باحثة بالجامعة المصرية الروسية تبتكر نموذجاً آليا ً لمراقبة جودة المياه بتكنولوجيا الذكاء الاصطناعى

كتب:إبراهيم عمران

شاركت الباحثة الدكتورة شيرين على طايع، الأستاذ المساعد بقسم الذكاء الإصطناعى، بكلية الإدارة والتكنولوجيا المهنية والحاسبات بالجامعة المصرية الروسية، فى ابتكار نموذج آلى جديد يعتمد على تقنية “الذكاء الاصطناعى”؛ لمراقبة جودة مياه “الأنهار، والبحيرات” تلقائيًا وديناميكيًا من صور”الأقمار الصناعية”، “عن بُعد” لمعالجة مشكلة عدم كفاية العينات وتوفير وقت وتكلفة جمع العينات من المواقع.

أكدت الدكتورة شيرين على طايع، أن هذا النظام يتميز بقدرته على المراقبة والتنبؤ بجودة المياه “عن بُعد” تلقائياً وديناميكياً؛ بإستخدام تقنيات “الذكاء الإصطناعى”، والشبكات العصبية من خلال تحليل صور “الأقمار الصناعية”، ويعمل بكفاءة عالية فى المناطق الجغرافية المتغيرة، والمواسم المختلفة.. موضحةً أن النموذج يعتمد على استخدام بيانات صور “الأقمار الصناعية”، فى استنباط المعاملات الضوئية وغير البصرية، وتحديد العلاقات ذات المغزى بين المعاملات البصرية وغير البصرية لرسم “خريطة بصرية” بشكل مثالى للعوامل التى تحدد جودة المياه على صور الأقمار الصناعية.

أضافت الأستاذ المساعد بقسم الذكاء الإصطناعى، أنه تم تطبيق النموذج على ثلاث مجموعات من البيانات لمناطق جغرافية مختلفة فى مواسم متنوعة، بإستخدام تقنيات الذكاء الإصطناعى والشبكات العصبية فى تحليل صور “الأقمار الصناعية”، والتنبؤ تلقائياً وديناميكياً بجودة المياه، المجموعة الأولى من “بحيرة ناصر”، صيف “أغسطس” لعام (٢٠١٦)، وتشمل بيانات هذه المجموعة خمسة قطاعات من الجنوب إلى الشمال وهى: “أبوسمبل، توشكى، المضيق، دهميت، وأسوان”، أنه تم اختيار ثلاثة مواقع لكل قطاع: الشرقى، الغربى، ومنتصف القناة الرئيسية من المياه السطحية، وقد تم دراسة (12) معياراً لجودة المياه.

أشارت الدكتورة شيرين طايع، إلى أن مجموعة البيانات الثانية لـ”بحيرة ناصر”، ربيع “أبريل” لعام (٢٠١٦)، وتحتوى على (11) قطاعاً من الجنوب إلى الشمال وهى: “أركين، سارة، عدندان، أبو سمبل، توشكى، أبريم، وادى العرب، المضيق، العلاقى، جرف حسين، وكلابشة”.. مشيرةً إلى أن مجموعة البيانات الثالثة لنبع خزان بن الويدان في “دولة المغرب”، ربيع “مايو” لعام (٢٠١٧) وتم دراسة خمسة معايير لجودة المياه.

لفتت الأستاذ المساعد بقسم الذكاء الإصطناعى، إلى أنه تم اختيار صور “الأقمار الصناعية”، بناءً على عدة معايير؛ منها أن تكون الصور المختارة خالية من السحابة وتم الحصول عليها فى غضون أربعة أيام على الأكثر من القياسات فى الموقع.. كاشفةً عن أنه تمت مقارنة النتائج التى حصلنا عليها من صور “الأقمار الصناعية”، بنتائج تحليل العينات التى تم رفعها من المواقع لتحديد جودة المياه وأظهرت النتائج التجريبية للنموذج المقترح نتائج واعدة بدقة وصلت إلى 91.6٪ للمعلمات الضوئية ودقة 89٪ للمعلمات غير البصرية للثلاث مجموعات من البيانات.

الجدير بالذكر، أنه تم نشر نتائج البحث، فى ورقة بحثية بعنوان “النموذج التنبئى الهجين لمراقبة جودة المياه على أساس بيانات صور الأقمار الصناعية Sentinel-2 L1C” فى المجلة الدولية “IEEE Access”، بالتعاون مع أ.د. محمد جوهر أستاذ ورئيس قسم الكيمياء شعبة المياه العذبة والبحيرات بـ”المعهد الوطنى لعلم المحيطات والمصايدNIOF “، وأ.م.د. مسعود إسماعيل، والباحثة جهاد حسن بكلية الحاسبات والمعلومات “جامعة الفيوم”، والدكتور سليم السيد، والسيد أيمن البدرى، ود. سعاد سباعى، باحثين فى NIOF بالمركز القومى لبحوث المياه المصرية بـ”وزارة الموارد المائية والرى”، وساعدوا فى تحليل قياسات المجال الكيميائى وتوفير البيانات الكيميائية للعينات.

يذكر أن مجلة “IEEE Access” تأتى فى المرتبة رقم (84) من إجمالى (12515) مجلة فى تخصص “علوم الحاسب الآلى”، وتصنف ضمن: Top 10 ٪ “CiteScore من مجلات علوم الحاسب، وهى مدرجة ضمن تصنيف “Web of Science” بمعامل تأثير (4.98)، وكذلك ضمن تصنيف Scopus العالمى.