El desarrollo socioeconómico de los últimos años está planteando muchos desafíos ambientales en la bahía de Ha Long y el área de Cua Luc (provincia de Quang Ninh), especialmente la disminución de la calidad del agua de mar, que amenaza el ecosistema marino endémico.
Mientras tanto, los métodos de monitoreo tradicionales, como el muestreo y análisis in situ, tienen muchas limitaciones en términos de costo, tiempo y alcance del monitoreo.
Ante esa realidad, científicos vietnamitas y polacos se han coordinado para desplegar investigaciones sobre la aplicación de la teledetección y la inteligencia artificial en el monitoreo de la calidad del agua: un enfoque moderno y económico que permite un monitoreo continuo en una gran área.
La misión de investigación colaborativa codificada QTPL01.03/23-24, implementada conjuntamente por el Centro Espacial de Vietnam (Academia de Ciencia y Tecnología de Vietnam) y el Instituto Polaco de Geofísica (Academia Polaca de Ciencias), ayuda a proporcionar herramientas de monitoreo más efectivas para la protección del medio ambiente marino en áreas costeras clave.
Enfoque moderno
Según el Dr. Vu Anh Tuan, subdirector general del Centro Espacial de Vietnam, responsable de la misión, este es el primer proyecto en Vietnam que utiliza simultáneamente datos del satélite Sentinel-2, algoritmos avanzados de aprendizaje automático y la plataforma GEE (la plataforma de computación en la nube de Google) para modelar y monitorear parámetros de calidad del agua como la temperatura de la superficie, los sólidos suspendidos, la clorofila a y la demanda química de oxígeno.
A partir de los resultados del modelo, el equipo de investigación construyó mapas de distribución espacio-temporal de la calidad del agua, ayudando a monitorear las fluctuaciones y proporcionar una alerta temprana sobre los riesgos de contaminación en la bahía de Ha Long y Cua Luc.
Se trata de dos zonas acuáticas estratégicas de la provincia de Quang Ninh, que no sólo son ricas en valores paisajísticos y ecológicos, sino que también desempeñan un papel importante en el desarrollo económico y turístico de la provincia.
Estos mapas se pueden utilizar en la gestión de los recursos hídricos, apoyando la protección del medio ambiente y orientando el desarrollo sostenible de las zonas costeras.
Limpieza del medio ambiente en la bahía de Ha Long. (Foto: Thanh Van/VNA)
El Dr. Vu Anh Tuan dijo que la novedad de la investigación radica en la síntesis y aplicación creativa de las tecnologías de teledetección, inteligencia artificial y computación en la nube para resolver el complejo problema del monitoreo de la calidad del agua en la bahía de Ha Long, al tiempo que proporciona soluciones factibles para superar el desafío de la escasez de datos y proporciona un análisis profundo de alto valor práctico.
El estudio estableció modelos de aprendizaje automático y los calibró para lograr una precisión de más del 73% y generó mapas de la distribución de estos parámetros por temporada y por promedio anual.
Además, el estudio también abre un nuevo enfoque en la aplicación de tecnología de teledetección combinada con aprendizaje automático para monitorear la calidad del agua, apoyando así eficazmente la gestión de los recursos hídricos en áreas costeras clave.
Hacia un despliegue generalizado en todos los mares
El Dr. Vu Anh Tuan agregó que el estudio utilizó datos del satélite Sentinel-2 (sensor MSI) en el período 2019-2023, combinados con datos de medición reales del Departamento de Recursos Naturales y Medio Ambiente de la provincia de Quang Ninh y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (EE. UU.) para pronosticar la calidad del agua en el área de estudio.
Se procesaron y analizaron un total de 78 imágenes satelitales en la plataforma de computación en la nube de Google. Posteriormente, se aplicaron algoritmos de aprendizaje automático como bosque aleatorio, regresión boosting y regresión AdaBoost para predecir indicadores de calidad del agua.
Según el Dr. Vu Anh Tuan, el estudio también identificó bandas espectrales importantes de las imágenes del satélite Sentinel-2, contribuyendo a optimizar los modelos de aprendizaje automático y minimizar los costos de recopilación de datos en el futuro.
La investigación se aplicará en todos los mares de Vietnam. (Foto: Viet Hoang/VNA)
A partir de los resultados del modelo, el equipo de investigación construyó mapas de distribución espacio-temporal de la calidad del agua, ayudando a monitorear las fluctuaciones y proporcionar una alerta temprana sobre los riesgos de contaminación en la bahía de Ha Long.
Estos mapas se pueden utilizar en la gestión de los recursos hídricos, apoyando la protección del medio ambiente y orientando el desarrollo sostenible de las zonas costeras.
Respecto a las futuras direcciones de investigación, el Dr. Vu Anh Tuan dijo que en el futuro, el equipo de investigación propone aumentar la frecuencia de observación y muestreo, e integrar aún más la IA con los datos de imágenes satelitales para mejorar la precisión de los parámetros de cálculo.
En particular, ampliar la integración de diferentes tipos de datos satelitales (actualmente, el equipo ha probado en 3 tipos de satélites) ayudará a aumentar la frecuencia de las observaciones y no sólo se limitará a 4 parámetros de calidad del agua, sino que podrá ampliarse a 5, 6 o más.
Una de las próximas direcciones importantes es que el grupo desplegará ampliamente esta investigación en todos los mares de Vietnam.
Aunque cada zona marina tiene sus propias características, con la misma plataforma y marco de investigación se pueden ajustar los métodos de cálculo para obtener resultados precisos y adecuados.
El objetivo final es que el equipo establezca un sistema integral que monitoree y controle continuamente los parámetros de calidad del agua de mar.
El sistema proporcionará información importante a los planificadores, dando advertencias oportunas sobre la contaminación del agua, especialmente los impactos en la acuicultura y otros sectores económicos marinos.
Al evaluar los resultados de esta investigación, el Profesor Asociado, Doctor Pham Quang Vinh, miembro del Consejo de Aceptación de la Academia de Ciencia y Tecnología de Vietnam, dijo que al promover la aplicación de IA en la investigación del entorno acuático, el equipo de investigación utilizó nuevos algoritmos para procesar datos de teledetección en la investigación del entorno acuático costero.
Este es un ejemplo típico de cooperación científica eficaz con una publicación conjunta entre las dos partes en SCIE Q1, una revista internacional de alta calidad, que contribuye a promover la cooperación en investigación científica entre Vietnam y Polonia y abre nuevas direcciones de desarrollo para ambos países.
(Vietnam+)
Fuente: https://www.vietnamplus.vn/viet-nam-lan-dau-tien-ung-dung-ai-va-vien-tham-giam-sat-chat-luong-nuoc-bien-post1044935.vnp
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