Vietnam menggunakan AI dan penderiaan jauh buat kali pertama untuk memantau kualiti air laut

Pembangunan sosio -ekonomi dalam beberapa tahun kebelakangan ini 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 mempunyai banyak batasan dari segi kos, masa dan skop pemantauan.

Berdepan dengan realiti itu, saintis Vietnam dan Poland telah menyelaraskan untuk menggunakan penyelidikan mengenai aplikasi penderiaan jauh dan kecerdasan buatan dalam pemantauan kualiti air - pendekatan moden dan ekonomi 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 membina peta pengedaran kualiti air spatio-temporal, 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 membimbing pembangunan mampan kawasan pantai.

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

Dr. Vu Anh Tuan berkata kebaharuan penyelidikan itu terletak pada sintesis dan aplikasi kreatif 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 nilai praktikal yang tinggi.

Kajian itu menubuhkan model pembelajaran mesin dan menentukurkannya untuk mencapai ketepatan lebih 73% dan menjana peta taburan parameter ini secara bermusim dan mengikut purata tahunan.

Selain itu, kajian itu juga membuka pendekatan baharu dalam menerapkan 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.

Sebanyak 78 imej satelit telah diproses dan dianalisis pada platform pengkomputeran awan Google. Kemudian, algoritma pembelajaran mesin seperti hutan rawak, regresi meningkatkan dan regresi AdaBoost digunakan untuk meramal 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 pada masa hadapan.

Penyelidikan ini akan digunakan di seluruh lautan Vietnam. (Foto: Viet Hoang/VNA)

Daripada keputusan model, pasukan penyelidik membina peta pengedaran kualiti air spatio-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 membimbing pembangunan mampan kawasan pantai.

Mengenai hala tuju penyelidikan masa depan, 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 integrasi pelbagai jenis data satelit (pada masa ini, pasukan telah menguji 3 jenis satelit) akan membantu meningkatkan kekerapan pemerhatian dan bukan sahaja menghadkan kepada 4 parameter kualiti air, tetapi boleh dikembangkan kepada 5, 6 atau lebih.

Salah satu hala tuju penting seterusnya ialah kumpulan itu akan menggunakan penyelidikan ini secara meluas di seluruh lautan Vietnam.

Walaupun setiap kawasan 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 adalah untuk pasukan mewujudkan sistem komprehensif yang memantau dan mengawal 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 - Doktor Pham Quang Vinh, ahli Majlis Penerimaan Akademi Sains dan Teknologi Vietnam, berkata bahawa dengan mempromosikan aplikasi AI dalam penyelidikan persekitaran air, pasukan penyelidik 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 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./.

(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