Vietnam, deniz suyu kalitesini izlemek için ilk kez yapay zeka ve uzaktan algılamayı kullanıyor

Vietnam ve Polonyalı bilim insanları tarafından yürütülen araştırma, yapay zeka ve uzaktan algılamayı birleştirerek deniz suyu kalitesini izliyor ve önemli kıyı bölgelerinde su kaynakları yönetimini etkili bir şekilde destekliyor.

Son yıllardaki sosyo -ekonomik gelişmeler, Ha Long Körfezi ve Cua Luc bölgesinde (Quang Ninh eyaleti) birçok çevresel soruna yol açıyor, özellikle deniz suyu kalitesindeki düşüş, endemik deniz ekosistemini tehdit ediyor.

Öte yandan, yerinde örnekleme ve analiz gibi geleneksel izleme yöntemlerinin maliyet, zaman ve izleme kapsamı açısından birçok sınırlaması bulunmaktadır.

Bu gerçekle karşı karşıya kalan Vietnam ve Polonyalı bilim insanları , su kalitesinin izlenmesinde uzaktan algılama ve yapay zekanın uygulanmasına yönelik araştırmaları koordineli bir şekilde yürütmek üzere bir araya geldiler. Bu, geniş bir alanda sürekli izleme olanağı sağlayan modern ve ekonomik bir yaklaşımdır.

Vietnam Uzay Merkezi (Vietnam Bilim ve Teknoloji Akademisi) ve Polonya Jeofizik Enstitüsü (Polonya Bilim Akademisi) tarafından ortaklaşa yürütülen QTPL01.03/23-24 kodlu işbirlikçi araştırma görevi, önemli kıyı bölgelerinde deniz çevresinin korunması için daha etkili izleme araçları sağlamaya yardımcı oluyor.

Modern yaklaşım

Görevden sorumlu Vietnam Uzay Merkezi Genel Müdür Yardımcısı Dr. Vu Anh Tuan'a göre bu, Sentinel-2 uydu verilerini, gelişmiş makine öğrenme algoritmalarını ve GEE platformunu (Google'ın bulut bilişim platformu) aynı anda kullanarak yüzey sıcaklığı, askıda katı maddeler, klorofil-a ve kimyasal oksijen ihtiyacı gibi su kalitesi parametrelerini modellemek ve izlemek için Vietnam'da gerçekleştirilen ilk proje.

Araştırma ekibi, model sonuçlarından yola çıkarak, Ha Long Körfezi ve Cua Luc'daki dalgalanmaları izlemek ve kirlilik riskleri konusunda erken uyarı sağlamak amacıyla, zamansal-mekansal su kalitesi dağılım haritaları oluşturdu.

Bunlar Quang Ninh eyaletindeki iki stratejik su alanıdır; sadece peyzaj ve ekolojik değerler açısından zengin olmakla kalmayıp aynı zamanda eyaletin ekonomik ve turizm gelişiminde de önemli rol oynamaktadır.

Bu haritalar su kaynaklarının yönetiminde, çevre korumanın desteklenmesinde ve kıyı alanlarının sürdürülebilir kalkınmasına rehberlik etmede kullanılabilir.

Ha Long Körfezi'nde çevre temizliği. (Fotoğraf: Thanh Van/VNA)

Dr. Vu Anh Tuan, araştırmanın yeniliğinin, Ha Long Körfezi'ndeki su kalitesi izleme konusundaki karmaşık sorunu çözmek için uzaktan algılama, yapay zeka ve bulut bilişim teknolojilerinin sentezi ve yaratıcı uygulamasında yattığını, ayrıca veri kıtlığı zorluğunun üstesinden gelmek için uygulanabilir çözümler önerdiğini ve yüksek pratik değere sahip derinlemesine analizler sağladığını söyledi.

Çalışmada makine öğrenmesi modelleri kurulmuş ve %73'ün üzerinde doğruluk elde etmek için kalibre edilmiş ve bu parametrelerin mevsimsel ve yıllık ortalamalara göre dağılımlarının haritaları üretilmiştir.

Ayrıca çalışma, su kalitesinin izlenmesinde makine öğrenimiyle birleştirilmiş uzaktan algılama teknolojisinin uygulanmasında yeni bir yaklaşımın kapılarını açarak, önemli kıyı bölgelerinde su kaynakları yönetimini etkili bir şekilde destekliyor.

Denizlerde yaygın bir şekilde konuşlandırılmaya doğru

Dr. Vu Anh Tuan, çalışmada 2019-2023 döneminde Sentinel-2 uydusundan (MSI sensörü) elde edilen veriler ile Quang Ninh eyaletinin Doğal Kaynaklar ve Çevre Bakanlığı ve Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi'nden (ABD) alınan gerçek ölçüm verilerinin birleştirilerek çalışma alanındaki su kalitesinin tahmin edildiğini sözlerine ekledi.

Toplam 78 uydu görüntüsü Google bulut bilişim platformunda işlenip analiz edildi. Ardından, su kalitesi göstergelerini tahmin etmek için rastgele orman, hızlandırma regresyonu ve AdaBoost regresyonu gibi makine öğrenmesi algoritmaları uygulandı.

Dr. Vu Anh Tuan'a göre, çalışma aynı zamanda Sentinel-2 uydu görüntülerinden önemli spektral bantları da tespit ederek, makine öğrenimi modellerinin optimize edilmesine ve gelecekte veri toplama maliyetlerinin en aza indirilmesine katkıda bulundu.

Araştırma Vietnam denizlerinde uygulanacak. (Fotoğraf: Viet Hoang/VNA)

Araştırma ekibi, model sonuçlarından yola çıkarak, Ha Long Körfezi'ndeki dalgalanmaları izlemek ve kirlilik riskleri konusunda erken uyarı sağlamak amacıyla, zamansal-mekansal su kalitesi dağılım haritaları oluşturdu.

Bu haritalar su kaynaklarının yönetiminde, çevre korumanın desteklenmesinde ve kıyı alanlarının sürdürülebilir kalkınmasına rehberlik etmede kullanılabilir.

Gelecekteki araştırma yönlerine ilişkin olarak Dr. Vu Anh Tuan, araştırma ekibinin önümüzdeki dönemde gözlem ve örnekleme sıklığını artırmayı ve hesaplama parametrelerinin doğruluğunu artırmak için yapay zekayı uydu görüntü verileriyle daha da entegre etmeyi önerdiğini söyledi.

Özellikle farklı uydu verisi türlerinin entegrasyonunun genişletilmesi (ekip şu anda 3 tür uydu üzerinde test yaptı) gözlem sıklığının artırılmasına yardımcı olacak ve sadece 4 su kalitesi parametresiyle sınırlı kalmayıp, 5, 6 veya daha fazlasına genişletilebilecek.

Grubun bir sonraki önemli adımlarından biri de bu araştırmayı Vietnam denizlerinde yaygınlaştırması olacak.

Her deniz alanının kendine özgü özellikleri olmakla birlikte, aynı araştırma platformu ve çerçevesi kullanılarak, hesaplama yöntemleri doğru ve uygun sonuçlar verecek şekilde ayarlanabilir.

Ekibin nihai hedefi, deniz suyu kalite parametrelerini sürekli olarak izleyen ve kontrol eden kapsamlı bir sistem kurmaktır.

Sistem, planlamacılara su kirliliği, özellikle su ürünleri yetiştiriciliği ve diğer deniz ekonomisi sektörleri üzerindeki etkiler konusunda zamanında uyarılar vererek önemli bilgiler sağlayacak.

Vietnam Bilim ve Teknoloji Akademisi Kabul Konseyi Üyesi Doçent Doktor Pham Quang Vinh, araştırmanın sonuçlarını değerlendirirken, yapay zekanın su ortamı araştırmalarında uygulanmasını teşvik ederek, araştırma ekibinin kıyı su ortamı araştırmalarında uzaktan algılama verilerini işlemek için yeni algoritmalar kullandığını söyledi.

Bu, iki taraf arasında SCIE Q1 -yüksek kaliteli uluslararası bir dergi- de ortak bir yayınla etkili bilimsel işbirliğinin tipik bir örneğidir; bu sayede Vietnam ve Polonya arasındaki bilimsel araştırma işbirliğinin gelişmesine katkıda bulunulmakta ve her iki ülke için yeni kalkınma yönleri açılmaktadır.

(TTXVN/Vietnam+)

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