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.
Parallèlement, les méthodes de surveillance traditionnelles telles que l’échantillonnage et l’analyse sur site présentent de nombreuses limites 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 dans 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 du Vietnam (Académie des sciences et technologies du Vietnam) 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 zones côtières clés.
Approche moderne
Selon le Dr Vu Anh Tuan, directeur général adjoint du Centre spatial du Vietnam, responsable de la mission, il s'agit du premier projet au Vietnam à utiliser simultanément les données du satellite Sentinel-2, des algorithmes avancés d'apprentissage automatique et la plate-forme GEE (la plate-forme de cloud computing de Google) pour modéliser et surveiller les paramètres de qualité de l'eau tels que la température de surface, les solides en suspension, la chlorophylle-a et la demande chimique en oxygène.
À partir des résultats du modèle, l'équipe de recherche a construit des cartes de distribution spatio-temporelles de la qualité de l'eau, aidant à surveiller les fluctuations et à fournir une alerte précoce des risques de pollution dans la baie d'Ha Long et à Cua Luc.
Il s'agit de deux zones aquatiques stratégiques de la province de Quang Ninh, non seulement riches en valeurs paysagères et 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 guidant le développement durable des zones côtières.
Nettoyage de l'environnement dans la baie d'Along. (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 de cloud computing pour résoudre le problème complexe de la surveillance de la qualité de l'eau dans la baie d'Ha Long, tout en fournissant des solutions réalisables pour surmonter le défi de la pénurie de données et en fournissant une analyse approfondie de 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 par saison et par moyenne annuelle.
En outre, l’étude ouvre également une nouvelle approche dans l’application de la technologie de télédétection combinée à l’apprentissage automatique pour surveiller la qualité de l’eau, soutenant ainsi efficacement la gestion des ressources en eau dans les zones côtières clés.
Vers un déploiement généralisé à travers les mers
Le Dr Vu Anh Tuan a ajouté que l'étude a utilisé les données du satellite Sentinel-2 (capteur MSI) au cours de la période 2019-2023, combinées aux données de mesure réelles du Département des ressources naturelles et de l'environnement de la province de Quang Ninh et de l'Administration nationale océanique et atmosphérique (États-Unis) 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. Des algorithmes d'apprentissage automatique tels que la forêt aléatoire, la régression par boosting et la régression AdaBoost ont ensuite été appliqués pour prédire les indicateurs de qualité de l'eau.
Selon le Dr Vu Anh Tuan, l'étude a également identifié des bandes spectrales importantes à partir des images satellites Sentinel-2, contribuant à optimiser les modèles d'apprentissage automatique et à minimiser les coûts de collecte de données à l'avenir.
Les recherches seront appliquées à l'ensemble des mers du Vietnam. (Photo : Viet Hoang/VNA)
À partir des résultats du modèle, l’équipe de recherche a construit des cartes de distribution spatio-temporelles de la qualité de l’eau, aidant à surveiller les fluctuations et à fournir une alerte précoce des 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 guidant le développement durable des zones côtières.
Concernant les orientations futures de la recherche, le Dr Vu Anh Tuan a déclaré que dans les temps à venir, 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 pour améliorer la précision des paramètres de calcul.
En particulier, l'élargissement de l'intégration de différents types de données satellitaires (actuellement, l'équipe a testé 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 est que le groupe déploiera largement cette recherche dans toutes les mers du Vietnam.
Bien que chaque zone maritime ait ses propres caractéristiques, avec la même plateforme et le même cadre de recherche, les méthodes de calcul peuvent être ajustées pour apporter des résultats précis et adaptés.
L’objectif ultime pour l’équipe est d’établir un système complet qui surveille et contrôle en permanence les paramètres de qualité de l’eau de mer.
Le système fournira des informations importantes aux planificateurs, en émettant des avertissements opportuns sur la pollution de l’eau, en particulier sur les impacts sur l’aquaculture et d’autres secteurs économiques marins.
En évaluant les résultats de cette recherche, le professeur associé - Docteur Pham Quang Vinh, membre du Conseil d'acceptation 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 aquatique côtier.
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 directions de développement pour les deux pays./.
(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
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