O Vietnã aplica inteligência artificial e sensoriamento remoto pela primeira vez para monitorar a qualidade da água do mar.

O desenvolvimento socioeconômico dos últimos anos tem apresentado muitos desafios ambientais na Baía de Ha Long e na área de Cua Luc (província de Quang Ninh), especialmente a deterioração da qualidade da água do mar, que ameaça o ecossistema marinho endêmico.

Entretanto, os métodos tradicionais de monitoramento, como a coleta e análise de amostras no local, apresentam muitas limitações em termos de custo, tempo e abrangência do monitoramento.

Diante dessa realidade, cientistas vietnamitas e poloneses coordenaram esforços para desenvolver pesquisas sobre a aplicação de sensoriamento remoto e inteligência artificial no monitoramento da qualidade da água – uma abordagem moderna e econômica que permite o monitoramento contínuo em uma grande área.

A missão de pesquisa colaborativa codificada como QTPL01.03/23-24, implementada em conjunto pelo Centro Espacial do Vietnã (Academia de Ciência e Tecnologia do Vietnã) e pelo Instituto Polonês de Geofísica (Academia Polonesa de Ciências), ajuda a fornecer ferramentas de monitoramento mais eficazes para a proteção do ambiente marinho em áreas costeiras importantes.

abordagem moderna

Segundo o Dr. Vu Anh Tuan, Vice-Diretor Geral do Centro Espacial do Vietnã, responsável pela missão, este é o primeiro projeto no Vietnã a utilizar simultaneamente dados do satélite Sentinel-2, algoritmos avançados de aprendizado de máquina e a plataforma GEE (plataforma de computação em nuvem do Google) para modelar e monitorar parâmetros de qualidade da água, como temperatura da superfície, sólidos em suspensão, clorofila-a e demanda química de oxigênio.

A partir dos resultados do modelo, a equipe de pesquisa construiu mapas de distribuição espaço-temporal da qualidade da água, ajudando a monitorar as flutuações e a fornecer alertas precoces sobre os riscos de poluição na Baía de Ha Long e em Cua Luc.

Estas são duas áreas aquáticas estratégicas na província de Quang Ninh, ricas não só em valor paisagístico e ecológico, mas também desempenhando um papel importante no desenvolvimento econômico e turístico da província.

Esses mapas podem ser usados na gestão de recursos hídricos, apoiando a proteção ambiental e orientando o desenvolvimento sustentável de áreas costeiras.

Limpeza ambiental na Baía de Ha Long. (Foto: Thanh Van/VNA)

O Dr. Vu Anh Tuan afirmou que a novidade da pesquisa reside na síntese e aplicação criativa de tecnologias de sensoriamento remoto, inteligência artificial e computação em nuvem para resolver o complexo problema do monitoramento da qualidade da água na Baía de Ha Long, propondo também soluções viáveis para superar o desafio da escassez de dados e fornecendo análises aprofundadas de grande valor prático.

O estudo estabeleceu modelos de aprendizado de máquina e os calibrou para atingir uma precisão superior a 73%, gerando mapas da distribuição desses parâmetros sazonalmente e por média anual.

Além disso, o estudo também abre uma nova abordagem na aplicação da tecnologia de sensoriamento remoto combinada com aprendizado de máquina para monitorar a qualidade da água, apoiando assim efetivamente a gestão dos recursos hídricos em áreas costeiras importantes.

Rumo a uma ampla implantação em todos os mares

O Dr. Vu Anh Tuan acrescentou que o estudo utilizou dados do satélite Sentinel-2 (sensor MSI) no período de 2019 a 2023, combinados com dados de medições reais do Departamento de Recursos Naturais e Meio Ambiente da província de Quang Ninh e da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA) dos EUA, para prever a qualidade da água na área de estudo.

Um total de 78 imagens de satélite foram processadas e analisadas na plataforma de computação em nuvem do Google. Em seguida, algoritmos de aprendizado de máquina, como Random Forest, Boosting Regression e AdaBoost Regression, foram aplicados para prever indicadores de qualidade da água.

Segundo o Dr. Vu Anh Tuan, o estudo também identificou importantes bandas espectrais em imagens do satélite Sentinel-2, contribuindo para a otimização de modelos de aprendizado de máquina e a minimização dos custos de coleta de dados no futuro.

A pesquisa será aplicada em todos os mares do Vietnã. (Foto: Viet Hoang/VNA)

Esses mapas podem ser usados na gestão de recursos hídricos, apoiando a proteção ambiental e orientando o desenvolvimento sustentável de áreas costeiras.

Em relação às futuras direções de pesquisa, o Dr. Vu Anh Tuan afirmou que, em breve, a equipe de pesquisa propõe aumentar a frequência de observação e amostragem, além de integrar ainda mais a IA aos dados de imagens de satélite para melhorar a precisão dos parâmetros de cálculo.

Em particular, expandir a integração de diferentes tipos de dados de satélite (atualmente, a equipe testou em 3 tipos de satélites) ajudará a aumentar a frequência das observações e não se limitar a apenas 4 parâmetros de qualidade da água, podendo ser expandida para 5, 6 ou mais.

Uma das próximas direções importantes é que o grupo irá disseminar amplamente essa pesquisa por todos os mares do Vietnã.

Embora cada área marítima tenha suas próprias características, com a mesma plataforma e estrutura de pesquisa, os métodos de cálculo podem ser ajustados para produzir resultados precisos e adequados.

O objetivo final da equipe é estabelecer um sistema abrangente que monitore e controle continuamente os parâmetros de qualidade da água do mar.

O sistema fornecerá informações importantes aos planejadores, emitindo alertas oportunos sobre a poluição da água, especialmente os impactos na aquicultura e em outros setores econômicos marinhos.

Ao avaliar os resultados desta pesquisa, o Professor Associado Doutor Pham Quang Vinh, membro do Conselho de Avaliação da Academia de Ciência e Tecnologia do Vietnã, afirmou que, ao promover a aplicação da IA na pesquisa do ambiente aquático, a equipe de pesquisa utilizou novos algoritmos para processar dados de sensoriamento remoto em pesquisas sobre o ambiente aquático costeiro.

Este é um exemplo típico de cooperação científica eficaz, com uma publicação conjunta entre as duas partes na SCIE Q1 – uma revista internacional de alta qualidade; contribuindo, assim, para promover a cooperação em pesquisa científica entre o Vietnã e a Polônia, abrindo novas direções de desenvolvimento para ambos os países.

(TTXVN/Vietnã+)

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