Việc ứng dụng công nghệ viễn thám, trí tuệ nhân tạo để thu thập dữ liệu trong một số lĩnh vực đã trở nên phổ biến và được chú trọng. Đặc biệt, sự phát triển của kinh tế-xã hội đã kéo theo nhu cầu sử dụng dữ liệu từ viễn thám cũng như việc sử dụng trí tuệ nhân tạo ngày càng gia tăng.
Việt Nam có đường bờ biển dài hơn 3.260km, với các hệ sinh thái biển đóng vai trò quan trọng đối với phát triển kinh tế biển xanh, bền vững do giàu đa dạng sinh học và đem lại phúc lợi kinh tế-xã hội của con người, nhưng đang chịu đe dọa ngày càng gia tăng từ các chất gây ô nhiễm biển.
Điều này đòi hỏi phải giám sát, đánh giá thường xuyên chất lượng nước, trước hết ở vùng biển ven bờ.
Ứng dụng công nghệ theo dõi chất lượng nước biển vùng ven bờ biển
Mới đây, nhóm nghiên cứu Trung tâm Vũ trụ Việt Nam (thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) đã phối hợp với Viện Vật lý địa cầu Ba Lan (thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Ba Lan) thực hiện thành công công trình nghiên cứu ứng dụng AI và viễn thám trong giám sát chất lượng nước biển tại vùng biển Vịnh Hạ Long và Cửa Lục (tỉnh Quảng Ninh).
Đây là công trình đầu tiên tại Việt Nam sử dụng đồng thời dữ liệu vệ tinh Sentinel-2, các thuật toán học máy tiên tiến và nền tảng GEE (nền tảng điện toán đám mây của Google) để mô hình hóa và theo dõi các thông số chất lượng nước như nhiệt độ bề mặt, chất rắn lơ lửng, diệp lục-a và nhu cầu oxy hóa học.
Điểm mới của nghiên cứu nằm ở việc áp dụng tổng hợp và sáng tạo các công nghệ viễn thám, trí tuệ nhân tạo và điện toán đám mây để giải quyết bài toán giám sát chất lượng nước biển, đồng thời đưa ra các giải pháp khả thi để vượt qua thách thức về thiếu hụt dữ liệu và cung cấp những phân tích sâu sắc có giá trị thực tiễn.
Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng mở ra hướng tiếp cận mới trong ứng dụng công nghệ viễn thám kết hợp học máy để giám sát chất lượng nước, qua đó hỗ trợ hiệu quả công tác quản lý tài nguyên nước tại các khu vực ven biển trọng yếu, tiến tới mở rộng khắp các vùng biển.
Theo Nhóm nghiên cứu về Viễn thám trong giám sát các chỉ số chất lượng môi trường nước của Trung tâm Vũ trụ Việt Nam, để triển khai rộng khắp trên các vùng biển nước ta cần phải có các điều kiện cần thiết như: nguồn nhân lực chất lượng cao; dữ liệu thực địa (in-situ) chất lượng và đồng bộ. Đây là điều kiện tiên quyết và cũng là thách thức lớn nhất.
Để các mô hình AI có thể đưa ra kết quả chính xác cho từng vùng biển, cần có một mạng lưới các trạm quan trắc hoặc các chiến dịch lấy mẫu định kỳ tại các địa phương.
Thạc sỹ Ngô Đức Anh, nghiên cứu viên, thành viên nhóm nghiên cứu về Viễn thám trong giám sát các chỉ số chất lượng môi trường nước, Trung tâm Vũ trụ Việt Nam chia sẻ những thuận lợi để triển khai đó là, công nghệ sẵn có và chi phí thấp. Trong đó nguồn dữ liệu từ vệ tinh Sentinel-2 là hoàn toàn miễn phí.
Nền tảng điện toán đám mây Google Earth Engine (GEE) cũng cung cấp khả năng xử lý mạnh mẽ mà không đòi hỏi đầu tư vào siêu máy tính đắt đỏ.
Nghiên cứu thí điểm tại Vịnh Hạ Long đã xây dựng một phương pháp được chứng minh là hiệu quả, có thể được điều chỉnh và áp dụng cho các vùng biển khác, giúp tiết kiệm thời gian và công sức nghiên cứu từ đầu.
Nhóm nghiên cứu của Trung tâm Vũ trụ Việt Nam cũng đưa ra những thách thức, đó là tính đặc thù của mỗi vùng biển. Mỗi vùng biển của Việt Nam (Bắc, Trung, Nam) có đặc điểm hải dương học, nguồn ô nhiễm và thành phần quang học của nước khác nhau.
Một mô hình được huấn luyện cho Vịnh Hạ Long không thể áp dụng máy móc cho vùng biển Cà Mau. Do đó, mỗi địa phương đều cần một quá trình hiệu chuẩn mô hình riêng, đòi hỏi dữ liệu thực địa tại chính nơi đó.
Việc thiếu một mạng lưới các trạm quan trắc tự động, liên tục và đồng bộ trên khắp các vùng biển Việt Nam là rào cản chính cho việc hiệu chuẩn và kiểm định mô hình ở quy mô lớn.
Để hệ thống hoạt động hiệu quả trên toàn quốc, cần có một cơ chế phối hợp chặt chẽ và thông suốt giữa các đơn vị nghiên cứu trung ương, các bộ ngành liên quan (Nông nghiệp và Môi trường, Khoa học và Công nghệ) và chính quyền của các tỉnh thành ven biển.
Mở ra không gian mới cho phát triển khoa học và công nghệ vũ trụ tại Việt Nam
Chia sẻ về ý nghĩa của công trình, Tiến sỹ Vũ Anh Tuân, Phó Tổng Giám đốc Trung tâm Vũ trụ Việt Nam cho biết nghiên cứu đã mở ra hướng tiếp cận mới trong ứng dụng công nghệ viễn thám kết hợp học máy để giám sát chất lượng nước, qua đó hỗ trợ hiệu quả công tác quản lý tài nguyên nước tại các khu vực ven biển trọng yếu.
Dù còn hạn chế về dữ liệu thực địa, mô hình Random Forest vẫn cho kết quả dự báo khả quan đối với các chỉ số như "chất rắn lơ lửng" (TSS).
Việc tích hợp bản đồ phân bố chất lượng nước trên nền tảng Google Earth Engine đã tạo ra công cụ trực quan, cho phép theo dõi biến động môi trường biển theo không gian-thời gian, phục vụ thiết thực cho quản lý và quy hoạch phát triển bền vững khu vực nghiên cứu.
Cũng theo Tiến sỹ Vũ Anh Tuân, một trong những điều kiện để triển khai rộng khắp dự án trên đó là hạ tầng công nghệ và cơ sở dữ liệu tập trung; đầu tư tài chính ban đầu cũng như duy trì hoạt động, đào tạo nguồn nhân lực…
Đặc biệt, sự thành công của việc triển khai trên diện rộng phụ thuộc rất lớn vào vai trò chủ động và tích cực của chính quyền các địa phương có biển. Nghị quyết số 57-NQ/TW ngày 22/12/2024 của Bộ Chính trị về đột phá phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số quốc gia, đã xác định tầm quan trọng của “không gian vũ trụ,” đồng thời nhấn mạnh mục tiêu tự chủ, từng bước làm chủ các công nghệ cốt lõi, nhằm phục vụ phát triển kinh tế-xã hội và bảo đảm quốc phòng, an ninh.
"Đây có thế nói là mở ra một không gian mới cho phát triển khoa học và công nghệ vũ trụ tại Việt Nam và đây cũng là yếu tố thúc đẩy những địa phương có biển tham gia vào Dự án Viễn thám trong giám sát các chỉ số chất lượng môi trường nước," Tiến sỹ Vũ Anh Tuân nhấn mạnh.
Với Nghị quyết số 57, các chiến lược lớn của Trung tâm Vũ trụ Việt Nam như làm chủ công nghệ, chế tạo vệ tinh mang thương hiệu Việt Nam, xây dựng cơ sở dữ liệu lớn và sử dụng trí tuệ nhân tạo để ứng dụng công nghệ vũ trụ trên quy mô toàn quốc vào các lĩnh vực quan trọng như giám sát tài nguyên, môi trường và thiên tai; quy hoạch lãnh thổ; phát triển kinh tế biển; ứng phó với các thách thức an ninh phi truyền thống như biến đổi khí hậu, cứu hộ, cứu nạn; góp phần bảo đảm quốc phòng, an ninh và chủ quyền quốc gia… có được động lực và cơ hội lớn để hiện thực hóa trong thời gian trước mắt.
Tiến sỹ Vũ Anh Tuân cho rằng bài toán ứng dụng viễn thám và trí tuệ nhân tạo trong giám sát môi trường nước trên diện rộng, Nghị quyết số 57 còn tạo cơ hội lớn để có được đầu tư xứng đáng và tập trung.
Đồng thời, kết quả của bài toán này cũng là nguồn thông tin quan trọng cho các ngành liên quan như môi trường, nuôi trồng và đánh bắt hải sản, phát triển kinh tế biển nhanh và bền vững có điều kiện phát triển theo tinh thần của Nghị quyết số 57.
Mong muốn Nghị quyết số 57 sớm đi vào thực tế, qua việc sửa đổi các quy định về đầu tư, mua sắm công, tài chính... điều này đã tháo gỡ các rào cản, tạo hành lang pháp lý thông thoáng và trao quyền tự chủ cho nhà khoa học./.
Nguồn: https://www.vietnamplus.vn/nghi-quyet-57-mo-duong-so-hoa-du-lieu-giam-sat-nuoc-bien-bang-cong-nghe-ve-tinh-post1049565.vnp
Bình luận (0)