Narzędzie do zdjęć satelitarnych z Uniwersytetu RMIT umożliwia teraz skuteczne wykrywanie plastiku na plażach, pomagając w sprzątaniu i zwalczaniu zanieczyszczenia oceanów.
Naukowcy z Uniwersytetu RMIT opracowali nowe narzędzie do zdjęć satelitarnych umożliwiające wykrywanie plastikowych śmieci na plażach na podstawie analizy sposobu, w jaki piasek, woda i tworzywa sztuczne odbijają światło. Metoda ta, sprawdzona w testach terenowych, umożliwia wykrywanie tworzyw sztucznych na liniach brzegowych z wysokości ponad 600 km.
Technologia satelitarna jest już wykorzystywana do śledzenia ogromnych ilości plastiku unoszących się wokół naszych oceanów – od stosunkowo małych dryfów zawierających tysiące plastikowych butelek, toreb i sieci rybackich po gigantyczne pływające wyspy śmieci, takie jak Wielka Pacyficzna Plama Śmieci, która jest trzykrotnie większa wielkość Francji. Technologia ta jest jednak mniej skuteczna na plażach, gdzie plastik łatwo miesza się z piaskiem.
To niedawne osiągnięcie, opublikowane w czasopiśmie Biuletyn dotyczący zanieczyszczenia morzazapewnia skuteczny sposób wykrywania plastiku na plażach, gdzie można do niego łatwiej uzyskać dostęp i usunąć go poprzez ukierunkowane działania porządkowe
Oceany plastiku
Obecnie do oceanów wrzuca się co roku ponad 10 milionów ton plastikowych śmieci, a szacuje się, że do 2030 roku liczba ta może osiągnąć 60 milionów.
Główna autorka badania, dr Jenna Guffogg, stwierdziła, że plastik na plażach może mieć poważny wpływ na dziką przyrodę i jej siedliska, podobnie jak ma to miejsce na wodach otwartych.
„Tworzywo sztuczne można pomylić z jedzeniem, większe zwierzęta zaplątują się, a mniejsze, takie jak kraby pustelniki, zostają uwięzione w przedmiotach, takich jak plastikowe pojemniki” – powiedziała.
„Plaże na odległych wyspach charakteryzują się jednymi z najwyższych odnotowanych na świecie gęstości tworzyw sztucznych. Obserwujemy także rosnące ilości tworzyw sztucznych i porzuconych narzędzi połowowych na odległych wybrzeżach północnej Australii”.
Według Guffogga, jeśli te tworzywa sztuczne nie zostaną usunięte, nieuchronnie rozdrobnią się na mikro i nano tworzywa sztuczne.
„Chociaż wpływ oceanicznych tworzyw sztucznych na środowisko, rybołówstwo i turystykę jest dobrze udokumentowany, metody pomiaru dokładnej skali problemu lub ukierunkowania działań porządkowych, czasami najbardziej potrzebnych w odległych lokalizacjach, są hamowane przez ograniczenia technologiczne, – powiedziała.
Szczegóły techniczne nowej metody wykrywania
Opracowany przez zespół wskaźnik Beached Plastic Debris Index to tak zwany indeks spektralny, zasadniczo wzór matematyczny, który sortuje wzory odbitego światła zebranego przez satelity przelatujące nad danym obszarem, aby odkryć to, co najbardziej Cię interesuje na zdjęciu.
Zespół teledetekcji w RMIT opracował podobne narzędzia do monitorowania lasów i mapowania pożarów buszu z kosmosu.
Indeks śmieci plastikowych na plaży jest dostosowany do mapowania śmieci plastikowych w środowiskach plażowych przy użyciu danych o wysokiej rozdzielczości z satelity WorldView-3, który okrąża Ziemię w linii słońca na wysokości 617 km.
Aby przetestować jego działanie, na plaży w południowym Gippsland w stanie Wiktoria umieszczono 14 plastikowych celów o powierzchni około dwóch metrów kwadratowych każda.
Każdy cel został wykonany z innego rodzaju plastiku i był mniejszy niż rozmiar piksela satelity wynoszący około 3 m2.
Wyniki i perspektywy na przyszłość
Zdjęcia satelitarne wykorzystujące nowy indeks porównano z trzema istniejącymi indeksami, z których dwa zaprojektowano do wykrywania tworzyw sztucznych na lądzie, a jeden do wykrywania tworzyw sztucznych w środowisku wodnym.
BPDI uzyskało lepsze wyniki niż wszystkie trzy, a pozostałe albo miały trudności z rozróżnieniem pikseli zanieczyszczonych plastikiem na plaży, albo miały tendencję do błędnego klasyfikowania cienia i wody jako tworzyw sztucznych.
Współautorka badania, dr Mariela Soto-Berelov, stwierdziła, że zwiększona możliwość oddzielenia BPDI od wody i piasku sugeruje, że jego użyteczność jest lepsza w środowiskach, w których prawdopodobne jest współistnienie pikseli wodnych i pikseli zanieczyszczonych plastikiem.
„To niezwykle ekscytujące, ponieważ jak dotąd nie mieliśmy narzędzia do wykrywania z kosmosu tworzyw sztucznych w środowiskach przybrzeżnych” – powiedziała.
„Piękno zdjęć satelitarnych polega na tym, że mogą one rejestrować duże i odległe obszary w regularnych odstępach czasu.
„Wykrywanie to kluczowy krok niezbędny do zrozumienia, gdzie gromadzą się śmieci z tworzyw sztucznych, i zaplanowania działań porządkowych, co jest zgodne z kilkoma celami zrównoważonego rozwoju, takimi jak ochrona mórz i oceanów”.
Soto-Berelov powiedział, że następnym krokiem będzie przetestowanie użyteczności BPDI w rzeczywistych scenariuszach.
„Chcemy nawiązać współpracę z organizacjami w ramach kolejnego etapu badań; to szansa, aby pomóc nam chronić delikatne plaże przed odpadami z tworzyw sztucznych” – powiedziała.
Odniesienie: „Indeks wyrzuconych na brzeg plastikowych śmieci; nowoczesny indeks do wykrywania tworzyw sztucznych na plażach” Jenna Guffogg, Mariela Soto-Berelov, Chris Bellman, Simon Jones i Andrew Skidmore, 22 października 2024 r., Biuletyn dotyczący zanieczyszczenia morza.
DOI: 10.1016/j.marpolbul.2024.117124
Guffogg kierowała tym badaniem w ramach swoich wspólnych badań doktoranckich w RMIT w Australii i na Uniwersytecie Twente w Holandii, a obecnie pracuje w branży mapowania geoprzestrzennego.
Była wspierana przez stypendium Rządu Australijskiego w ramach programu szkoleniowego w zakresie badań naukowych (RTP). Dostęp do zdjęć Worldview-3 uzyskano za pośrednictwem DigitalGlobe, amerykańskiego dostawcy zdjęć geoprzestrzennych.
