Kali pertama di Vietnam: Model AI digabungkan dengan penderiaan jauh untuk memantau kualiti air laut

Kapsyen foto — Pasukan penyelidik mengambil sampel air laut di Teluk Ha Long dan Cua Luc. Foto: Dieu Thuy/VNA

Pembangunan sosio -ekonomi sejak beberapa tahun kebelakangan ini telah menimbulkan banyak cabaran alam sekitar di Teluk Ha Long dan kawasan Cua Luc (wilayah Quang Ninh), terutamanya penurunan kualiti air laut, mengancam ekosistem marin endemik. Sementara itu, kaedah pemantauan tradisional seperti persampelan dan analisis di tapak telah mendedahkan banyak batasan dari segi kos, masa dan julat pemantauan. Berdepan dengan realiti ini, saintis Vietnam dan Poland telah menyelaras untuk menjalankan penyelidikan mengenai aplikasi penderiaan jauh dan kecerdasan buatan dalam pemantauan kualiti air - pendekatan moden yang menjimatkan kos yang membolehkan pemantauan berterusan di kawasan yang luas. Misi penyelidikan kolaboratif berkod QTPL01.03/23-24, dilaksanakan bersama oleh Pusat Angkasa Vietnam (Akademi Sains dan Teknologi Vietnam) dan Institut Geofizik Poland (Akademi Sains Poland), membantu menyediakan alat pemantauan yang lebih berkesan untuk perlindungan alam sekitar marin di kawasan pantai utama.

Pendekatan moden

Menurut Dr. Vu Anh Tuan, Timbalan Ketua Pengarah Pusat Angkasa Vietnam, yang bertanggungjawab dalam misi itu, ini merupakan projek pertama di Vietnam yang menggunakan data satelit Sentinel-2 secara serentak, algoritma pembelajaran mesin termaju dan platform GEE (platform pengkomputeran awan Google) untuk memodelkan dan memantau parameter kualiti air seperti suhu permukaan, pepejal terampai, permintaan oksigen klorofil-a dan kimia.

Daripada hasil model, pasukan penyelidik telah membina peta pengagihan kualiti air dalam ruang dan masa, membantu memantau turun naik dan memberikan amaran awal tentang risiko pencemaran di Teluk Ha Long dan Cua Luc. Ini adalah dua kawasan air strategik di wilayah Quang Ninh, bukan sahaja kaya dengan landskap dan nilai ekologi tetapi juga memainkan peranan penting dalam pembangunan ekonomi dan pelancongan wilayah itu. Peta ini boleh digunakan dalam pengurusan sumber air, menyokong perlindungan alam sekitar dan mengorientasikan pembangunan mampan kawasan pantai.

Dr. Vu Anh Tuan berkata bahawa kebaharuan kajian itu terletak pada sintesis dan inovasi penderiaan jauh, kecerdasan buatan dan teknologi pengkomputeran awan untuk menyelesaikan masalah kompleks pemantauan kualiti air di Teluk Ha Long, sambil turut mencadangkan penyelesaian yang boleh dilaksanakan untuk mengatasi cabaran kekurangan data dan menyediakan analisis mendalam dengan nilai praktikal yang tinggi. Kajian itu menubuhkan model pembelajaran mesin dan menentukur serta menguji model ini untuk mencapai ketepatan lebih 73% dan mencipta peta taburan parameter ini mengikut musim dan purata tahunan. Selain itu, kajian itu juga membuka pendekatan baharu dalam aplikasi teknologi penderiaan jauh digabungkan dengan pembelajaran mesin untuk memantau kualiti air, dengan itu menyokong pengurusan sumber air secara berkesan di kawasan pantai utama.

Ke arah penyebaran meluas di seluruh lautan

Dr Vu Anh Tuan menambah bahawa kajian itu menggunakan data daripada satelit Sentinel-2 (sensor MSI) dalam tempoh 2019 - 2023, digabungkan dengan data ukuran sebenar daripada Jabatan Sumber Asli dan Alam Sekitar wilayah Quang Ninh dan Pentadbiran Lautan dan Atmosfera Negara (AS) untuk meramalkan kualiti air di kawasan kajian. Secara keseluruhan, 78 imej satelit telah diproses dan dianalisis pada platform pengkomputeran awan Google. Kemudian, algoritma pembelajaran mesin seperti: Random Forest, Boosted Regression dan AdaBoost Regression telah digunakan untuk meramalkan penunjuk kualiti air.

Menurut Dr. Vu Anh Tuan, kajian itu juga mengenal pasti jalur spektrum penting daripada imej satelit Sentinel-2, menyumbang kepada mengoptimumkan model pembelajaran mesin dan meminimumkan kos pengumpulan data masa hadapan. Daripada keputusan model, pasukan penyelidik membina peta pengedaran kualiti air spatial-temporal, membantu memantau turun naik dan memberikan amaran awal tentang risiko pencemaran di Teluk Ha Long. Peta ini boleh digunakan dalam pengurusan sumber air, menyokong perlindungan alam sekitar dan mengorientasikan pembangunan mampan kawasan pantai.

Mengenai hala tuju penyelidikan seterusnya, Dr. Vu Anh Tuan berkata bahawa pada masa akan datang, pasukan penyelidik bercadang untuk meningkatkan kekerapan pemerhatian dan pensampelan, dan seterusnya mengintegrasikan AI dengan data imej satelit untuk meningkatkan ketepatan parameter pengiraan. Khususnya, memperluaskan penyepaduan pelbagai jenis data satelit (pada masa ini, pasukan telah menguji 3 jenis satelit) akan membantu meningkatkan kekerapan pemerhatian dan bukan sahaja menghadkannya kepada 4 parameter kualiti air, tetapi boleh dikembangkan kepada 5, 6 atau lebih. Salah satu hala tuju penting seterusnya ialah pasukan akan menggunakan penyelidikan ini secara meluas di seluruh lautan Vietnam. Walaupun setiap laut mempunyai ciri tersendiri, dengan platform dan rangka kerja penyelidikan yang sama, kaedah pengiraan boleh diselaraskan untuk membawa hasil yang tepat dan sesuai. Matlamat utama ialah pasukan akan mewujudkan sistem yang komprehensif untuk memantau dan menyelia parameter kualiti air laut secara berterusan. Sistem ini akan menyediakan maklumat penting kepada perancang, memberikan amaran tepat pada masanya tentang pencemaran air, terutamanya kesan ke atas akuakultur dan sektor ekonomi marin yang lain.

Menilai hasil penyelidikan ini, Profesor Madya, Dr Pham Quang Vinh, ahli Majlis Penerimaan Akademi Sains dan Teknologi Vietnam, berkata bahawa dengan mempromosikan aplikasi AI dalam penyelidikan persekitaran air, pasukan penyelidik telah menggunakan algoritma baharu untuk memproses data penderiaan jauh dalam penyelidikan persekitaran air pantai. Ini adalah contoh tipikal kerjasama saintifik yang berkesan dengan penerbitan bersama antara kedua-dua pihak dalam jurnal SCIE Q1 - jurnal antarabangsa berkualiti tinggi; dengan itu, menyumbang kepada menggalakkan kerjasama penyelidikan saintifik antara Vietnam dan Poland, membuka hala tuju pembangunan baharu untuk kedua-dua negara.

Sumber: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/lan-dau-tien-tai-viet-nam-mo-hinh-ai-ket-hop-vien-tham-giam-sat-chat-luong-nuoc-bien/20250619075954419

Komen (0)