Google đã tăng độ chính xác cho bản đồ vệ tinh trực tuyến trên Google Maps như thế nào?

Công ty cổ phần dược phẩm An Thiên Bản đồ vệ tinh trực tuyến Google có lẽ được khá nhiều anh em sử dụng. Bạn có thể dùng nó để tìm đến nhà một người bạn, để tìm đường đi chơi mỗi khi bay đến một quốc gia, một thành phố mới, hay chỉ đơn giản là để tìm thông tin về một địa điểm nào đó. Giờ đây, nhờ có Google Maps, chúng ta thậm chí chẳng cần phải mua những tờ bản đồ bằng giấy nữa mà chỉ cần một chiếc điện thoại trong túi là có thể thoải mái rong ruổi đây đó. Nhưng làm thế nào Google có thể xây dựng được lượng dữ liệu bản đồ lớn và chính xác đến thế? Biên tập viên Greg Miller của trang Wired sẽ chia sẻ cho chúng ta biết điều đó nhân một lần ông ghé thăm trụ sở Google.

Google đã tăng độ chính xác cho bản đồ vệ tinh trực tuyến trên Google Maps như thế nào?

Công ty dược phẩm An Thiên Thực chất, dữ liệu của bản đồ của Google lớn hơn bất kì thứ gì bạn từng tưởng tượng về bản đồ vệ tinh trực tuyến Maps. Google có một dự án mang tên Ground Truth, triển khai lần đầu vào năm 2008, nhằm xây dựng cũng như chỉnh sửa bản đồ với sự phối hợp giữa những thuận toán tự động và sự can thiệp thủ công của con người. Dự án này mặc dù đã đi vào hoạt động từ lâu nhưng mãi đến gần đây nó mới được tiết lộ ra thế giới bên ngoài. Hiện tại Ground Truth đã mở rộng ra 51 quốc gia và các thuật toán đóng vai trò cực kì quan trọng để trích xuất dữ liệu mà Google có được từ vệ tinh, từ ảnh chụp trên không cũng như ảnh Street View.

Street View, ra mắt năm 2007, là một cách để Google cải thiện bản đồ vệ tinh trực tuyến trải nghiệm người dùng bằng cách cho họ xem môi trường xung quanh có những gì. Brian McClendon, phó chủ tịch Google Maps, cho biết: "chúng tôi sớm nhận ra rằng một trong những cách tốt nhất để làm bản đồ đó là lưu giữ một hồ sơ hình ảnh của các con đường trên khắp thế giới, và khi cần chỉnh sửa gì đó thì chúng tôi sẽ tham chiếu lại chúng".

Khi dữ liệu được thu thập bởi nhóm Street View càng lúc càng lớn, nhóm thấy rằng tính năng này còn tốt hơn cả việc đứng một chỗ và nhìn xung quanh. Bạn có thể bước tới, bước lùi, xoay xung quanh để nhòm ngó nhà cửa, thế nên khi bạn lái xe đến khu vực đó bạn sẽ bớt bỡ ngỡ hơn. Manik Gupta, quản lý sản phẩm của Maps, chia sẻ rằng những chiếc xe Street View của Google đã đi hơn 7 triệu dặm, tức hơn 11,2 triệu km, trong đó bao gồm 99% đường phố công cộng tại Mỹ. "Nó thật sự cho phép chúng tôi xây dựng các lớp dữ liệu mới từ những thông tin chúng tôi trích xuất được bằng thuật toán", Gupta nói.

Vậy những thuật toán đó đến từ đâu? Chúng được bản đồ vệ tinh trực tuyến Google phát triển dựa trên những công nghệ trong lĩnh vực hình ảnh máy tính cũng như ngôn ngữ máy. Chỉ với một tấm ảnh do nhóm Street View ghi lại, Google có thể trích xuất được lượng dữ liệu vô cùng phong phú, chẳng hạn như:

Thật bất ngờ và quá sức thông minh đúng không các bạn? McClendon chia sẻ thêm rằng các biển báo giao thông không dễ để phát hiện bằng thuật toán hình ảnh, tuy nhiên chúng lại rất quan trọng cho việc điều hướng. Đôi khi những chỉ dẫn đó được sơn trên làn đường, đôi khi chúng nằm trên cao; chúng cũng có nhiều hình dạng, màu sắc và kích thước khác nhau. Chính vì thế Google phải dành rất nhiều nỗ lực để bản đồ vệ tinh trực tuyến và chất xám để xây dựng nên những thuật toán có thể nhận biết được những tín hiệu này, đồng thời chuyển hóa chúng thành dữ liệu số để dùng. McClendon cho biết: "các vệt sơn trên đường khó nhận ra hơn bởi chúng không đồng nhất, tuy nhiên chúng tôi đang trở nên thông minh hơn về mảng này".

Bản tên đường cũng là một vấn đề lớn. Người lái xe sẽ dễ điều khiển phương tiện hơn nếu những gì họ nghe từ tính năng chỉ đường bằng giọng nói khớp với những gì họ thấy. Thế nhưng, đôi khi bản tên đường lại có những chữ viết tắt hay lỗi chính tả. "Việc khớp những gì được viết trên các bản hiệu thật sự rất khó và rất quan trọng", Google nói.

Không chỉ dừng lại ở ảnh Street View, bản đồ vệ tinh trực tuyến Google Maps còn tận dụng không ảnh và ảnh vệ tinh để xây dựng dữ liệu bản đồ. Hầu hết những tòa nhà ở Mỹ giờ đây đã được hiển thị trên bản đồ với chiều cao và kích thước gần sát thực tế nhờ vào kĩ thuật trích xuất mô hình 3D từ các loại ảnh này. Google mới đây cũng đã mua lại công ty Skybox, một công ty chuyên xử lý hình ảnh độ phân giải cao từ vệ ting, nhằm tăng độ chính xác cho bản đồ của mình.

Nhưng hình ảnh và thuật toán chỉ có thể giúp được đến mức đó mà thôi. Chính vì thế, Google phải thuê một "đội quân nhỏ nhân lực" (hãng không cho biết chính xác số lượng) để kiểm tra và chỉnh sửa bản đồ một cách thủ công nhờ vào một phần mềm nội bộ mang tên Atlas. Rất ít người bên ngoài Google có thể thấy được ứng dụng này, thế nhưng may mắn là một trong những nhân vật "cộm cáng" nhất của nhóm, Nick Volmar, đã trình diễn cho phóng viên của trang Wired xem về Atlas.

Nhìn từ xa, Atlas đang hiển thị một bản đồ lai giữa hình ảnh bản đồ vệ tinh trực tuyến với dữ liệu đường phố y như trên Google Maps thông thường. Tuy nhiên, trên đó còn có những đường thẳng với nhiều màu khác nhau, kèm theo đó còn có hàng loạt kí tự lạ. Ví dụ, các con đường được đánh mã màu tùy theo hướng xe được phép chạy. Mũi tên đỏ và xanh dương cho biết những hướng rẽ nào là khả thi ở các giao lộ. Sau đó, Volmar nhấp chuột vào một công cụ nằm ở cạnh màn hình để tắt bật những lớp dữ liệu phức tạp này. Các bản hiệu chụp từ ảnh Street View cũng sẽ ẩn hoặc hiện tùy theo thao tác của kĩ thuật viên.

Hàng loạt mũi tên xanh đỏ biểu thị cho hướng được phép rẽ trên các con đường, và người dùng bình thường sẽ không thấy được những mũi tên này ​

Volmar có trình diễn cách mà Google chỉnh sửa lại một con đường bị lệch so với ảnh vệ tinh chỉ bằng cách nhấn chuột và kéo nó về vị trí chính xác. Trông mọi chuyện rất dễ dàng, trực quan và thậm chí là vui vẻ. Volmar cùng nhóm của mình còn xử lý hàng nghìn báo cáo lỗi từ người dùng và khắc phục chúng nếu cần thiết.

Với những con đường bị lệch, kĩ thuật viên có thể chỉnh lại dễ dàng bằng cách kéo thả trong ứng dụng Atlas​

Có một bản đồ hiện trên màn hình của Volmar cho thấy các đường ưu tiên của thành phố San Francisco, trên đó có cho biết lưu lượng giao thông. Google đã sử dụng tín hiệu vị trí của điện thoại để ánh xạ điều kiện giao thông trong nhiều năm nay, con đường nào càng có nhiều thiết bị đang tồn tại tức là nó càng đông đúc. Gupta cũng cho biết rằng việc sử dụng tín hiệu vị trí là một nguồn thông tin tốt để biết được con đường nào cho phép rẽ, đường nào bị cấm, đường nào là đường một chiều. Ông cho biết thêm rằng "Google sử dụng dữ liệu địa điểm theo nhiều cách khác nhau, nhưng đây là tất cả những gì tôi có nói cho bạn nghe".

Bên cạnh việc sử dụng đội ngũ riêng như Volmar, Google còn nhờ đến sự trợ giúp từ những người dân thường thông qua chương trình MapMaker ra mắt năm 2011 và hiện đang áp dụng tại hơn 220 nước. Mục tiêu chính của hãng đó là cải thiện Google Maps cho các quốc gia đang phát triển cũng như những nơi mà dữ liệu bản đồ chính xác, chi tiết rất khó kiếm. Đó có thể là những khu nhà nội bộ, công viên, các đường hẻm, nói chung là những nơi mà xe Street View không thể len vào.

Gupta cho hay: "Chúng tôi tuyển dụng người dùng để thêm thông tin bản đồ ở những nơi quan trọng đối với họ. Chúng tôi cung cấp một công cụ cũng như những hình ảnh vệ tinh tốt để người ta có thể kiểm tra lại công việc của mình". Bản thân phó chủ tịch McClendon đã tự mình vẽ bản đồ cho một con đường leo núi tại Windy Hill, một địa điểm nổi tiếng gần trụ sở công ty. "Tôi sử dụng tín hiệu GPS khi leo lên con đồi đó và thêm vào những đường đi chi tiết".

Các bản hiệu chụp từ ảnh Street View được hiển thị chồng lên ảnh để thiết lập dữ liệu bổ sung​

Khi ngồi xem màn hình của Volmar, chúng ta càng hiểu hơn về một bản đồ ẩn bên dưới những gì chúng ta thật sự thấy trên Google Maps. Bản đồ này lại hết sức quan trọng, nó nằm sâu nhiều lớp và cung cấp những dữ liệu giúp định hình nên Google Maps ngày nay. Đó không chỉ là bố cục, là hướng của các con đường mà còn là cách đường xá được kết nối với nhau, dữ liệu về hướng rẽ của xe. Đó không chỉ là những căn nhà bằng phẳng mà còn là những hình khối thật sự. Bản đồ Google Maps dường như càng ngày càng phát triển sâu hơn, chi tiết hơn và thông minh hơn.