卫星观测技术现在可以追踪海滩上的塑料 帮助开展远程清洁工作

皇家墨尔本理工大学的研究人员开发了一种新的卫星图像工具，能够通过分析沙子、水和塑料对光线的反射来检测海滩上的塑料碎片。 这种方法经过实地测试验证，可以从 600 多公里的高空发现海岸线上的塑料。

满是塑料的海滩

卫星技术已经被用来追踪漂浮在海洋上的大量塑料--从包含成千上万塑料瓶、塑料袋和渔网的相对较小的漂流物，到像太平洋大垃圾带（面积是法国的三倍）这样巨大的漂浮垃圾岛。 不过，这种技术在海滩上的效果较差，因为塑料很容易与沙子混在一起。

《海洋污染公报》发表的这一最新进展提供了一种发现海滩上塑料的有效方法，通过有针对性的清理工作，可以更容易地发现和清除海滩上的塑料。目前，每年有超过1000万吨的塑料垃圾被倾倒进海洋，据估计，到2030年，这一数字可能会达到6000万吨。

这项研究的主要作者珍娜-古福格博士说，海滩上的塑料会对野生动物及其栖息地造成严重影响，就像在开放水域中一样。

她说："塑料可能会被误认为食物，较大的动物会被缠住，寄居蟹等较小的动物会被困在塑料容器等物品中。偏远岛屿的海滩是世界上塑料密度最高的地方，我们在澳大利亚北部偏远的海岸线上也看到了越来越多的塑料和废弃渔具。"

Jenna Guffogg 博士在澳大利亚海滩上。 图片来源：皇家墨尔本理工大学

根据 Guffogg 的说法，如果不清除这些塑料，它们将不可避免地进一步碎裂成微型和纳米塑料。

她说："虽然这些海洋塑料对环境、渔业和旅游业的影响有据可查，但由于技术限制，测量问题确切规模或确定清理行动目标的方法一直受阻，有时在偏远地区最需要这样的方法。"

该团队的"海滩塑料碎片指数"就是所谓的"光谱指数"，本质上是一个数学公式，它可以对卫星经过一个区域时收集到的反射光模式进行分类，从而揭示出研究人员最想从图像中看到的东西。

皇家墨尔本理工大学的遥感团队也开发了类似的工具，用于从太空监测森林和绘制丛林火灾地图。

蓝色卫星图像上的黄色斑点，表示原本纯净的海滩上出现了塑料。 资料来源：皇家墨尔本理工大学

Beach Plastic Debris Index（海滩塑料碎片指数）是利用 WorldView-3 卫星提供的高清数据绘制的海滩环境塑料碎片地图。为了测试其性能，研究人员在维多利亚州吉普斯兰南部的海滩上放置了 14 个塑料目标，每个目标约两平方米。每个目标由不同类型的塑料制成，小于卫星的像素尺寸（约 3 平方米）。

使用新指数的卫星图像与现有的三种指数进行了比较，其中两种指数用于检测陆地上的塑料，一种用于检测水生环境中的塑料。BPDI 的表现优于这三种指数，其他指数要么难以区分海滩上受塑料污染的像素，要么倾向于将阴影和水错误地归类为塑料。

该研究的合著者玛丽埃拉-索托-贝雷洛夫博士说，BPDI除了能区分沙子，还能区分水，这表明在水像素和塑料污染像素可能共存的环境中，BPDI的实用性更胜一筹。

为测试新技术而设置的塑料靶。 图片来源：皇家墨尔本理工大学

她说："这太令人兴奋了，因为到目前为止，我们还没有从太空中检测沿海环境中塑料的工具。卫星图像的优点在于它可以定期捕捉大面积的偏远地区。探测是了解塑料碎片堆积地点和规划清理行动所需的关键步骤，这与保护海洋等几个可持续发展目标相一致。"

Soto-Berelov说，下一步是测试BPDI在现实场景中的实用性。希望与相关组织合作开展下一步研究；这是一个帮助我们保护脆弱海滩免受塑料垃圾影响的机会。

编译自/scitechdaily

DOI: 10.1016/j.marpolbul.2024.117124