陆海统筹 | 海漂垃圾智能识别与漂移轨迹预报系统

文摘   2023-06-05 08:17   福建  

6月5日/World Environment Day

世界环境日




在呼吁“减塑捡塑”(BeatPlasticPollution)的口号声中,我们迎来了第50个世界环境日。根据联合国环境署的研究,每年有超过1400万公吨的塑料进入并破坏水生生态系统。如果不采取有效干预手段,那么预计到2040年时,每年进入水生生态系统的塑料垃圾数量将增加近两倍,将严重威胁到环境、人类健康和经济。


在近岸海域,塑料也是海洋漂浮垃圾中常见的组成成分之一。海漂垃圾不仅影响海岸景观,威胁航行安全,还会使水体缺氧、水质恶化,威胁海洋生物的生存,从而影响海洋生态系统健康。

针对海漂垃圾影响海洋生态系统健康问题,MMIS团队基于视频监控和卷积神经网络,研发了海漂垃圾智能识别技术,实现对流入目标海域垃圾的组成类别及面积进行定量估算,同时结合区域精细化的水动力模型研发了海漂垃圾漂移轨迹预报系统。研究成果已在九龙江口、厦门湾海域开展了业务化应用,为海漂垃圾日常管理和精准治理提供了技术支撑,对美丽海湾和生态文明建设具有重要意义。



系统简介

系统集成基于机器学习的海漂垃圾智能识别技术和精细化的区域水动力模型,用于监测目标海域的海漂垃圾组成类别及面积,并预测海漂垃圾可能的漂移路径,以及岸滩垃圾的可能分布情况,从而给出海上垃圾的最佳收集时间及地点建议。

九龙江口-厦门湾

海漂垃圾智能识别与漂移轨迹预报系统


可能影响厦门市沙滩的垃圾分区图


系统功能


实时监控


实时接入各监测岸段的视频影像,查看实时和历史时段的监控视频及图片信息,并将其作为海漂垃圾自动识别和轨迹预测模型的识别和预测对象。


海漂垃圾智能识别预警


利用海量的历史影像数据,基于机器学习模型构建海漂垃圾智能识别模型,对实时接入的影像进行海漂垃圾识别,展示识别成功的海漂垃圾,并进行预警,记录海漂垃圾出现的时段和地点,评估海漂垃圾的组成类别和分布面积。


海漂垃圾轨迹预测


通过调用水动力模型,对识别成功的海漂垃圾进行预测其可能的漂移路径,同时预测岸滩垃圾的可能分布情况,并计算海上垃圾的最佳收集时间及地点。


预报单管理


自动调用制作好的预报单模板和模型计算结果生成海漂垃圾每日预报单,支持预报单的保存、修改。


系统管理


提供一系列服务用于系统维护和管理。主要包括用户授权、数据处理服务、日志管理服务以及软件更新服务等。


应用案例示范

目前,该系统已应用于九龙江口-厦门湾海洋垃圾漂移轨迹及分布预测,在厦门市生态环境局业务化运行,迄今发布千余份海漂垃圾每日预报单,服务海上环卫部门的垃圾精准打捞,为海漂垃圾日常管理和综合治理提供技术服务。该成果已推送集成到福建省生态云进行应用展示。

左右滑动查看

厦门湾全海域

海漂垃圾漂移轨迹及分布预测预报单

(厦门市生态环境局)


厦门湾海漂垃圾轨迹预报系统界面

(福建省生态云平台)


文图 | 邹文财、黄水英

排版 孙静月             

责编 黄水英             

审核 | 张彩云、江毓武、陈能汪


► MMIS

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