Người Việt đầu tiên dựng mô hình 3D hang Sơn Đoòng

Kì tích về vẽ 3D

Chúng tôi gặp anh Hoàng Dũng, Chủ tịch HĐQT Công ty TNHH An Thi Việt Nam một ngày cuối năm bận rộn để được nghe anh chia sẻ về kì tích mà anh và nhóm của anh lập được trong thời gian qua. Anh hồ hởi khoe về dự án trồng lúa ở Chương Mỹ, Hà Nội mà anh và các đồng nghiệp lần đầu sử dụng bản đồ 3D vào việc trồng cấy: "Vì thấy ruộng lúa bỏ hoang nhiều nên bọn mình đặt vấn đề với người dân thuê lại 60 ha ruộng và trả bằng thóc hoặc tiền mặt cho họ. Anh em vừa tự đi cày về, cảm giác thú vị lắm. Trước đây mỗi hộ có vài sào ruộng, có thể vác cuốc đi thăm đồng. Nhưng, nếu diện tích đó lên tới hàng trăm ha thì việc vác cuốc đi là bất khả thi. Với sự hỗ trợ của UAV (máy bay không người lái), bản đồ và cảm biến số liệu khác thì mình có thể khu trú khu vực bị ảnh hưởng và đưa ra phương án xử lý hợp lý".

Tốt nghiệp Đại học Tổng hợp, Khoa Bản đồ viễn thám, từng kinh qua nhiều vị trí, công việc liên quan đến kỹ thuật công nghệ trắc địa và đo đạc bản đồ, viễn thám từ những năm 1995, đến khi tự mình khởi nghiệp, anh Hoàng Dũng đã đưa nhiều thiết bị công nghệ mới trong ngành trắc địa, viễn thám vào Việt Nam.

Đoàn công tác quét 3D hang Sơn Đoòng. Ảnh: Tư liệu.

Kể về hành trình vào hang Sơn Đoòng để dựng mô hình 3D, anh Dũng coi đó là một cơ duyên. Sơn Đoòng được người Việt Nam đầu tiên là Hồ Khanh phát hiện ra cửa hang năm 1990 nhưng đến năm 2009 thì nhóm thám hiểm hang động thuộc Hiệp hội Hang động Hoàng gia Anh do ông Howard Limbert dẫn đầu khảo sát, đo vẽ. Năm 2010 Sơn Đoòng được công bố là hang tự nhiên lớn nhất thế giới.

Ngày ấy mọi dữ liệu, thông tin cũng như bản đồ về Sơn Đoòng đều do người nước ngoài cung cấp. Nhận thấy người Việt Nam có đầy đủ khả năng, máy móc để xây dựng mô hình 3D về Sơn Đoòng một cách chi tiết nhất nên khi Đài Truyền hình Việt Nam thực hiện chương trình VTV đặc biệt mang tên "Bản hòa tấu Sơn Đoòng" đặt vấn đề thì chẳng ngần ngại, anh Dũng đồng ý ngay lập tức với một khát khao cháy bỏng, rằng sẽ là người đầu tiên dựng được bản đồ và mô hình 3D chính xác của hang, mang đến cái nhìn chi tiết nhất, chân thực nhất, làm cơ sở sau này lưu giữ và bảo tồn kì quan thiên nhiên này. "Ngày ấy, chúng tôi tự tin lắm bởi với kĩ thuật công nghệ hiện tại, chúng tôi hoàn toàn có thể làm tốt hơn những gì mà chuyên gia nước ngoài đã làm", anh Dũng chia sẻ.

Để hoàn thành việc thu thập số liệu thực địa, anh Dũng cùng 2 nhân viên của mình đã thực hiện 2 chuyến thám hiểm vào hang khó khăn, vất vả không khác gì những nhà leo núi thực sự cùng đội ngũ quay phim của VTV, những chuyên gia người Anh và đội ngũ những người đi theo đoàn để phục vụ.

Trong chuyến đi thứ nhất vào cửa hang trước, đoàn phim đã ở trong hang 7 đêm 8 ngày. Vất vả nhất là phải cõng máy móc, đồ dùng cá nhân đi bộ gần chục km từ cây số 30 đường Hồ Chí Minh, đến hang Én, sau đó lại tiếp tục đi bộ vượt hang Én hơn 7km nữa mới đặt chân tới cửa trước hang Sơn Đoòng.

Anh Hoàng Dũng.

Sau thử thách đu dây từ độ cao cỡ 80m xuống lòng hang, đoàn tiếp tục chinh phục siêu hang động có độ dài hơn 8km rồi tua ngược lại theo đúng lộ trình đó để trở về. Có những đoạn phải lội nước đội máy móc, hàng hóa trên đầu đến những điểm cần đo đạc. Ban ngày đi quét thu thập số liệu, tối sẽ tiến hành lắp ghép và xử lý dữ liệu sơ bộ để đảm bảo quét bổ sung số liệu cho ngày hôm sau đối với các khu vực khuyết thiếu. Toàn bộ chuyến đi đều thực hiện dưới sự giám sát, hướng dẫn của chuyên gia người Anh, khu vực nào được dùng ánh sáng, dùng ở mức độ bao nhiêu đều phải theo hướng dẫn của họ.

"Lúc cao điểm nhất, Sơn Đoòng đã phải chứa tới 87 con người (trong đó lực lượng phục vụ chiếm tới con số 65). Mọi hoạt động ăn uống, sinh hoạt, ngủ nghỉ đều tuân thủ chặt chẽ quy định của công ty du lịch tổ chức tour thám hiểm quay phim như uống trực tiếp nước suối (được lọc qua thiết bị nhỏ như cái bơm tay), ăn chay, tắm "chay", không sử dụng dầu gội, sữa tắm để tránh ô nhiễm nguồn nước, mọi rác thải, chất thải đều được đóng thùng mang ra ngoài. Đó đều là những trải nghiệm lần đầu tiên không thể nào quên. Trước khi đi anh em cũng bảo nhau tự luyện tập, rèn luyện sức khỏe để đủ sức đi bộ, làm việc hết công suất trong thời gian trong hang nên không ai gặp vấn đề gì nghiêm trọng về sức khỏe. Còn việc xước xát, trầy trật, bầm tím vì leo trèo trên những vách đá lởm chởm, sắc lẹm... là chuyện bình thường", anh Dũng chia sẻ về hành trình chinh phục hang Sơn Đoòng để làm phim.

Khi thực hiện dự án, nhóm kỹ thuật của anh cũng xác định phải sử dụng những trang thiết bị để khi công bố quốc tế, các nhà khoa học sẽ công nhận tính xác thực đối với số liệu được tạo ra, đặc biệt là độ chính xác. Sau một thời gian cân đối kĩ thuật công nghệ, cả nhóm quyết định sử dụng kỹ thuật định vị toàn cầu bằng vệ tinh GNSS, thứ hai là máy bay không người lái và quét laser 3D. Đây đều là những kỹ thuật đóng góp rất lớn vào sự thay đổi và phát triển của ngành trắc địa bản đồ từ trước đến nay. Chuyến đi thứ hai vào cửa sau của hang đơn giản hơn, chỉ mất có 2 ngày là hoàn thành công việc.

Sau chuyến đi, anh Hoàng Dũng viết bài về chuyến đi bằng tiếng Anh và kết quả làm việc trên một số tạp chí quốc tế, sau đó được mời sang Phần Lan để công bố kết quả. Những người làm nghề cũng ngạc nhiên vì có một nhóm kỹ thuật ở Việt Nam có thể làm được việc này một cách hoàn hảo đến như vậy.

Theo số liệu chính xác do Công ty TNHH An Thi Việt Nam cung cấp thì chiều dài nhánh chính của hang là 4,45km. Khoảng cách tính từ nền lên tới trần hang bên trong, nơi cao nhất là 203m. Từ đỉnh cao nhất của hố sụt (doline) xuống đến nền hang, khoảng cách lên tới 304m. Nơi lòng hang rộng nhất, theo kích thước đo đạc là 147m. Và thể tích của toàn bộ hang đạt tới 12,5 triệu mét khối.

Công nghệ quan trọng giúp bảo tồn di tích

Từ kì tích với Sơn Đoòng, anh Hoàng Dũng và các đồng nghiệp còn làm mô hình 3D cho nhiều di tích, di sản như Hoàng thành Thăng Long, khu di tích phát lộ tại đường cao tốc Đà Nẵng - Quảng Ngãi, địa đạo Vịnh Mốc, chùa cầu Hội An, bảo vật quốc gia và Hiển Lâm các (Huế)...

Ngay từ năm 2012, anh Dũng đã chủ động đề xuất với UNESCO và các cơ quan chức năng của Việt Nam cùng thực hiện đề án ứng dụng công nghệ cao trong thu thập và xây dựng dữ liệu 3D hoàn chỉnh về các công trình di sản của Việt Nam. Kết hợp với sự phát triển của công nghệ hiện đại và một số đối tác triển khai trong thời gian qua, anh đã thành lập nhóm nghiên cứu độc lập, đầu tư những trang thiết bị và công nghệ hiện đại nhất, đồng thời chủ động tiến hành các công trình thử nghiệm, đánh giá hiệu quả cũng như khả năng triển khai mở rộng.

Nhóm kỹ thuật của anh Dũng trong chuyến đi dựng 3D Hiển Lâm Các (Huế).

Mục đích và nhiệm vụ cơ bản của đề án này là bảo tồn các di sản văn hóa dưới dạng số thông qua việc thu thập, lưu trữ thông minh và cung cấp khả năng truy cập, chia sẻ cơ sở dữ liệu thu được từ máy quét laser 3D, mô hình dạng số, tài liệu và văn bản mô tả... kết hợp với những kỹ thuật, công nghệ tiên tiến khác. Phát triển các mô hình ứng dụng dẫn xuất từ cơ sở dữ liệu, phục vụ cho các mục đích khác như: Kết nối các nhà nghiên cứu lịch sử và văn hóa trên toàn thế giới, quảng bá du lịch di sản, giáo dục đào tạo, hỗ trợ chuyển giao công nghệ và phát triển kinh tế du lịch ngay tại di sản.

Kỹ thuật quét laser 3D là một sự thay đổi lớn trong lĩnh vực bảo tồn di tích. Nguyên lý của kĩ thuật quét laser 3D rất đơn giản, nó là thiết bị phát tia laser có khả năng quay 360 độ theo chiều ngang và lên tới 320 độ theo chiều đứng. Trước đây, theo phương pháp đo đạc truyền thống, thì các đội đo sẽ có 2 người đi gương và 1 người đứng máy, một ngày làm việc hiệu quả nhất thì có thể đo được 1.000 điểm. Còn với máy quét laser 3D thế hệ mới có khả năng đo được tới 1.2 triệu điểm đo 3D mỗi giây và khoảng cách xa nhất một máy quét laser có thể thực hiện lên tới 6.000 mét.

Công nghệ quét laser 3D cũng sẽ không giới hạn bằng điểm đo đơn lập, có khả năng dựng lại nguyên trạng cả ngôi nhà chứ không đơn thuần là kích thước và hơn thế nữa nếu có máy in 3D, chúng ta có thể in cả ngôi nhà đó ra được. Công nghệ này sẽ giúp giảm tối đa thời gian trên thực địa và thay vì trên thực địa vất vả thì sẽ làm việc trong phòng, giảm thời gian thực địa tức là tiết kiệm được kinh phí, giảm số lượng nhân công, nâng cao hệ số an toàn, đảm bảo độ chính xác và tính đồng nhất của số liệu.

Còn nhớ năm 2018, sau vụ sạt lở tang thương ở Trạm Tấu, Yên Bái, đích thân anh Hoàng Dũng cùng một nhóm kỹ thuật của công ty tình nguyện xin đi vào vùng nguy hiểm để đo đạc, dựng mô hình 3D xác định được thể tích sạt lở, lựa chọn đường an toàn cho người dân và các đoàn cứu trợ. Vì đoạn sạt lở quá lớn, không ai vào được nên anh và nhóm đứng cách xa nơi sạt lở 20km, dùng UAV bay thực địa hơn 2 tiếng rồi về xử lý dữ liệu, bàn giao lại cho chính quyền địa phương làm công tác cứu hộ.

Tự tin là đơn vị đầu tiên đưa UAV loại lớn về Việt Nam, đơn vị thứ hai đưa máy quét 3D khoảng cách dài về Việt Nam, anh Hoàng Dũng còn nhiều dự định ứng dụng kỹ thuật công nghệ cao vào phát triển thành phố thông minh trong tương lai cũng như nhiều ứng dụng thực tiễn khác để khẳng định, Việt Nam hoàn toàn có thể làm, thậm chí làm tốt hơn người nước ngoài về nhiều mặt.

Huyền Trâm - Ngọc Anh