Rezolucja 57 otwiera drogę do digitalizacji danych z monitoringu wody morskiej przy użyciu technologii satelitarnej

Przełomowe osiągnięcia w zastosowaniu technologii satelitarnej i sztucznej inteligencji pomagają Wietnamowi stopniowo digitalizować dane dotyczące monitorowania wody morskiej, realizując cele rezolucji 57 dotyczącej rozwoju gospodarki morskiej i technologii kosmicznej.

Zastosowanie technologii teledetekcji i sztucznej inteligencji do gromadzenia danych w wielu dziedzinach zyskało na popularności i stało się bardziej ukierunkowane. W szczególności rozwój gospodarki społecznej doprowadził do wzrostu zapotrzebowania na dane z teledetekcji, a także na wykorzystanie sztucznej inteligencji.

Długość linii brzegowej Wietnamu wynosi ponad 3260 km, a ekosystemy morskie odgrywają ważną rolę w rozwoju zrównoważonej gospodarki błękitnego oceanu ze względu na dużą bioróżnorodność i korzyści społeczno-ekonomiczne dla ludzi. Są jednak coraz bardziej zagrożone przez zanieczyszczenia morza.

Wymaga to regularnego monitorowania i oceny jakości wody, przede wszystkim w wodach przybrzeżnych.

Zastosowanie technologii do monitorowania jakości wody morskiej w obszarach przybrzeżnych

Niedawno zespół badawczy Wietnamskiego Centrum Kosmicznego (podlegającego Wietnamskiej Akademii Nauki i Technologii) nawiązał współpracę z Polskim Instytutem Geofizyki (podlegającym Polskiej Akademii Nauk) w celu przeprowadzenia udanego projektu badawczego dotyczącego zastosowania sztucznej inteligencji i teledetekcji w monitorowaniu jakości wody morskiej w wodach zatoki Ha Long i Cua Luc (prowincja Quang Ninh).

Jest to pierwszy projekt w Wietnamie, w którym jednocześnie wykorzystano dane z satelity Sentinel-2, zaawansowane algorytmy uczenia maszynowego i platformę GEE (platformę obliczeniową w chmurze Google) do modelowania i monitorowania parametrów jakości wody, takich jak temperatura powierzchni, zawiesina, chlorofil-a i chemiczne zapotrzebowanie na tlen.

Innowacyjność badań polega na syntezie i kreatywnym zastosowaniu technologii teledetekcji, sztucznej inteligencji i przetwarzania w chmurze w celu rozwiązania problemu monitorowania jakości wody morskiej, a także na dostarczaniu wykonalnych rozwiązań pozwalających przezwyciężyć problem niedoboru danych oraz zapewnianiu dogłębnej analizy o praktycznej wartości.

Ponadto badanie to otwiera nowe podejście w stosowaniu technologii teledetekcji w połączeniu z uczeniem maszynowym do monitorowania jakości wody, co skutecznie wspiera zarządzanie zasobami wodnymi na kluczowych obszarach przybrzeżnych, a stopniowo rozszerzając się na wszystkie obszary morskie.

Według Grupy Badawczej ds. Teledetekcji w Monitorowaniu Wskaźników Jakości Wody Wietnamskiego Centrum Kosmicznego, aby móc szeroko rozprzestrzenić się na morzach naszego kraju, konieczne jest zapewnienie odpowiednich warunków, takich jak: wysokiej jakości zasoby ludzkie oraz wysokiej jakości i synchroniczne dane in-situ. To warunek wstępny, a zarazem największe wyzwanie.

Zespół badawczy pobrał próbki wody morskiej w zatoce Ha Long i Cua Luc. (Zdjęcie: Dieu Thuy/VNA)

Aby modele sztucznej inteligencji mogły generować dokładne wyniki dla każdego obszaru morskiego, niezbędna jest sieć stacji monitorujących lub okresowe kampanie pobierania próbek na poziomie lokalnym.

Mistrz Ngo Duc Anh, badacz i członek grupy badawczej ds. teledetekcji w monitorowaniu wskaźników jakości wody w Wietnamskim Centrum Kosmicznym, przedstawił zalety wdrożenia, takie jak dostępność technologii i niskie koszty. W szczególności źródło danych z satelity Sentinel-2 jest całkowicie bezpłatne.

Platforma przetwarzania w chmurze Google Earth Engine (GEE) zapewnia również wydajne przetwarzanie bez konieczności inwestowania w drogie superkomputery.

Badanie pilotażowe przeprowadzone w zatoce Ha Long pozwoliło opracować sprawdzoną metodę, którą można dostosować i zastosować w innych obszarach morskich, oszczędzając czas i wysiłek związany z rozpoczynaniem badań od zera.

Zespół badawczy Wietnamskiego Centrum Kosmicznego poruszył również kwestie związane ze specyfiką poszczególnych akwenów morskich. Każdy akwen morski Wietnamu (północny, środkowy, południowy) charakteryzuje się odmienną charakterystyką oceanograficzną , źródłami zanieczyszczeń i składem optycznym wody.

Modelu wytrenowanego dla zatoki Ha Long nie można automatycznie zastosować do obszaru Morza Ca Mau. Dlatego każda lokalizacja wymaga własnego procesu kalibracji modelu, który wymaga danych terenowych z tej lokalizacji.

Brak sieci automatycznych, ciągłych i zsynchronizowanych stacji monitorujących na morzach Wietnamu stanowi główną przeszkodę dla kalibracji i weryfikacji modeli na dużą skalę.

Aby system działał skutecznie w całym kraju, konieczny jest ścisły i sprawny mechanizm koordynacji między centralnymi jednostkami badawczymi, właściwymi ministerstwami (Rolnictwa i Środowiska, Nauki i Technologii) oraz władzami prowincji i miast nadmorskich.

Otwarcie nowej przestrzeni dla rozwoju nauki i technologii kosmicznej w Wietnamie

Dzieląc się informacjami na temat znaczenia projektu, dr Vu Anh Tuan, zastępca dyrektora generalnego Wietnamskiego Centrum Kosmicznego, powiedział, że badania te zapoczątkowały nowe podejście w stosowaniu technologii teledetekcji w połączeniu z uczeniem maszynowym do monitorowania jakości wody, co skutecznie wspiera zarządzanie zasobami wodnymi w kluczowych obszarach przybrzeżnych.

Turyści mogą pływać łódką w koszyku i moczyć się w krystalicznie czystej, błękitnej wodzie na wyspie Be – Ly Son. (Zdjęcie: Pham Cuong/VNA)

Mimo ograniczonej ilości danych terenowych model Random Forest nadal daje dobre wyniki prognozowania dla wskaźników takich jak „zawiesina” (TSS).

Integracja map rozkładu jakości wody na platformie Google Earth Engine pozwoliła na stworzenie intuicyjnego narzędzia, pozwalającego na monitorowanie zmian środowiska morskiego w przestrzeni i czasie, służącego w praktyce zarządzaniu i planowaniu zrównoważonego rozwoju obszaru badań.

Zdaniem dr Vu Anh Tuana, warunkami powszechnego wdrożenia powyższego projektu jest infrastruktura technologiczna i scentralizowana baza danych, początkowe inwestycje finansowe, a także utrzymanie operacji, szkolenie zasobów ludzkich...

W szczególności sukces wdrożeń na dużą skalę zależy w dużej mierze od proaktywnej i aktywnej roli władz lokalnych w kontekście morskim. Uchwała nr 57-NQ/TW z dnia 22 grudnia 2024 r. Biura Politycznego w sprawie przełomów w nauce, technologii, innowacjach i krajowej transformacji cyfrowej wskazała na znaczenie „kosmosu”, podkreślając jednocześnie cel autonomii i stopniowego opanowywania kluczowych technologii, aby służyć rozwojowi społeczno-gospodarczemu oraz zapewnić obronę i bezpieczeństwo narodowe.

„Można powiedzieć, że otwiera to nową przestrzeń dla rozwoju nauki i technologii kosmicznej w Wietnamie, a także stanowi czynnik zachęcający miejscowości nadmorskie do udziału w Projekcie Teledetekcji w zakresie monitorowania wskaźników jakości wody” – podkreślił dr Vu Anh Tuan.

Dzięki Rezolucji nr 57 główne strategie Wietnamskiego Centrum Kosmicznego, takie jak opanowanie technologii, produkcja satelitów pod wietnamską marką, budowanie dużych baz danych i wykorzystanie sztucznej inteligencji do zastosowania technologii kosmicznej na skalę krajową w ważnych dziedzinach, takich jak monitorowanie zasobów, środowiska i klęsk żywiołowych; planowanie terytorialne; rozwijanie gospodarki morskiej; reagowanie na niestandardowe wyzwania w zakresie bezpieczeństwa, takie jak zmiana klimatu, poszukiwania i ratownictwo; wkład w zapewnienie obronności, bezpieczeństwa i suwerenności narodowej... mają ogromną dynamikę i szanse na realizację w niedalekiej przyszłości.

Dr Vu Anh Tuan uważa, że ​​problem zastosowania teledetekcji i sztucznej inteligencji w monitorowaniu środowiska wodnego na dużą skalę, Rezolucja nr 57, stwarza również ogromne możliwości dla wartościowych i ukierunkowanych inwestycji.

Jednocześnie wyniki tego problemu stanowią również ważne źródło informacji dla sektorów pokrewnych, takich jak środowisko, akwakultura i rybołówstwo, szybki i zrównoważony rozwój gospodarki morskiej z warunkami rozwoju w duchu Rezolucji nr 57.

Mamy nadzieję, że Uchwała nr 57 wkrótce wejdzie w życie poprzez nowelizację przepisów dotyczących inwestycji, zamówień publicznych i finansów. Usunie to bariery, stworzy jasną przestrzeń prawną i da naukowcom autonomię.

(TTXVN/Wietnam+)

Source: https://www.vietnamplus.vn/nghi-quyet-57-mo-duong-so-hoa-du-lieu-giam-sat-nuoc-bien-bang-cong-nghe-ve-tinh-post1049565.vnp