Giám sát chất lượng nước ven biển bằng công nghệ viễn thám

Các nhà khoa học Trung tâm Vũ trụ Việt Nam, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (Viện Hàn lâm) đã nghiên cứu, áp dụng thành công thuật toán ước tính Chlorophyll-a từ ảnh vệ tinh để đánh giá chính xác chất lượng nước ven biển, ven sông với quy mô lớn.

Hồ chứa nước ngọt Kênh Lấp, tỉnh Vĩnh Long. (Ảnh HOÀNG TRUNG)
Hồ chứa nước ngọt Kênh Lấp, tỉnh Vĩnh Long. (Ảnh HOÀNG TRUNG)

Đây là bước phát triển quan trọng của công nghệ viễn thám tại Việt Nam, mở ra hướng nghiên cứu mới trong giám sát chất lượng hệ sinh thái nước.

Chlorophyll-a (Chl-a) là chất chỉ thị sinh học phổ biến dùng để xác định sinh khối thực vật phù du trong nước. Chất này có mặt trong các thực vật bậc cao như: Tảo nâu, tảo xanh, vi khuẩn lam và là chỉ số đánh giá “sức khỏe”, mật độ tảo trong hệ sinh thái nước. Khi mật độ tảo càng cao, độ hòa tan ô-xy trong nước càng giảm, gây hại cho sinh vật thủy sinh.

Trước đây, việc theo dõi hàm lượng Chlorophyll-a thường dùng phương pháp quan trắc tự động. Tuy nhiên, phương pháp này gây tốn kém kinh phí, thời gian và nhân sự khi áp dụng cho quy mô lớn.

Trong khi đó, công nghệ viễn thám có thể bao phủ diện tích rộng, cập nhật thông tin liên tục thông qua ảnh vệ tinh. Hiện ảnh viễn thám đại dương được ứng dụng rộng rãi để nghiên cứu vật chất lơ lửng (SPM), hàm lượng Chl-a hoặc chất hữu cơ hòa tan màu (CDOM).

6dbb0e36-592e-40f5-ad2a-431b44d06a93.jpg
Thu thập các mẫu nước tại khu vực cửa biển Thuận An (thành phố Huế). Ảnh: Ái Ngân

Nhiệm vụ hợp tác quốc tế về khoa học, công nghệ cấp Viện Hàn lâm “Nghiên cứu, phát triển thuật toán Chlorophyll-a cho ảnh VNREDSAT-1 và tương đương”, mã số: QTRU02.13/21- 22 đã được triển khai, thực hiện trên cơ sở chuyến khảo sát, nghiên cứu đa dạng sinh học và hóa sinh lần thứ bảy bằng tàu Viện sĩ Oparin trong vùng biển Việt Nam giữa Viện Hàn lâm với Viện Hóa sinh hữu cơ Thái Bình Dương (PIBOC), Phân viện Viễn Đông - Viện Hàn lâm Khoa học Nga - Liên bang Nga.

Về phía Việt Nam, Chủ nhiệm hợp phần nghiên cứu này là Thạc sĩ Chu Xuân Huy, Viện Công nghệ vũ trụ (nay là Trung tâm Vũ trụ Việt Nam) và phía Liên bang Nga, Chủ nhiệm nhiệm vụ là Tiến sĩ Dmitriy L.Aminin.

Thạc sĩ Chu Xuân Huy và nhóm nghiên cứu sử dụng ảnh viễn thám từ vệ tinh VNREDSAT-1, vệ tinh đầu tiên của Việt Nam và vệ tinh SENTINEL-2 do Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) cung cấp. Các ảnh thu thập được xử lý bằng công thức toán học kết hợp chuyển đổi giá trị số của ảnh dạng năng lượng phản xạ, hiệu chỉnh hình học và khí quyển phù hợp với thực tiễn, phần mềm Acolite...

Nhóm nghiên cứu đo đạc và lấy mẫu nước tại 74 điểm, trong đó 52 điểm (chiếm 70% số mẫu) dùng để xây dựng mô hình, 22 điểm (chiếm 30%) để đánh giá độ chính xác. Địa điểm thu thập mẫu nước là dọc sông Hương, phá Tam Giang, đầm Hà Trung, cửa biển Thuận An và vùng cửa sông, ven bờ biển của thành phố Huế. Khu vực này có đặc trưng dạng đầm phá ven biển. Trước đó, nhóm nghiên cứu thu thập bộ dữ liệu đo phổ, phân tích mẫu nước tại các cửa sông ven biển vịnh Bắc Bộ, Nha Trang và sông Mê Công.

Theo Thạc sĩ Chu Xuân Huy, nghiên cứu áp dụng chuỗi thuật toán OCx (x là từ 1,2,3,4,5 đến 6), là chuỗi thuật toán tính Chl-a thường được sử dụng trong nghiên cứu biển trên thế giới từ ảnh viễn thám. Tuy nhiên, trong hợp phần nghiên cứu này, các ảnh viễn thám từ vệ tinh VNREDSAT-1 có bốn kênh phổ (tương ứng các bước sóng gồm: Blue, Green, Red, Nir) và vệ tinh SENTINEL-2 có thêm một bước sóng Blue 1, nhóm nghiên cứu xác định thuật toán OC3 và OC6 phù hợp để tính toán hàm lượng Chl-a. Trong đó, thuật toán OC3 có độ chính xác cao hơn OC6 và áp dụng được cho vùng ven biển Việt Nam.

Kết quả phân tích các mẫu nước tại phòng thí nghiệm khi kết hợp thuật toán OC3 cho thấy, vùng nước ven bờ phía ngoài biển có nồng độ Chl-a cao hơn cửa sông, đầm phá, nhất là các khu nuôi trồng thủy sản. Khi so sánh khu vực phá Tam Giang phía bắc sông Hương với đầm Hà Trung phía nam thì càng về phía nam nồng độ Chl-a càng cao. Thuật toán OC3 áp dụng cho cả hai loại ảnh vệ tinh đều đạt hệ số xác định R2 hơn 0,7 với VNREDSAT-1 và hơn 0,8 với SENTINEL-2.

583b54ec-bbbd-4c8c-93b4-5e6aadc2a3fd.jpg
Bản đồ phân bố hàm lượng Chi-a tính từ ảnh Vệ tinh VNREDSAT-1. Ảnh : Ái Ngân

Tiến sĩ Nguyễn Thanh Hoàn, Viện Các khoa học Trái đất, Viện Hàn lâm cho rằng: Nghiên cứu góp phần đào tạo, bồi dưỡng đội ngũ cán bộ trẻ Trung tâm Vũ trụ Việt Nam và các thành viên tham gia nhiệm vụ. Nghiên cứu sử dụng phương pháp viễn thám, đo đạc thực địa, lập trình hướng đối tượng hiện đại, phù hợp nội dung nghiên cứu. Nghiên cứu lựa chọn thuật toán phù hợp để tính toán hàm lượng Chl-a cho vùng biển Việt Nam từ ảnh vệ tinh VNREDSAT-1, SENTINEL-2...

Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học cho việc ứng dụng ảnh viễn thám trong quản lý, giám sát chất lượng nước biển, sông với quy mô lớn, giúp giảm thời gian, chi phí so với phương pháp truyền thống.

Có thể bạn quan tâm

[Infographic] Xu hướng vi phạm và các phương thức, thủ đoạn mới trong lĩnh vực sở hữu trí tuệ

[Infographic] Xu hướng vi phạm và các phương thức, thủ đoạn mới trong lĩnh vực sở hữu trí tuệ

Trong bối cảnh chuyển đổi số diễn ra mạnh mẽ, các hành vi vi phạm quyền sở hữu trí tuệ đang có xu hướng gia tăng với nhiều phương thức, thủ đoạn ngày càng tinh vi, gây nhiều khó khăn cho công tác phát hiện, xử lý và bảo vệ quyền lợi người tiêu dùng cũng như môi trường cạnh tranh lành mạnh.

Lãnh đạo Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam cùng các nhà khoa học Liên bang Nga khảo sát, thu thập dữ liệu nghiên cứu về Biển Đông. (Ảnh: HIẾU LIÊN)

Tạo dữ liệu DNA, thúc đẩy công nghệ sinh học biển

Trong bối cảnh nhiều quốc gia đang đầu tư mạnh mẽ vào các cơ sở dữ liệu sinh học biển và nguồn gene bản địa, việc hình thành cơ sở dữ liệu DNA cho sinh vật biển Việt Nam là bước đi quan trọng nhằm nâng cao năng lực nghiên cứu khoa học cơ bản, đồng thời tạo nền tảng cho hướng nghiên cứu liên ngành.

[Video] Còn khoảng 34 triệu thuê bao chưa xác nhận chính chủ

[Video] Còn khoảng 34 triệu thuê bao chưa xác nhận chính chủ

Theo Bộ Khoa học và Công nghệ, việc triển khai Thông tư 08/2026 hướng dẫn việc xác thực thông tin thuê bao di động mặt đất trong tháng 4 vừa qua đã phát hiện có gần 900.000 thuê bao không chính chủ, 60 triệu thuê bao đã xác nhận sử dụng chính chủ và còn khoảng 34 triệu thuê bao vẫn chưa xác nhận.

Lựa chọn ngành nghề ban đầu với học sinh trung học phổ thông có thể đúng, nhưng không còn đủ để định hình một hành trình nghề nghiệp dài hạn.

Chọn nghề giữa làn sóng AI

Trí tuệ nhân tạo (AI) đã và đang tạo nên những đổi thay mạnh mẽ ở các ngành nghề, trong khi hệ thống giáo dục, đào tạo nghề ở nước ta cũng đang bước vào một giai đoạn cấu trúc lại. Hai “làn sóng” ấy ảnh hưởng không nhỏ đến cách vận hành của thị trường lao động, đặt người học trước nhiều lựa chọn mới và không ngừng biến đổi.

Công tác dự báo và cảnh báo sớm chính là “tuyến phòng thủ” đầu tiên, giữ vai trò quyết định trong bảo vệ tính mạng người dân và tài sản. (Ảnh: TRỌNG TÙNG)

Rút ngắn thời gian phản ứng với thiên tai

Việc cảnh báo thiên tai sẽ chỉ thật sự hiệu quả khi thông tin nguy hiểm đến đúng người, đúng nơi và đúng thời điểm. Các mô hình tháp báo lũ thông minh và mạng quan trắc tự động đang giúp việc đưa dữ liệu về ngập lụt tới cộng đồng nhanh hơn, rút ngắn thời gian phản ứng của người dân khi thiên tai xảy ra.

Tiến sĩ Lê Xuân Huy, Phó Tổng Giám đốc VNSC và ông Yasuo Ishii, Phó Chủ tịch cấp cao JAXA trao thỏa thuận hợp tác. (Ảnh: VNSC)

Trung tâm Vũ trụ Việt Nam ký thỏa thuận hợp tác với Cơ quan Hàng không Vũ trụ Nhật Bản

Ngày 2/5, tại Hà Nội, lãnh đạo Trung tâm Vũ trụ Việt Nam (VNSC) và lãnh đạo Cơ quan Hàng không vũ trụ Nhật Bản (JAXA) đã ký kết, trao đổi “Văn bản Sửa đổi thỏa thuận giữa Trung tâm Vũ trụ Việt Nam, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam với Cơ quan Hàng không vũ trụ Nhật Bản về trao đổi dữ liệu vệ tinh”.

Phối cảnh công trình biểu tượng bông lúa Cà Mau.

Giá trị văn hóa từ "Biểu tượng bông lúa" ở Cà Mau

Sự phát triển của một địa phương trong kỷ nguyên mới không chỉ được đong đếm một cách cơ học bằng những con đường rải nhựa, hay những cây cầu bê-tông nối nhịp đôi bờ. Tầm vóc và sức sống của một vùng đất còn được khắc họa đậm nét qua những biểu tượng văn hóa mang tầm nhìn chiến lược.

Đào tạo an ninh mạng tại CyRadar giúp doanh nghiệp nâng cao năng lực phòng thủ.

Tăng năng lực phòng vệ của doanh nghiệp

Chuyển đổi số đang mở ra nhiều cơ hội tăng trưởng cho doanh nghiệp Việt Nam nhưng cũng kéo theo những rủi ro an ninh mạng phức tạp. Khi dữ liệu trở thành tài sản chiến lược, khả năng bảo vệ hệ thống và thông tin không còn là vấn đề kỹ thuật mà trở thành năng lực phòng vệ quan trọng đối với mỗi doanh nghiệp.

Hoạt động nghiên cứu tại Phòng Thí nghiệm trọng điểm Công nghệ Lọc, Hóa dầu (Viện Hóa học công nghiệp Việt Nam).

Đầu tư hạ tầng nghiên cứu cho công nghệ chiến lược

Phát triển hệ thống phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia là một trong những giải pháp để hiện thực hóa mục tiêu đột phá về khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo theo Nghị quyết 57-NQ/TW. Thực trạng lạc hậu về công nghệ đặt ra yêu cầu cấp thiết phải tổ chức lại hạ tầng nghiên cứu theo hướng tập trung, đồng bộ và hiệu quả.

Phòng An ninh mạng và phòng, chống tội phạm sử dụng công nghệ cao Công an thành phố Đà Nẵng đấu tranh tội phạm trên không gian mạng. (Ảnh: Công Vinh)

Nâng cao ý thức làm chủ, bảo vệ không gian mạng

Tại Hội nghị Trung ương 2 khóa XIV, Tổng Bí thư Tô Lâm tiếp tục khẳng định chủ trương của Đảng về bảo đảm quốc phòng, an ninh, đối ngoại, hội nhập quốc tế trong giai đoạn mới, khi nhấn mạnh yêu cầu: Tự chủ chiến lược, có năng lực kiểm soát rủi ro, có thể chế vững, có trật tự xã hội ổn định, có sự hội nhập quốc tế sâu rộng...

UAV được thử nghiệm phun thuốc cho cây cà-phê tại xã Mường Ảng, tỉnh Điện Biên.

Cơ chế sandbox đã sang giai đoạn triển khai thực tế

Bộ Khoa học và Công nghệ cho biết, bên cạnh chuẩn bị cấp phép mô hình thử nghiệm có kiểm soát đầu tiên về phát triển kinh tế tầm thấp, ứng dụng phương tiện bay không người lái (UAV) tại tỉnh Điện Biên, một số địa phương, doanh nghiệp cũng bày tỏ quan tâm đến việc triển khai thử nghiệm mô hình sandbox.