无人机影像与手机应用结合:爱尔兰一款平台为海滩塑料清理提供定位支持

richlovec 1500_400 (1)
 

塑料污染在海岸线长期可见,但如何更高效地组织清理行动一直是社区团体面临的难题。联合国数据显示,每年约有1900万至2300万吨塑料进入湖泊、河流和海洋,对生态系统造成影响并破坏动物栖息地。

在爱尔兰,海滩清理多由社区志愿者推动,但由于缺乏系统监测,清理行动往往依赖经验判断:一方面可能错过塑料聚集的热点区域,另一方面也可能在同一片海滩重复投入人力。

为解决“塑料在哪里”的定位问题,利默里克大学机器人与智能系统中心的研究团队开发了一套基于无人机影像的塑料检测平台。该平台将无人机空中监测与机器学习算法结合,生成塑料垃圾分布图,并通过免费手机应用向志愿者提供可用于现场清理的GPS坐标。

识别与训练:从空中区分塑料与自然物

研发团队表示,技术实现并不简单。要让计算机视觉模型在约30米高度识别瓶盖等小型塑料,同时区分海藻、漂流木、贝壳和风化岩石等外观相近物体,需要大量实地测试与准确性验证。

在早期版本中,算法对阴影较为敏感,曾将漂流木误判为塑料瓶。团队随后在克莱尔郡和戈尔韦等海滩反复试验并迭代模型,目前系统可识别最小约1厘米的塑料目标。为建立更稳健的数据集,团队在爱尔兰海岸线进行了数百次测试飞行,覆盖不同光照、潮汐、天气与环境条件。

爱尔兰海岸线:热点差异与生态影响

研究团队援引海洋研究所相关工作指出,爱尔兰海岸线长度为3172公里。2018年的一项研究发现,爱尔兰水域73%的深海鱼类摄入了塑料颗粒;此外,超过250个物种(包括海鸟、鱼类、海龟和海洋哺乳动物)被报告摄入大量塑料。

团队的无人机调查还显示,部分海岸线区域的塑料积累速度可达邻近地区的五到十倍,差异与洋流和河口等因素相关。团队认为,如果缺少持续监测,这类热点区域可能被忽视。

平台使用:兼容多来源影像,向志愿者返回坐标

该平台支持来自不同来源的无人机影像,包括普通民众自行飞行拍摄的素材。处理环节仅需普通笔记本电脑软件:用户上传影像后,系统返回塑料位置的GPS坐标;配套手机应用(iOS与Android均免费提供)以互动地图形式展示点位,便于社区团体、学校与个人就近定位并开展清理。

据介绍,该系统已在爱尔兰五个社区团体中测试。测试结果显示,平均每10分钟无人机飞行可发现约30个塑料点位,但数量会随地点而变化。

推广与合作:BluePoint项目向欧洲伙伴分发无人机

通过BluePoint项目,团队向爱尔兰及欧洲合作伙伴(包括县议会与环保组织)分发了30多架无人机,用于支持欧洲海岸线塑料污染治理。该技术已在包括克莱尔郡西班牙角在内的多个地区部署;当地Tidy Towns志愿者团队因清理工作被评为2024年联合清洁海岸社区组。

回收链条:从收集到分拣的现实难点

在更广泛的合作中,体育用品零售商迪卡侬等伙伴正在探索将回收的海滩塑料转化为新消费品,包括体育器材、纺织品和零部件。团队同时指出,海滩塑料往往夹杂沙子与盐分,且种类、等级混杂,回收利用的挑战不仅在收集环节。其持续研究正分析爱尔兰海岸线塑料的实际构成,为制造商设计分拣与回收工艺提供数据支持。

目前,该开源软件平台与无人机技术已在九个国家使用,吸引2000多人参与,法国、西班牙、葡萄牙、巴西和英国等地均有试点。参与社区反馈称,无人机提供的GPS坐标提升了清理效率,志愿者可直接前往标记地点开展行动。团队表示,迄今收集的数据也正被地方政府用于了解垃圾分布模式,以支持废弃物管理与海岸保护政策制定。

本文内容据《The Conversation》相关报道整理。


分享:


发表评论

登录后才可评论。 去登录