Le Vietnam utilise pour la première fois l'IA et la télédétection pour surveiller la qualité de l'eau de mer.

Des recherches menées par des scientifiques vietnamiens et polonais combinent l'intelligence artificielle et la télédétection pour surveiller la qualité de l'eau de mer, contribuant ainsi efficacement à la gestion des ressources en eau dans les principales zones côtières.

Le développement socio -économique de ces dernières années pose de nombreux défis environnementaux dans la baie d'Ha Long et la région de Cua Luc (province de Quang Ninh), notamment la baisse de la qualité de l'eau de mer, menaçant l'écosystème marin endémique.

Par ailleurs, les méthodes de surveillance traditionnelles telles que l'échantillonnage et l'analyse sur site présentent de nombreuses limitations en termes de coût, de temps et de portée de la surveillance.

Face à cette réalité, des scientifiques vietnamiens et polonais se sont coordonnés pour déployer des recherches sur l'application de la télédétection et de l'intelligence artificielle à la surveillance de la qualité de l'eau – une approche moderne et économique qui permet une surveillance continue sur une vaste zone.

La mission de recherche collaborative codée QTPL01.03/23-24, mise en œuvre conjointement par le Centre spatial vietnamien (Académie vietnamienne des sciences et technologies) et l'Institut polonais de géophysique (Académie polonaise des sciences), contribue à fournir des outils de surveillance plus efficaces pour la protection de l'environnement marin dans les principales zones côtières.

Approche moderne

Selon le Dr Vu Anh Tuan, directeur général adjoint du Centre spatial vietnamien, en charge de la mission, il s'agit du premier projet au Vietnam à utiliser simultanément les données du satellite Sentinel-2, des algorithmes d'apprentissage automatique avancés et la plateforme GEE (plateforme de cloud computing de Google) pour modéliser et surveiller les paramètres de qualité de l'eau tels que la température de surface, les matières en suspension, la chlorophylle a et la demande chimique en oxygène.

À partir des résultats du modèle, l'équipe de recherche a élaboré des cartes spatio-temporelles de la distribution de la qualité de l'eau, permettant de surveiller les fluctuations et de fournir une alerte précoce en cas de risques de pollution dans la baie d'Ha Long et à Cua Luc.

Il s'agit de deux zones aquatiques stratégiques dans la province de Quang Ninh, non seulement riches en paysages et en valeurs écologiques, mais jouant également un rôle important dans le développement économique et touristique de la province.

Ces cartes peuvent être utilisées dans la gestion des ressources en eau, en soutenant la protection de l'environnement et en orientant le développement durable des zones côtières.

Nettoyage de l'environnement dans la baie d'Ha Long. (Photo : Thanh Van/VNA)

Le Dr Vu Anh Tuan a déclaré que la nouveauté de la recherche réside dans la synthèse et l'application créative des technologies de télédétection, d'intelligence artificielle et d'informatique en nuage pour résoudre le problème complexe de la surveillance de la qualité de l'eau dans la baie d'Ha Long, tout en proposant des solutions réalisables pour surmonter le défi de la pénurie de données et en fournissant une analyse approfondie d'une grande valeur pratique.

L'étude a établi des modèles d'apprentissage automatique et les a calibrés pour atteindre une précision de plus de 73 %, et a généré des cartes de la distribution de ces paramètres de manière saisonnière et en moyenne annuelle.

En outre, l'étude ouvre également une nouvelle voie dans l'application de la télédétection combinée à l'apprentissage automatique pour surveiller la qualité de l'eau, contribuant ainsi efficacement à la gestion des ressources en eau dans les principales zones côtières.

Vers un déploiement généralisé à travers les mers

Le Dr Vu Anh Tuan a ajouté que l'étude a utilisé des données du satellite Sentinel-2 (capteur MSI) sur la période 2019-2023, combinées à des données de mesure réelles du Département des ressources naturelles et de l'environnement de la province de Quang Ninh et de la National Oceanic and Atmospheric Administration (USA) pour prévoir la qualité de l'eau dans la zone d'étude.

Au total, 78 images satellites ont été traitées et analysées sur la plateforme de cloud computing de Google. Ensuite, des algorithmes d'apprentissage automatique tels que les forêts aléatoires, la régression boostée et la régression AdaBoost ont été appliqués pour prédire les indicateurs de qualité de l'eau.

Selon le Dr Vu Anh Tuan, l'étude a également permis d'identifier des bandes spectrales importantes à partir d'images du satellite Sentinel-2, contribuant ainsi à optimiser les modèles d'apprentissage automatique et à minimiser les coûts de collecte de données à l'avenir.

Ces recherches seront appliquées dans toutes les mers vietnamiennes. (Photo : Viet Hoang/VNA)

À partir des résultats du modèle, l'équipe de recherche a élaboré des cartes spatio-temporelles de la distribution de la qualité de l'eau, permettant de surveiller les fluctuations et de fournir une alerte précoce en cas de risques de pollution dans la baie d'Ha Long.

Ces cartes peuvent être utilisées dans la gestion des ressources en eau, en soutenant la protection de l'environnement et en orientant le développement durable des zones côtières.

Concernant les orientations futures de la recherche, le Dr Vu Anh Tuan a déclaré que, dans les prochains mois, l'équipe de recherche propose d'augmenter la fréquence d'observation et d'échantillonnage, et d'intégrer davantage l'IA aux données d'images satellites afin d'améliorer la précision des paramètres de calcul.

En particulier, l'élargissement de l'intégration de différents types de données satellitaires (actuellement, l'équipe a effectué des tests sur 3 types de satellites) permettra d'augmenter la fréquence des observations et de ne pas se limiter à 4 paramètres de qualité de l'eau, mais pourra être étendu à 5, 6 ou plus.

L'une des prochaines orientations importantes consiste à déployer largement ces recherches dans toutes les mers du Vietnam.

Bien que chaque zone maritime présente ses propres caractéristiques, avec une plateforme et un cadre de recherche identiques, les méthodes de calcul peuvent être ajustées pour obtenir des résultats précis et adaptés.

L'objectif ultime est que l'équipe mette en place un système complet permettant de surveiller et de contrôler en permanence les paramètres de qualité de l'eau de mer.

Ce système fournira des informations importantes aux planificateurs, en les alertant en temps opportun sur la pollution de l'eau, notamment sur ses impacts sur l'aquaculture et d'autres secteurs économiques marins.

Évaluant les résultats de cette recherche, le professeur agrégé et docteur Pham Quang Vinh, membre du Conseil d'agrément de l'Académie vietnamienne des sciences et technologies, a déclaré qu'en promouvant l'application de l'IA dans la recherche sur l'environnement aquatique, l'équipe de recherche a utilisé de nouveaux algorithmes pour traiter les données de télédétection dans la recherche sur l'environnement des eaux côtières.

Il s'agit d'un exemple typique de coopération scientifique efficace avec une publication conjointe entre les deux parties dans SCIE Q1 - une revue internationale de haute qualité ; contribuant ainsi à promouvoir la coopération en matière de recherche scientifique entre le Vietnam et la Pologne, ouvrant de nouvelles perspectives de développement pour les deux pays.

(TTXVN/Vietnam+)

Source : https://www.vietnamplus.vn/viet-nam-lan-dau-tien-ung-dung-ai-va-vien-tham-giam-sat-chat-luong-nuoc-bien-post1044935.vnp