Các nhà khoa học Trường ĐH Công nghệ, ĐHQGHN phát triển công cụ cảnh báo ô nhiễm không khí bằng ảnh vệ tinh

Theo báo cáo môi trường toàn quốc năm 2013, chất lượng môi trường không khí trên lãnh thổ Việt Nam đang bị suy giảm, đặc biệt tại các khu đô thị lớn như Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh gây tác hại khôn lường đến sức khỏe cộng đồng, môi trường không khí và khí hậu. Đứng trước thực trạng đó, các nhà khoa học của Trường Đại học Công nghệ, ĐHQGHN đã nghiên cứu và phát triển hệ thống quản lý và cảnh báo ô nhiễm không khí sử dụng ảnh vệ tinh (APOM).
Phóng viên Cổng thông tin điện tử ĐHQGHN đã có cuộc trao đổi với TS. Nguyễn Thị Nhật Thanh – Chủ nhiệm đề tài về những kết quả bước đầu của nhóm nghiên cứu.
 _MG_0269
TS. Nguyễn Thị Nhật Thanh trình bày quy trình xử lý ảnh vệ tinh MODIS/VIIRS hệ thống APOM
Thưa TS. Nguyễn Thị Nhật Thanh, xuất phát từ đâu mà chị và các cộng sự của mình lựa chọn hướng nghiên cứu về hệ thống quản lý và cảnh báo ô nhiễm không khí?
Tại Việt Nam, ô nhiễm không khí đang gia tăng rất nhanh. Nguyên nhân vì nước ta chưa kiểm soát được các nguồn khí thải công nghiệp, giao thông và xây dựng đang phát sinh ngày càng lớn, cùng với quá trình công nghiệp hóa và đô thị hóa rất nhanh. Theo báo cáo môi trường toàn quốc năm 2013, chất lượng môi trường không khí trên lãnh thổ Việt Nam đang bị suy giảm, đặc biệt tại các khu đô thị lớn như Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh gây tác hại to lớn đến sức khỏe cộng đồng, môi trường không khí và khí hậu. Về mặt phân bố không gian, tại các khu vực có mật độ giao thông đông đúc, các khu vực đang trong quá trình xây dựng cơ sở hạ tầng và các khu công nghiệp có mức độ ô nhiễm bụi cao. Bởi vậy, nhu cầu về một hệ thống cảnh báo ô nhiễm bụi là thực sự cấp thiết.
Hiện nay, thông tin ô nhiễm bụi trên toàn quốc mới được công bố dựa trên 06 trạm quan trắc tự động đang hoạt động thuộc Tổng cục môi trường tại Hà Nội, Phú Thọ, Quảng Ninh, Huế, Đà Nẵng và Khánh Hòa.
Trên cơ sở đó, hệ thống quản lý và cảnh báo ô nhiễm không khí APOM sử dụng cơ sở dữ liệu WebGIS (hệ thống thông tin địa lý – PV) có khả năng cung cấp thông tin ô nhiễm bụi tới toàn bộ khu vực lãnh thổ Việt Nam dựa trên công nghệ thu thập và xử lý ảnh vệ tinh viễn thám trên các sản phẩm ảnh vệ tinh MODIS trên Terra, Aqua và VIIRS trên Suomi NPP.
 Untitled2
Giao diện hệ thống quản lý và cảnh báo ô nhiễm không khí APOM
- Những ưu điểm vượt trội của APOM có thể kể đến là gì, thưa Tiến sĩ?
Hệ thống quản lý và cảnh báo ô nhiễm không khí APOM hoạt động dựa trên cơ sở chỉ số bụi mịn, có những ưu điểm vượt trội như sau:
  • Hoạt động trực tuyến, thu và xử lý tự động dữ liệu ảnh vệ tinh viễn thám MODIS Terra, MODIS Aqua và Suomi NPP từ NASA và Trạm thu vệ tinh của Trường Đại học Công nghệ do Công ty eOsphere, Vương Quốc Anh trực tiếp lắp đặt, triển khai và đào tạo.
  • Tính toán thông số PM2.5 (nồng độ bụi có kích cỡ < 2.5 micromet trong không khí) cho toàn bộ vùng lãnh thổ Việt Nam, độ phân giải không gian 10×10 km với tần suất 4 lần/ngày (dựa trên xử lý ảnh MODIS Terra/Aqua) và 6×6 km với tần suất 2 lần/ngày (dựa trên xử lý ảnh VIIRS NPP).
  • Áp dụng công thức chuyển đổi từ mức độ bụi PM2.5 về chỉ số chất lượng không khí AQI theo tiêu chuẩn Việt Nam và tiêu chuẩn quốc tế. Thông qua phân tách dữ liệu tới 63 Tỉnh/Thành phố, hệ thống cung cấp nguồn ảnh về bụi PM2.5, AQI cho toàn bộ lãnh thổ Việt Nam và các Tỉnh/Thành phố từ năm 2010 đến hiện nay.
  • Phát triển thành công hệ thống thông tin địa lý (GIS) quản lý và cảnh báo ô nhiễm không khí trên nền tảng Web với các tính năng như hiển thị thông tin cảnh báo ô nhiễm cấp tỉnh, tìm kiếm các dữ liệu lịch sử, thống kê – báo cáo dữ liệu theo thời gian và đăng ký các thông tin cảnh báo theo phiên ảnh hàng ngày. Thống kê dữ liệu định kỳ theo thời gian một cách tự động, tùy ý theo yêu cầu của các cấp quản lý, chính quyền nhằm phát hiện sự tương quan, ảnh hưởng của ô nhiễm không khí theo thời gian, đưa ra các giải pháp để cảnh báo sớm tới người dân trong khu vực lãnh thổ Việt Nam.
 Untitled3
APOM có khả năng cung cấp thông tin chất lượng không khí toàn bộ lãnh thổ Việt Nam hoặc 63 Tỉnh/Thành phố
- Xin Tiến sĩ cho biết đề tài này có ý nghĩa như thế nào đối với thực tiễn?
Hệ thống quản lý và cảnh báo ô nhiễm không khí APOM là một kênh thông tin quan trọng, cung cấp nguồn dữ liệu phong phú, đa dạng tới nhiều đối tượng sử dụng, bao gồm: các cấp quản lý, nhà khoa học và cảnh báo tới cộng đồng người dân Việt Nam về chỉ số chất lượng không khí AQI dựa trên chỉ số bụi mịn PM2.5, đảm bảo tính kịp thời và hiệu quả hàng ngày tới các khu vực người dùng quan tâm (toàn bộ lãnh thổ Việt Nam hoặc 63 Tỉnh/Thành phố).
Ngoài ra, các bản đồ ô nhiễm bụi có thể sử dụng có thể cung cấp báo cáo thường xuyên (hàng tuần/tháng/quý) cho những nhà chuyên môn và hoạch định trên phạm vi toàn quốc hỗ trợ công tác quản lý và ra quyết định chính sách về môi trường. Các bản đồ bụi mịn cũng đóng vai trò làm dữ liệu nền bổ trợ cho các mảng ứng dụng về sức khỏe cộng đồng và biến đổi khí hậu.
- Vậy dự định tiếp theo của nhóm nghiên cứu là gì, thưa Tiến sĩ?
Trong thời gian tới, nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục mở rộng mạng lưới hợp tác với Trung tâm quan trắc thuộc Tổng cục môi trường và Trung tâm quan trắc và phân tích môi trường Hà Nội, Sở Tài nguyên & Môi trường Hà Nội để đưa các kết quả nghiên cứu đã có tới ứng dụng thực tế tại các Bộ/Ban/Ngành và cộng đồng.
Ngoài ra, định hướng nghiên cứu tương lai của nhóm là khai thác dữ liệu ảnh vệ tinh có độ phân giải cao (Landsat 8/Spot 5, VNRedSat-1,…) để cung cấp chi tiết các chỉ số ô nhiễm tới từng khu vực địa giới hành chính mà người dân, chính quyền địa phương quan tâm. Việc thiết lập, lắp đặt và vận hành mạng lưới cảm biến không dây (Wireless Sensor Network – WSN) đo đạc thông tin ô nhiễm không khí thời gian thực trên một diện nhỏ hơn (thành phố, khu công nghiệp, tòa nhà …) cũng được hướng tới.
- Xin cảm ơn Tiến sĩ!
Theo  Thiên Bình – VNU Media
Hệ thống quản lý và cảnh báo ô nhiễm không khí sử dụng ảnh vệ tinh được vận hành tại website: http://apom.fimo.edu.vn:8080/apom-beta/web/#
Website cung cấp các dữ liệu về mức độ ô nhiễm không khí qua phân tích ảnh vệ tinh của 63 tỉnh/thành phố trên cả nước. Hệ thống áp dụng công thức chuyển đổi từ mức độ bụi PM2.5 về chỉ số chất lượng không khí AQI theo tiêu chuẩn Việt Nam và tiêu chuẩn quốc tế, giúp cho các nhà nghiên cứu, nhà quản lý, các tổ chức liên quan có thông tin kịp thời để đưa ra các dự đoán, dự báo nhằm nâng cao sức khỏe của người dân, và có các chiến lược giảm thiểu mức độ ô nhiễm không khí trên lãnh thổ Việt Nam.
Từ khóa: