Дроны и ИИ помогут бороться с загрязнением воды в городах

Новый способ оценки состояния рек сочетает аэросъемку с дронов и анализ данных нейросетями. Это позволяет быстро и дешево определять уровень загрязнения водорослями без лабораторных проб.
Автор Наука Mail
Городская река
Новый способ оценки состояния рек сочетает аэросъемку с дронов и анализ данных нейросетямиИсточник: Синьхуа

Городские реки приносят огромную пользу: от поддержания биоразнообразия и регулирования местного климата до снабжения водой и улучшения качества жизни жителей. Однако многим из них все чаще угрожает эвтрофикация — процесс, вызванный избытком питательных веществ, который может спровоцировать рост водорослей, истощение кислорода и ухудшение качества воды.

Ученые разработали новый способ следить за состоянием рек: для этого дрон снимает реку, а компьютерные модели анализируют снимки и показывают, сколько в воде хлорофилла‑а — это вещество есть в водорослях, и по его количеству можно понять, насколько сильна эвтрофикация. Раньше для этого брали пробы воды и изучали их в лаборатории, что долго, дорого и не дает полной картины. Новый метод позволяет составить подробные карты и увидеть, как меняется качество воды по всей реке.

Хлорофилл
Технология позволяет составлять карты загрязнения и находить причины эвтрофикации в разных районах без дорогих лабораторных анализовИсточник: Wikimedia

Исследователи проверили подход на реках в трех китайских городах — Харбине, Цицихаре и Суйхуа. Дрон летал на высоте 100 метров и делал снимки с очень высокой детализацией. Компьютерные модели, объединенные в одну систему, обрабатывали эти снимки и точнее предсказывали уровень хлорофилла, чем каждая модель по отдельности.

Оказалось, что в Суйхуа концентрация хлорофилла заметно выше, чем в двух других городах. Главная причина — активное развитие промышленности: рядом с заводами в реках больше водорослей. При этом зеленые зоны и хорошая очистка сточных вод помогают сдерживать загрязнение.

Получается, что бороться с эвтрофикацией нужно по‑разному в зависимости от района: возле предприятий — строже контролировать стоки, в сельской местности — меньше использовать удобрения, в жилых кварталах — улучшать канализацию и увеличивать зеленые зоны. Ученые также отмечают, что на результаты влияют сезоны, поэтому в будущем планируют дополнить наблюдения спутниковыми данными и более масштабными исследованиями.

Ранее Наука Mail рассказывала о том, что в Казани предложили комбинированный фильтр для очистки сточных вод.