Giám sát chất lượng nước vịnh Hạ Long nhờ công nghệ vệ tinh

Vịnh Hạ Long và Cửa Lục là 2 vùng nước chiến lược thuộc tỉnh Quảng Ninh, không chỉ giàu giá trị cảnh quan và sinh thái mà còn đóng vai trò trọng yếu trong phát triển kinh tế - du lịch của tỉnh.

Những năm qua, sự phát triển kinh tế xã hội đã đặt ra nhiều thách thức về môi trường tại khu vực này, đặc biệt là sự suy giảm chất lượng môi trường nước, kéo theo nguy cơ tác động đến hệ sinh thái biển trong khu vực.

Việc giám sát và đánh giá chất lượng nước theo phương pháp truyền thống, như lấy mẫu và phân tích tại chỗ, thường đòi hỏi kinh phí cao, tốn thời gian và nhân lực, đồng thời không thể bao phủ trên diện rộng hoặc theo dõi liên tục.

Vì vậy, các nhà khoa học của Trung tâm Vũ trụ Việt Nam và Viện Vật lý địa cầu Ba Lan đã thực hiện mô hình giám sát chất lượng dựa trên hai ngành công nghệ “hot” hiện nay là viễn thám (sử dụng ảnh vệ tinh theo dõi, giám sát) và trí tuệ nhân tạo.

Các nhà khoa học làm công tác nghiên cứu thực địa.

Theo TS Vũ Anh Tuân, Phó Tổng giám đốc Trung tâm Vũ trụ Việt Nam, 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.

Từ kết quả mô hình, nhóm nghiên cứu đã xây dựng các bản đồ phân bố chất lượng nước theo không gian - thời gian, giúp theo dõi biến động và cảnh báo sớm nguy cơ ô nhiễm tại Vịnh Hạ Long.

Các bản đồ này có thể được sử dụng trong công tác quản lý tài nguyên nước, hỗ trợ bảo vệ môi trường và định hướng phát triển bền vững khu vực ven biển.

Theo TS Vũ Anh Tuân, điểm nổi bật của phương pháp là khả năng giám sát trên diện rộng với tần suất cao và chi phí thấp, điều mà phương pháp lấy mẫu truyền thống khó đáp ứng hiệu quả trên diện rộng.

Việc bảo vệ môi trường nước ở vịnh Hạ Long có ý nghĩa quan trọng đến sự phát triển du lịch của địa phương.

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.

Trong thời gian tới, nhóm sẽ tập trung cải thiện độ chính xác của mô hình đối với các chỉ số như COD và Chl-a thông qua việc bổ sung dữ liệu đo đạc và thử nghiệm các phương pháp mô hình hóa tiên tiến hơn.

Bên cạnh đó, nhóm cũng hướng đến việc mở rộng phạm vi áp dụng sang các khu vực ven biển khác trên cả nước, đồng thời tích hợp thêm dữ liệu từ các vệ tinh khác và hệ thống quan trắc hiện trường nhằm tăng tính toàn diện và độ tin cậy của mô hình.

Việc nghiên cứu thêm các yếu tố theo mùa và tác động từ các hoạt động kinh tế - xã hội cũng sẽ là trọng tâm, nhằm nâng cao tính ứng dụng và hiệu quả của các công cụ giám sát môi trường trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng rõ nét.