SDI cục bộ trong một môi trường phức tạp như vậy cũng cực kỳ năng động và chịu sự giải thích của địa phương và quốc gia.

Mục đích và cấu trúc của SDI

Mục đích:

- Tiết kiệm thời gian, công sức và tiền bạc trong việc truy cập không gian dữ liệu và sử dụng nó có trách nhiệm;

- Tránh sự trùng lặp không cần thiết trong việc hài hòa hóa và tiêu chuẩn hóa các bộ dữ liệu cần thiết bằng cách thúc đẩy việc chia sẻ dữ liệu có sẵn.

Thực tế là các cơ quan chính phủ hoặc các cấp chính quyền khác nhau có thể chia sẻ dữ liệu một cách hiệu quả, nhưng không đảm bảo rằng các dịch vụ công đang cung cấp cho công dân tốt hơn. Do đó, điều quan trọng là bắt đầu thực hiện SDI để làm rõ ai sẽ là người hưởng lợi cuối cùng ở phía người dân. Ví dụ, các vấn đề môi trường sẽ được giải quyết hiệu quả hơn hay giấy phép xây dựng được cấp nhanh hơn và khách quan hơn? Trừ khi việc thực hiện kết quả SDI trong loại tiến trình này, nó không có giá trị. Hoặc SDI sẽ tạo điều kiện truy cập và sử dụng dữ liệu không gian có trách nhiệm với giá cả phải chăng?

Truy cập thuận lợi trên mạng có nghĩa là cho phép người dùng biết thông tin nào có sẵn và ở đâu, điều kiện truy cập và sử dụng là gì và chi phí sẽ là bao nhiêu. Tham chiếu đến việc sử dụng có trách nhiệm của Wap, ngụ ý một phần của các nhà cung cấp dữ liệu bao gồm thông tin định tính về dữ liệu cho phép người dùng xác định mức độ phù hợp của dữ liệu được sử dụng trong ứng dụng của họ. Giá tham chiếu chấp nhận được phản ánh mức độ khác biệt về giá có thể tùy thuộc vào những gì người dùng chuẩn bị trả cho thông tin hoặc dịch vụ thông tin liên quan.

Lưu ý rằng một trong những cơ sở hạ tầng thông tin địa lý đầu tiên đang hoạt động không phải là chính phủ mà là khu vực tư nhân. Năm 1990, một số công ty dầu khí ở miền tây Canada đã xác định rằng các nhà địa chất và nhà địa vật lý thám hiểm của họ đã dành hơn 60% thời gian để tìm kiếm thông tin và chỉ khoảng 20% thời gian để làm điều gì đó hữu ích với nó. Họ quyết định tạo ra một cơ sở chia sẻ, được gọi là GIS dầu khí Canada, về bản chất là SDI, giúp họ biết thông tin nào ở đâu, ai sở hữu nó, làm thế nào và trong những điều kiện nào có thể được sử dụng và ở giá nào. Một SDI tương tự đang được triển khai ở Anh, dưới tên Common Data Access, cùng với ngành công nghiệp dầu khí và chính phủ. Việc triển khai GIS dầu khí giúp giảm chi phí truy cập xuống khoảng 10 lần trong vòng ba năm kể từ khi thành lập. Việc thực hiện thành công của nó có nhiều tác dụng, bao gồm:

- Các đối tác ban đầu trong liên doanh SDI đã được tham gia bởi nhiều người khác, những người cảm thấy rằng họ có thể hưởng lợi từ cơ sở. Họ trở thành đối tác trong nhiều điều kiện khác nhau, liên quan đến những gì họ phải cung cấp cho cơ sở và lợi ích họ có được từ nó.

- Hầu hết các đối tác là nhà cung cấp dữ liệu cũng như người dùng. SDI đã có thể bù đắp chi phí sử dụng dữ liệu của họ bằng cách tính phí cho việc cung cấp dữ liệu của họ.

- Việc tham gia vào SDI đã cải thiện việc quản lý chất lượng tổng thể của dữ liệu.

- Việc quản lý cơ sở đã được ký hợp đồng với một công ty tư nhân và được tài trợ hoàn toàn bằng việc sử dụng nó.

Cấu trúc chung của SDI:

Cơ sở hạ tầng dữ liệu không gian quốc gia (NSDI) có thể được coi là một tập hợp các SDI được nối mạng, mỗi bộ được thiết lập để phục vụ một lĩnh vực ứng dụng nhất định, theo các mục tiêu đã nêu ở trên. Các lĩnh vực ứng dụng này nằm trong các lĩnh vực như quy hoạch môi trường và vật lý, nông nghiệp, giao thông vận tải,…  Ngoài ra, một lĩnh vực ứng dụng cụ thể yêu cầu dữ liệu từ cấp thành phố, tỉnh hoặc quốc gia và kết nối dữ liệu và hài hòa giữa các cấp đó. Điều này ngụ ý một yêu cầu cho dữ liệu ở độ phân giải hoặc tỷ lệ khác nhau.

Tích hợp không gian của dữ liệu dựa trên các hệ thống tham chiếu hình học nhất quán và khả năng tương thích hợp lý trong độ phân giải của các bộ dữ liệu khác nhau. Điều này có nghĩa là phải sử dụng cùng một hệ tọa độ cho tham chiếu không gian, trong khi phải tránh sự thay đổi quá mức trong độ phân giải của bộ dữ liệu nếu đạt được các ứng dụng phân tích có ý nghĩa. Các khía cạnh ngữ nghĩa của định nghĩa dữ liệu phụ thuộc rất lớn vào bối cảnh ứng dụng. Do đó, gần như không thể dựa hoàn toàn vào dữ liệu được tạo ra cho các mục đích khác. Tính năng địa lý tương tự có thể được coi là một cái gì đó khác nhau trong các lĩnh vực ứng dụng khác nhau hoặc thậm chí trong các ứng dụng khác nhau trong một lĩnh vực ứng dụng cụ thể. Do đó, ngoài dữ liệu có thể được chia sẻ với người khác, sẽ luôn có các bộ dữ liệu có tính ứng dụng cao.

Cấu trúc hạ tầng dữ liệu không gian địa lý.

Hình trên thể hiện cấu trúc hạ tầng dữ liệu không gian địa lý gồm 03 phần:

- Các bộ dữ liệu theo phân loại sơ bộ về nền tảng, khung và ứng dụng cụ thể;

- Bộ chính sách chi phối SDI;

- Mô tả về các nhiệm vụ chính trong trung tâm thông tin không gian của thành phố, điều khiển hoạt động và bảo trì SDI.

Tài liệu tham khảo:

Hạ tầng dữ liệu không gian cho quản lý đất đai bền vững.

Bùi Hồng Hiếu