Vietnam menerapkan AI dan penginderaan jarak jauh untuk pertama kalinya untuk memantau kualitas air laut

Pembangunan sosial -ekonomi dalam beberapa tahun terakhir menimbulkan banyak tantangan lingkungan di Teluk Ha Long dan daerah Cua Luc (provinsi Quang Ninh), terutama penurunan kualitas air laut, yang mengancam ekosistem laut endemik.

Sementara itu, metode pemantauan tradisional seperti pengambilan sampel dan analisis di tempat memiliki banyak keterbatasan dalam hal biaya, waktu, dan ruang lingkup pemantauan.

Menghadapi kenyataan itu, ilmuwan Vietnam dan Polandia telah berkoordinasi untuk menyebarkan penelitian tentang penerapan penginderaan jarak jauh dan kecerdasan buatan dalam pemantauan kualitas air - pendekatan modern dan ekonomis yang memungkinkan pemantauan berkelanjutan di area yang luas.

Misi penelitian kolaboratif yang diberi kode QTPL01.03/23-24, yang dilaksanakan bersama oleh Pusat Luar Angkasa Vietnam (Akademi Sains dan Teknologi Vietnam) dan Institut Geofisika Polandia (Akademi Ilmu Pengetahuan Polandia), membantu menyediakan alat pemantauan yang lebih efektif untuk perlindungan lingkungan laut di wilayah pesisir utama.

Pendekatan modern

Menurut Dr. Vu Anh Tuan, Wakil Direktur Jenderal Pusat Antariksa Vietnam, yang bertanggung jawab atas misi tersebut, ini adalah proyek pertama di Vietnam yang secara bersamaan menggunakan data satelit Sentinel-2, algoritma pembelajaran mesin canggih, dan platform GEE (platform komputasi awan Google) untuk memodelkan dan memantau parameter kualitas air seperti suhu permukaan, padatan tersuspensi, klorofil-a, dan kebutuhan oksigen kimia.

Dari hasil model, tim peneliti membangun peta distribusi kualitas air spasio-temporal, membantu memantau fluktuasi dan memberikan peringatan dini risiko polusi di Teluk Ha Long dan Cua Luc.

Ini adalah dua wilayah perairan strategis di provinsi Quang Ninh, tidak hanya kaya akan nilai lanskap dan ekologi tetapi juga memainkan peran penting dalam pengembangan ekonomi dan pariwisata provinsi tersebut.

Peta-peta ini dapat digunakan dalam pengelolaan sumber daya air, mendukung perlindungan lingkungan dan mengarahkan pembangunan berkelanjutan di wilayah pesisir.

Membersihkan lingkungan di Teluk Ha Long. (Foto: Thanh Van/VNA)

Dr. Vu Anh Tuan mengatakan kebaruan penelitian ini terletak pada sintesis dan penerapan kreatif penginderaan jarak jauh, kecerdasan buatan, dan teknologi komputasi awan untuk memecahkan masalah rumit pemantauan kualitas air di Teluk Ha Long, sekaligus mengusulkan solusi yang layak untuk mengatasi tantangan kekurangan data dan menyediakan analisis mendalam yang bernilai praktis tinggi.

Penelitian ini menetapkan model pembelajaran mesin dan mengkalibrasinya untuk mencapai akurasi lebih dari 73% dan menghasilkan peta distribusi parameter ini secara musiman dan rata-rata tahunan.

Selain itu, penelitian ini juga membuka pendekatan baru dalam menerapkan teknologi penginderaan jarak jauh yang dikombinasikan dengan pembelajaran mesin untuk memantau kualitas air, sehingga secara efektif mendukung pengelolaan sumber daya air di wilayah pesisir utama.

Menuju penyebaran yang luas di seluruh lautan

Dr. Vu Anh Tuan menambahkan bahwa penelitian tersebut menggunakan data dari satelit Sentinel-2 (sensor MSI) dalam periode 2019-2023, dikombinasikan dengan data pengukuran aktual dari Departemen Sumber Daya Alam dan Lingkungan Hidup provinsi Quang Ninh dan Badan Kelautan dan Atmosfer Nasional (AS) untuk memperkirakan kualitas air di wilayah penelitian.

Sebanyak 78 citra satelit diproses dan dianalisis pada platform komputasi awan Google. Kemudian, algoritma pembelajaran mesin seperti hutan acak, regresi boosting, dan regresi AdaBoost diterapkan untuk memprediksi indikator kualitas air.

Menurut Dr. Vu Anh Tuan, penelitian ini juga mengidentifikasi pita spektral penting dari citra satelit Sentinel-2, yang berkontribusi dalam mengoptimalkan model pembelajaran mesin dan meminimalkan biaya pengumpulan data di masa mendatang.

Penelitian ini akan diterapkan di seluruh perairan Vietnam. (Foto: Viet Hoang/VNA)

Dari hasil model, tim peneliti membangun peta distribusi kualitas air spasio-temporal, membantu memantau fluktuasi dan memberikan peringatan dini risiko polusi di Teluk Ha Long.

Peta-peta ini dapat digunakan dalam pengelolaan sumber daya air, mendukung perlindungan lingkungan dan mengarahkan pembangunan berkelanjutan di wilayah pesisir.

Mengenai arah penelitian masa depan, Dr. Vu Anh Tuan mengatakan bahwa di waktu mendatang, tim peneliti mengusulkan untuk meningkatkan frekuensi pengamatan dan pengambilan sampel, dan lebih lanjut mengintegrasikan AI dengan data citra satelit untuk meningkatkan akurasi parameter perhitungan.

Secara khusus, perluasan integrasi berbagai jenis data satelit (saat ini, tim telah menguji pada 3 jenis satelit) akan membantu meningkatkan frekuensi pengamatan dan tidak hanya terbatas pada 4 parameter kualitas air, tetapi dapat diperluas hingga 5, 6 atau lebih.

Salah satu arah penting berikutnya adalah kelompok tersebut akan menyebarkan penelitian ini secara luas di seluruh lautan Vietnam.

Meskipun setiap wilayah laut memiliki karakteristiknya sendiri, dengan platform dan kerangka kerja penelitian yang sama, metode perhitungan dapat disesuaikan untuk menghasilkan hasil yang akurat dan sesuai.

Sasaran utamanya adalah agar tim membangun sistem komprehensif yang terus memantau dan mengendalikan parameter kualitas air laut.

Sistem ini akan memberikan informasi penting kepada para perencana, memberikan peringatan tepat waktu tentang pencemaran air, terutama dampaknya terhadap akuakultur dan sektor ekonomi kelautan lainnya.

Mengevaluasi hasil penelitian ini, Associate Professor - Doktor Pham Quang Vinh, anggota Dewan Penerimaan Akademi Sains dan Teknologi Vietnam, mengatakan bahwa dengan mempromosikan penerapan AI dalam penelitian lingkungan perairan, tim peneliti menggunakan algoritma baru untuk memproses data penginderaan jauh dalam penelitian lingkungan perairan pesisir.

Ini merupakan contoh khas kerja sama ilmiah yang efektif dengan publikasi bersama antara kedua belah pihak di SCIE Q1 - jurnal internasional berkualitas tinggi; dengan demikian, berkontribusi dalam mempromosikan kerja sama penelitian ilmiah antara Vietnam dan Polandia, membuka arah pembangunan baru bagi kedua negara.

(TTXVN/Vietnam+)

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