Nhóm các nhà khoa học thuộc Đại học Quốc gia Hà Nội đã phát triển thành công hệ thống công nghệ dự báo chất lượng không khí, giúp người dân và các nhà quản lý chủ động trong công tác bảo vệ sức khỏe và hoạch định chính sách phát triển “xanh”.
Mối đe dọa thường nhật
Theo số liệu thống kê, mỗi năm không khí ô nhiễm cướp đi sinh mạng khoảng 7,9 triệu người trên toàn thế giới. Tại Việt Nam, Thủ đô Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh từng được xếp vào những thành phố ô nhiễm nhất. Tổ chức Y tế thế giới (WHO) cho biết, mỗi năm Việt Nam có ít nhất 70 nghìn người tử vong vì các chứng bệnh liên quan đến ô nhiễm môi trường. Do đó, việc dự đoán trước chất lượng không khí tại mỗi khu vực là rất cần thiết, giúp các nhà quản lý và người dân có phương án phòng ngừa tốt hơn, bảo đảm sức khỏe cho cả cộng đồng.
Trong dự đoán chất lượng không khí truyền thống thường sử dụng mô hình số trị, hoặc mô hình thống kê. Tuy nhiên mô hình số trị cần thời gian xử lý dài, cấu hình và vận hành phức tạp, mô hình thống kê thì hạn chế khi xử lý các chuỗi dữ liệu không đầy đủ hoặc dữ liệu ngoại lai, phức tạp. Để khắc phục những hạn chế đó, nhóm nghiên cứu “Địa không gian thông minh” (GEOI) do PGS, TS Nguyễn Nhật Thanh, Trường đại học Công nghệ (Đại học Quốc gia Hà Nội) phụ trách đã cùng nhau phát triển một dạng mô hình học máy tiên tiến trên dữ liệu đa nguồn tại Việt Nam từ các tổ chức, đơn vị trong nước và quốc tế. Đặc biệt sử dụng thông tin từ trạm đo tiêu chuẩn tại Việt Nam để huấn luyện hệ thống phục vụ người Việt. Dựa trên nền tảng hơn 15 năm nghiên cứu ô nhiễm không khí trong nước, nhóm nghiên cứu đã hoàn thiện thành công hệ thống dự báo tình trạng không khí đầu tiên tại Việt Nam sử dụng trí tuệ nhân tạo với tên gọi HanoiAir.
Ứng dụng AI trong dự báo ô nhiễm không khí
PGS, TS Nguyễn Thị Nhật Thanh cho biết, điều đặc biệt nhất của HanoiAir là khả năng dự báo ô nhiễm ở những khu vực không có trạm quan trắc chất lượng không khí. Điều này rất cần cho Thủ đô Hà Nội, một đô thị lớn đông đúc dân cư nhưng mật độ trạm quan trắc còn thưa thớt. Không chỉ vậy, hệ thống còn cung cấp bộ dữ liệu bản đồ chất lượng không khí với độ phân giải 1 km. HanoiAir được tính toán bằng thuật toán AI trên dữ liệu đa nguồn: Trạm quan trắc, dữ liệu khí tượng, dữ liệu phát thải, sử dụng đất và địa hình. Từ các dữ liệu này, cơ quan quản lý có thể theo dõi, phân tích và đánh giá mức độ ô nhiễm theo khu vực, theo mùa, từ đó hoạch định biện pháp kiểm soát phát thải và quy hoạch đô thị bền vững hơn.
Đối với người dân, với sự hỗ trợ của HanoiAir, ô nhiễm sẽ được dự báo sớm, giúp họ chuẩn bị và phòng ngừa tốt hơn. Mọi người có thể theo dõi chất lượng không khí theo thời gian thực trên thiết bị di động tại địa chỉ geoi.com.vn/hanoiair để biết bản đồ chất lượng không khí trực quan, biết được số liệu dự báo ô nhiễm không khí theo ngày, theo tuần cũng như khả năng biến động chỉ số chất lượng không khí tại các khu vực.
Sau khi thử nghiệm tại Sở Nông nghiệp và Môi trường Hà Nội, kết quả cho thấy độ chính xác cao, đặc biệt trong các giai đoạn ô nhiễm nghiêm trọng kéo dài, đồng thời nhận được phản hồi tích cực từ các chuyên gia và nhà quản lý. Các chuyên gia nhận định, các kết quả dự báo phù hợp với đặc thù khí hậu, địa hình và mức phát thải của Việt Nam, có tính ứng dụng cao trong thực tiễn. Độ chính xác của hệ thống tương đương, thậm chí cao hơn một số mô hình dự báo tiên tiến thế giới. Đặc biệt, chi phí thiết lập và vận hành của HanoiAir cực kỳ thấp, ước tính chưa tới 100 đồng/người/năm để dự báo.
Hiện nay, nhóm nghiên cứu đang thử nghiệm hệ thống dự báo chất lượng không khí cho toàn bộ các tỉnh thành Việt Nam tại địa chỉ https://popgis.vnu.edu.vn/home/vietnam. Trong thời gian tới, ứng dụng sẽ tiếp tục cải tiến thuật toán nhằm nâng cao chất lượng dự báo cho hệ thống, từ dự báo theo ngày sang theo giờ, giúp người dân và cơ quan chức năng nắm bắt chi tiết hơn diễn biến ô nhiễm không khí.
Khi các hạt bụi ô nhiễm vô tình xâm nhập vào tế bào và các cơ quan trong cơ thể như phổi, tim, máu và não sẽ dẫn đến các chứng bệnh hen suyễn, đau tim, ung thư, đột quỵ, mất trí nhớ. WHO khuyến cáo 9/10 ca tử vong do ô nhiễm không khí ngoài trời xảy ra ở các nước có thu nhập thấp và trung bình.
