Mở hướng giám sát môi trường biển

Mới đây nhóm các nhà khoa học của Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã nghiên cứu thành công việc phát triển thuật toán ước tính nồng độ Chlorophyll-a (một loại sắc tố quang hợp - chỉ số quan trọng để đánh giá chất lượng nước và tình trạng của các hệ sinh thái thủy vực) từ ảnh vệ tinh phục vụ giám sát nước biển.

Với độ chính xác cao, tính tự động hóa và tiềm năng ứng dụng thực tiễn rộng rãi, kết quả của nhiệm vụ không chỉ nâng cao năng lực nghiên cứu trong nước mà còn tạo nền tảng cho việc tích hợp các công nghệ số vào công tác quản lý tài nguyên biển. 

Đây được đánh giá là một giải pháp hiện đại hiệu quả, cho phép thu nhận dữ liệu môi trường từ xa thông qua vệ tinh với khả năng theo dõi liên tục, bao phủ diện rộng. Trong khi các phương pháp quan trắc truyền thống trong theo dõi chất lượng nước biển thường tốn nhiều thời gian, kinh phí cao và khó triển khai trên quy mô rộng.

Theo nhóm nghiên cứu của Viện Công nghệ vũ trụ (nay là Trung tâm Vũ trụ Việt Nam), thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Cộng nghệ Việt Nam, hàm lượng Chlorophyll-a là thông số liên quan đến mức độ phú dưỡng và sự phát triển của thực vật phù du, là một trong những chỉ số quan trọng phản ánh chất lượng của môi trường nước. Việc theo dõi chỉ số này có ý nghĩa lớn trong đánh giá chất lượng nước, xác định các vùng có nguy cơ ô nhiễm, hỗ trợ quản lý và bảo vệ môi trường biển. 

Quá trình nghiên cứu, nhóm đã tổ chức nhiều đợt khảo sát thực địa tại khu vực đầm phá ven biển thành phố Huế; khảo sát chuyên sâu bằng tàu nghiên cứu… nhằm thu thập dữ liệu từ khu vực biển xa bờ. Qua đó, nhóm đã đo đạc và lấy mẫu tại 74 điểm, trong đó 52 điểm được sử dụng để xây dựng mô hình và 22 điểm dùng để kiểm tra độ chính xác.

Các kết quả tính toán cho thấy sự phù hợp rõ rệt giữa phân bố Chl-a từ ảnh và dữ liệu đo đạc tại Huế. Nồng độ Chl-a thấp tại các vùng nước sát bờ, cao hơn ở vùng cửa sông, đầm phá, đặc biệt tại các khu vực nuôi trồng thủy sản, phản ánh đặc trưng sinh thái của khu vực và được xác thực qua các nghiên cứu trước đây.

Công cụ tính toán Chl-a do nhóm phát triển trên nền tảng mã nguồn mở giúp tự động hóa các bước tiền xử lý ảnh vệ tinh, tăng tốc quá trình tính toán và có thể mở rộng áp dụng cho các vùng ven biển khác có điều kiện tương tự. Hệ thống bản đồ chuyên đề về phân bố Chl-a cũng là tài liệu quan trọng phục vụ quy hoạch, quản lý lãnh thổ và giám sát chất lượng nước địa phương. 

Thành tựu nghiên cứu này nằm trong Đề tài “Nghiên cứu, phát triển thuật toán Chlorophyll-a cho ảnh VNREDSat-1 và tương đương”. Đề tài này được Trung tâm Vũ trụ Việt Nam (thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) và Viện Hóa sinh hữu cơ Thái Bình Dương (PIBOC), Phân viện Viễn Đông (thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga -FEB RAS) phối hợp thực hiện. 

K.Anh