Die Anwendung von Fernerkundungstechnologie und künstlicher Intelligenz zur Datenerfassung ist in zahlreichen Bereichen populär und gefragt. Insbesondere die Entwicklung der Sozioökonomie hat zu einer steigenden Nachfrage nach Fernerkundungsdaten und dem Einsatz künstlicher Intelligenz geführt.
Vietnam verfügt über eine Küstenlinie von mehr als 3.260 km. Die Meeresökosysteme spielen aufgrund ihrer reichen Artenvielfalt und ihres sozioökonomischen Nutzens für die Menschen eine wichtige Rolle bei der Entwicklung einer nachhaltigen blauen Ozeanwirtschaft, sind jedoch zunehmend durch Meeresschadstoffe bedroht.
Dies erfordert eine regelmäßige Überwachung und Bewertung der Wasserqualität, vor allem in Küstengewässern.
Einsatz von Technologie zur Überwachung der Meerwasserqualität in Küstengebieten
Vor Kurzem hat das Forschungsteam des Vietnam Space Center (unter der Vietnamesischen Akademie der Wissenschaften und Technologie) in Zusammenarbeit mit dem Polnischen Institut für Geophysik (unter der Polnischen Akademie der Wissenschaften) erfolgreich ein Forschungsprojekt zur Anwendung von KI und Fernerkundung bei der Überwachung der Meerwasserqualität in den Gewässern der Ha Long-Bucht und Cua Luc (Provinz Quang Ninh) durchgeführt.
Dies ist das erste Projekt in Vietnam, das gleichzeitig Sentinel-2-Satellitendaten, fortschrittliche Algorithmen für maschinelles Lernen und die GEE-Plattform (die Cloud-Computing-Plattform von Google) verwendet, um Wasserqualitätsparameter wie Oberflächentemperatur, Schwebstoffe, Chlorophyll-a und chemischen Sauerstoffbedarf zu modellieren und zu überwachen.
Die Neuheit der Forschung liegt in der Synthese und kreativen Anwendung von Fernerkundung, künstlicher Intelligenz und Cloud-Computing-Technologien zur Lösung des Problems der Überwachung der Meerwasserqualität. Gleichzeitig werden praktikable Lösungen zur Überwindung der Herausforderung des Datenmangels bereitgestellt und eine eingehende Analyse des praktischen Nutzens durchgeführt.
Darüber hinaus eröffnet die Studie auch einen neuen Ansatz bei der Anwendung von Fernerkundungstechnologie in Kombination mit maschinellem Lernen zur Überwachung der Wasserqualität und unterstützt so wirksam das Wasserressourcenmanagement in wichtigen Küstengebieten und kann schrittweise auf alle Meeresgebiete ausgeweitet werden.
Laut der Forschungsgruppe für Fernerkundung zur Überwachung von Wasserqualitätsindikatoren des Vietnam Space Center sind für einen großflächigen Einsatz in den Meeren unseres Landes die erforderlichen Voraussetzungen wie hochqualifiziertes Personal sowie qualitativ hochwertige und synchrone Daten vor Ort erforderlich. Dies ist die Voraussetzung und zugleich die größte Herausforderung.
Damit KI-Modelle für jedes Meeresgebiet genaue Ergebnisse liefern können, ist ein Netzwerk von Überwachungsstationen oder regelmäßige Probenahmekampagnen auf lokaler Ebene erforderlich.
Master Ngo Duc Anh, Forscher und Mitglied der Forschungsgruppe für Fernerkundung zur Überwachung von Wasserqualitätsindikatoren am Vietnam Space Center, erläuterte die Vorteile der Implementierung, nämlich die verfügbare Technologie und die geringen Kosten. Insbesondere die Datenquelle des Sentinel-2-Satelliten ist völlig kostenlos.
Die Cloud-Computing-Plattform Google Earth Engine (GEE) bietet außerdem leistungsstarke Verarbeitung, ohne dass Investitionen in teure Supercomputer erforderlich sind.
Die Pilotstudie in der Halong-Bucht hat eine bewährte Methode entwickelt, die angepasst und auf andere Meeresgebiete angewendet werden kann, wodurch Zeit und Aufwand gespart werden, die Forschung von Grund auf neu zu beginnen.
Das Forschungsteam des Vietnam Space Center wies auch auf die spezifischen Merkmale der einzelnen Meeresgebiete hin. Jedes Meeresgebiet Vietnams (Nord, Mitte, Süd) weist unterschiedliche ozeanografische Merkmale, Verschmutzungsquellen und eine unterschiedliche optische Zusammensetzung des Wassers auf.
Ein für die Halong-Bucht trainiertes Modell kann nicht automatisch auf das Ca-Mau-Meeresgebiet angewendet werden. Daher benötigt jeder Standort einen eigenen Modellkalibrierungsprozess, der Felddaten vor Ort erfordert.
Das Fehlen eines Netzwerks automatischer, kontinuierlicher und synchronisierter Überwachungsstationen in den vietnamesischen Meeren stellt ein großes Hindernis für die Kalibrierung und Überprüfung groß angelegter Modelle dar.
Damit das System landesweit effektiv funktionieren kann, bedarf es eines engen und reibungslosen Koordinierungsmechanismus zwischen zentralen Forschungseinheiten, den zuständigen Ministerien (Landwirtschaft und Umwelt, Wissenschaft und Technologie) und den Behörden der Küstenprovinzen und -städte.
Erschließung neuer Räume für die Entwicklung der Weltraumwissenschaft und -technologie in Vietnam
Dr. Vu Anh Tuan, stellvertretender Generaldirektor des Vietnam Space Center, erläuterte die Bedeutung des Projekts und sagte, dass die Forschung einen neuen Ansatz für die Anwendung von Fernerkundungstechnologie in Kombination mit maschinellem Lernen zur Überwachung der Wasserqualität eröffnet habe und so die Bewirtschaftung der Wasserressourcen in wichtigen Küstengebieten wirksam unterstütze.
Trotz der begrenzten Felddaten liefert das Random-Forest-Modell immer noch gute Prognoseergebnisse für Indikatoren wie „Schwebstoffe“ (TSS).
Durch die Integration von Karten zur Wasserqualitätsverteilung in die Google Earth Engine-Plattform wurde ein intuitives Tool geschaffen, das die Überwachung von Schwankungen der Meeresumwelt über Raum und Zeit ermöglicht und praktisch der Verwaltung und Planung einer nachhaltigen Entwicklung des Forschungsgebiets dient.
Laut Dr. Vu Anh Tuan sind eine der Voraussetzungen für eine flächendeckende Umsetzung des oben genannten Projekts die technologische Infrastruktur und eine zentralisierte Datenbank, anfängliche finanzielle Investitionen sowie die Aufrechterhaltung des Betriebs und die Schulung des Personals …
Insbesondere hängt der Erfolg eines groß angelegten Einsatzes weitgehend von der proaktiven und aktiven Rolle der lokalen Behörden auf See ab. In der Resolution Nr. 57-NQ/TW des Politbüros vom 22. Dezember 2024 zu Durchbrüchen in Wissenschaft, Technologie, Innovation und der nationalen digitalen Transformation wurde die Bedeutung des „Weltraums“ hervorgehoben und gleichzeitig das Ziel der Autonomie und der schrittweisen Beherrschung von Kerntechnologien betont, um der sozioökonomischen Entwicklung zu dienen und die nationale Verteidigung und Sicherheit zu gewährleisten.
„Man kann sagen, dass dies einen neuen Raum für die Entwicklung der Weltraumwissenschaft und -technologie in Vietnam eröffnet und dies ist auch ein Faktor, der Küstenorte dazu ermutigt, sich am Fernerkundungsprojekt zur Überwachung von Wasserqualitätsindikatoren zu beteiligen“, betonte Dr. Vu Anh Tuan.
Mit der Resolution Nr. 57 erhalten die wichtigsten Strategien des Vietnam Space Center, wie etwa die Beherrschung der Technologie, die Herstellung von Satelliten unter vietnamesischer Marke, der Aufbau großer Datenbanken und die Nutzung künstlicher Intelligenz zur Anwendung der Weltraumtechnologie auf nationaler Ebene in wichtigen Bereichen wie der Überwachung von Ressourcen, Umwelt und Naturkatastrophen, der Raumplanung, der Entwicklung der Meereswirtschaft, der Reaktion auf nicht-traditionelle Sicherheitsherausforderungen wie Klimawandel, Suche und Rettung sowie der Beitrag zur Gewährleistung der nationalen Verteidigung, Sicherheit und Souveränität, eine große Dynamik und Chancen, in naher Zukunft umgesetzt zu werden.
Dr. Vu Anh Tuan ist davon überzeugt, dass die Resolution Nr. 57 durch die Anwendung von Fernerkundung und künstlicher Intelligenz bei der großflächigen Überwachung der Wasserumwelt auch große Chancen für lohnende und gezielte Investitionen bietet.
Gleichzeitig sind die Ergebnisse dieser Problematik auch eine wichtige Informationsquelle für verwandte Sektoren wie Umwelt, Aquakultur und Fischerei, für eine schnelle und nachhaltige Entwicklung der Meereswirtschaft mit Entwicklungsbedingungen im Sinne der Resolution Nr. 57.
Es ist zu hoffen, dass die Resolution Nr. 57 bald in die Praxis umgesetzt wird, indem Vorschriften zu Investitionen, öffentlichen Aufträgen und Finanzen geändert werden. Dadurch wurden Hindernisse beseitigt, ein klarer Rechtsrahmen geschaffen und den Wissenschaftlern Autonomie gewährt./.
Quelle: https://www.vietnamplus.vn/nghi-quyet-57-mo-duong-so-hoa-du-lieu-giam-sat-nuoc-bien-bang-cong-nghe-ve-tinh-post1049565.vnp
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