Sử dụng ảnh máy bay không người lái phát hiện rác thải nhựa ven biển

admin | 18/07/2022

Các nhà khoa học của Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, Cục Viễn thám quốc gia và Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ Việt Nam vừa nghiên cứu thành công mô hình phát hiện rác thải nhựa ven biển sử dụng ảnh máy bay không người lái và mạng nơ-ron tích chập sâu để giám sát tự động và đánh giá mối đe dọa môi trường từ các mảnh rác thải biển.

“Ô nhiễm trắng”- thách thức lớn với môi trường

Tình trạng ô nhiễm rác thải nhựa ven biển hay “ô nhiễm trắng” được xem là thách thức lớn đối với môi trường bởi khối lượng cũng như số lượng của rác thải nhựa. Nguồn gây ô nhiễm chính là nguồn thải trên đất liền và các nguồn thải trên biển, đóng góp chính là rác thải nhựa có kích thước lớn, bao gồm các vật dụng hàng ngày và các loại bao bì đóng gói khác. Phần còn lại là nhựa được xả trực tiếp trên biển, chủ yếu là từ hoạt động khai thác thủy sản. Việc thải ra môi trường rác thải nhựa không đúng cách vào đại dương và đất liền sẽ gây nguy hiểm cho các loài sinh vật biển và ảnh hưởng đến sức khỏe cũng như tính mạng con người.

Ngoài ra, vấn đề ô nhiễm rác thải nhựa đã và đang gây ra các tác động tiêu cực đến kinh tế - xã hội dựa trên nhiều khía cạnh khác nhau như thương mại, du lịch, vận tải biển... và ảnh hưởng đến nền kinh tế quốc dân của quốc gia bằng cách chi viện thêm ngân sách cho việc xử lý rác thải nhựa.

Đặc biệt, trong tình hình căng thẳng của đại dịch Covid-19, lượng rác thải y tế tăng đột biến đang là mối lo ngại đối với môi trường ven biển và sức khỏe của con người.  Sự gia tăng đáng kể trong việc sử dụng khẩu trang y tế, găng tay và quần áo bảo hộ, ống tiêm... phục vụ cho công tác phòng chống đại dịch tất cả đều đang góp phần gây ra tình trạng ô nhiễm rác thải nhựa này.

Một nghiên cứu đã chỉ ra rằng các sản phẩm y tế có thể gây ra 44,8% và 13,2% sự gia tăng chất thải nhựa do đại dịch hiện nay. Vì lý do này, việc thúc đẩy điều tra, khảo sát đánh giá hiện trạng rác thải nhựa và hoàn thiện chính sách, quy định về quản lý rác thải nhựa; nghiên cứu, ứng dụng công nghệ, triển khai mô hình, hoạt động quản lý rác thải nhựa và sản xuất các sản phẩm thân thiện với môi trường là cấp thiết trong bối cảnh hiện nay.

* Công nghệ viễn thám là lựa chọn mới

Xuất phát từ thực tiễn, các nhà khoa học của Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, Cục Viễn thám quốc gia và viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ Việt Nam đã triển khai nghiên cứu mô hình phát hiện rác thải nhựa ven biển sử dụng ảnh máy bay không người lái và mạng nơ-ron tích chập sâu. Đây là nghiên cứu quan trọng nhằm cung cấp cách tiếp cận mới cho các nhà nghiên cứu, nhà quản lý vùng ven biển có ý định sử dụng ảnh máy bay không người lái để giám sát tự động và đánh giá mối đe dọa môi trường từ các mảnh rác thải biển.

Theo PGS.TS Phạm Minh Hải, Phó Viện trưởng Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ Việt Nam, Trưởng nhóm nghiên cứu, trong nghiên cứu này, nhóm tác giả đã tập trung áp dụng thuật toán học sâu dựa trên mạng nơ-ron tích chập (DCNN) để phát hiện và chiết tách rác thải nhựa từ các hình ảnh được chụp bằng máy bay không người lái (UAV).

Theo đó, mô hình DCNN đã được áp dụng để phát hiện các đám nhựa/mảnh vỡ trôi nổi tại khu vực ven biển Hội An (Quảng Nam). Kết quả cho thấy, những bãi rác nhựa trôi nổi này hấp thụ và phản xạ ánh sáng, tạo ra những dấu hiệu quang phổ rất đặc biệt. Đây chính là yếu tố mà hệ thống dựa vào để phát hiện và phân biệt chúng với các dạng vật thể trôi nổi khác.

Kết quả thử nghiệm ban đầu cho thấy phương pháp này có thể phát hiện chính xác ngay cả những đám rác thải nhựa nhỏ trôi nổi ở những vùng nước ven biển, giúp tiết kiệm đáng kể thời gian cũng như công sức dò tìm rác thải và làm sạch bãi biển.

Hiện tại, nhóm nghiên cứu cũng đề xuất kế hoạch cải tiến kỹ thuật để có thể phát hiện chính xác đám rác thải nhựa trôi nổi ở những vùng nước ven biển đục và thậm chí tại các khu vực cửa sông với dòng chảy phức tạp hơn.

Trong tương lai gần, các nhà nghiên cứu hy vọng phương pháp này sẽ được sử dụng để giám sát tình trạng ô nhiễm rác thải nhựa và hỗ trợ các hoạt động dọn dẹp rác thải nhựa đại dương trên quy mô lớn.

Thủy Nguyễn