Le développement socio -économique de ces dernières années a posé de nombreux défis environnementaux dans la baie d'Ha Long et la région de Cua Luc (province de Quang Ninh), notamment la dégradation de la qualité de l'eau de mer, menaçant l'écosystème marin endémique. Parallèlement, les méthodes de surveillance traditionnelles, telles que l'échantillonnage et l'analyse sur site, ont révélé de nombreuses limites en termes de coût, de temps et de portée de la surveillance. Face à cette réalité, des scientifiques vietnamiens et polonais se sont coordonnés pour mener des recherches sur l'application de la télédétection et de l'intelligence artificielle à la surveillance de la qualité de l'eau – une approche moderne et rentable qui permet une surveillance continue sur une vaste zone. La mission de recherche collaborative codée QTPL01.03/23-24, mise en œuvre conjointement par le Centre spatial vietnamien (Académie des sciences et technologies du Vietnam) et l'Institut polonais de géophysique (Académie des sciences de Pologne), contribue à fournir des outils de surveillance plus efficaces pour la protection de l'environnement marin dans les zones côtières clés.
Approche moderne
Selon le Dr Vu Anh Tuan, directeur général adjoint du Centre spatial du Vietnam, responsable de la mission, il s'agit du premier projet au Vietnam à utiliser simultanément les données du satellite Sentinel-2, des algorithmes avancés d'apprentissage automatique et la plate-forme GEE (la plate-forme de cloud computing de Google) pour modéliser et surveiller les paramètres de qualité de l'eau tels que la température de surface, les solides en suspension, la chlorophylle-a et la demande chimique en oxygène.
À partir des résultats du modèle, l'équipe de recherche a établi des cartes de la répartition de la qualité de l'eau dans l'espace et le temps, permettant ainsi de surveiller les fluctuations et de fournir une alerte précoce des risques de pollution dans la baie d'Ha Long et à Cua Luc. Ces deux zones aquatiques stratégiques de la province de Quang Ninh sont non seulement riches en paysages et en valeurs écologiques, mais jouent également un rôle clé dans le développement économique et touristique de la province. Ces cartes peuvent être utilisées pour la gestion des ressources en eau, la protection de l'environnement et l'orientation du développement durable des zones côtières.
Le Dr Vu Anh Tuan a déclaré que la nouveauté de l'étude réside dans la synthèse et l'innovation des technologies de télédétection, d'intelligence artificielle et de cloud computing pour résoudre le problème complexe de la surveillance de la qualité de l'eau dans la baie d'Ha Long, tout en proposant des solutions réalisables pour surmonter le défi du manque de données et en fournissant une analyse approfondie d'une grande valeur pratique. L'étude a établi des modèles d'apprentissage automatique, les a calibrés et testés pour atteindre une précision de plus de 73 % et a créé des cartes de la distribution de ces paramètres par saison et par moyenne annuelle. De plus, l'étude ouvre également une nouvelle approche dans l'application de la technologie de télédétection combinée à l'apprentissage automatique pour surveiller la qualité de l'eau, soutenant ainsi efficacement la gestion des ressources en eau dans les zones côtières clés.
Vers un déploiement généralisé à travers les mers
Le Dr Vu Anh Tuan a ajouté que l'étude a utilisé les données du satellite Sentinel-2 (capteur MSI) pendant la période 2019-2023, combinées aux données de mesure réelles du Département des ressources naturelles et de l'environnement de la province de Quang Ninh et de l'Administration nationale océanique et atmosphérique (États-Unis) pour prévoir la qualité de l'eau dans la zone d'étude. Au total, 78 images satellite ont été traitées et analysées sur la plateforme de cloud computing de Google. Ensuite, des algorithmes d'apprentissage automatique tels que Random Forest, Boosted Regression et AdaBoost Regression ont été appliqués pour prédire les indicateurs de qualité de l'eau.
Selon le Dr Vu Anh Tuan, l'étude a également identifié d'importantes bandes spectrales à partir des images satellite Sentinel-2, contribuant ainsi à optimiser les modèles d'apprentissage automatique et à minimiser les coûts futurs de collecte de données. À partir des résultats du modèle, l'équipe de recherche a établi des cartes spatio-temporelles de la répartition de la qualité de l'eau, contribuant ainsi à surveiller les fluctuations et à fournir des alertes précoces sur les risques de pollution dans la baie d'Ha Long. Ces cartes peuvent être utilisées pour la gestion des ressources en eau, soutenir la protection de l'environnement et orienter le développement durable des zones côtières.
Concernant les prochaines orientations de recherche, le Dr Vu Anh Tuan a déclaré que, dans les années à venir, l'équipe de recherche propose d'augmenter la fréquence des observations et des échantillonnages, et d'intégrer davantage l'IA aux données d'images satellite afin d'améliorer la précision des paramètres de calcul. En particulier, l'intégration de différents types de données satellitaires (actuellement testée sur trois types de satellites), permettra d'augmenter la fréquence des observations et de ne pas se limiter à quatre paramètres de qualité de l'eau, mais de les étendre à cinq, six ou plus. L'une des prochaines orientations importantes est le déploiement à grande échelle de ces recherches dans toutes les zones maritimes du Vietnam. Bien que chaque zone maritime ait ses propres caractéristiques, avec une plateforme et un cadre de recherche identiques, les méthodes de calcul pourront être ajustées pour produire des résultats précis et pertinents. L'objectif ultime est que l'équipe mette en place un système complet de surveillance et de supervision continue des paramètres de qualité de l'eau de mer. Ce système fournira des informations importantes aux planificateurs, leur permettant d'alerter rapidement sur la pollution de l'eau, notamment ses impacts sur l'aquaculture et les autres secteurs économiques marins.
Évaluant les résultats de cette recherche, le professeur associé, Dr Pham Quang Vinh, membre du Conseil d'acceptation de l'Académie vietnamienne des sciences et technologies, a déclaré qu'en promouvant l'application de l'IA à la recherche sur l'environnement aquatique, l'équipe de recherche a utilisé de nouveaux algorithmes pour traiter les données de télédétection dans le cadre de la recherche sur l'environnement des eaux côtières. Il s'agit d'un exemple typique de coopération scientifique efficace, avec une publication conjointe dans SCIE Q1, une revue internationale de haut niveau. Cette publication contribue ainsi à promouvoir la coopération en matière de recherche scientifique entre le Vietnam et la Pologne, ouvrant de nouvelles perspectives de développement pour les deux pays.
Source : https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/lan-dau-tien-tai-viet-nam-mo-hinh-ai-ket-hop-vien-tham-giam-sat-chat-luong-nuoc-bien/20250619075954419
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