Экология и изучение изменений климата
ГДЕ ПЛАСТИК?
Экология и изучение изменений климата
ГДЕ ПЛАСТИК?
О проекте
Цель - разработка методики анализа мультиспектральных и гиперспектральных данных дистанционного зондирования Земли для выявления зон загрязнений пластиковым мусором в морских акваториях и на побережьях. Проект направлен на создание алгоритма, который по спутниковым снимкам определяет, где в океане скопился пластик.
О проекте
Цель - разработка методики анализа мультиспектральных и гиперспектральных данных дистанционного зондирования Земли для выявления зон загрязнений пластиковым мусором в морских акваториях и на побережьях. Проект направлен на создание алгоритма, который по спутниковым снимкам определяет, где в океане скопился пластик.
Актуальность
В океане уже накоплено 710 миллионов тонн пластика, ежегодно добавляется ещё 11 миллионов. Микропластик проникает в пищевые цепи, макропластик угрожает морской фауне. Чтобы бороться с этим, нужна точная карта загрязнения, но существующие спутниковые индексы дают сбои из-за изменчивой оптики, облачности и биообрастания. Поэтому решение ищется не в формулах, а в многомерном анализе данных.
Актуальность
В океане уже накоплено 710 миллионов тонн пластика, ежегодно добавляется ещё 11 миллионов. Микропластик проникает в пищевые цепи, макропластик угрожает морской фауне. Чтобы бороться с этим, нужна точная карта загрязнения, но существующие спутниковые индексы дают сбои из-за изменчивой оптики, облачности и биообрастания. Поэтому решение ищется не в формулах, а в многомерном анализе данных.
| Значимость Модель позволяет вести регулярный мониторинг акваторий. Это даёт возможность оценивать эффективность очистных мероприятий, прогнозировать дрейф загрязнений и проверять выполнение экологических обязательств. Для экологов и регуляторов — инструмент перехода от разрозненных экспедиций к системному контролю. |
| Значимость Модель позволяет вести регулярный мониторинг акваторий. Это даёт возможность оценивать эффективность очистных мероприятий, прогнозировать дрейф загрязнений и проверять выполнение экологических обязательств. Для экологов и регуляторов — инструмент перехода от разрозненных экспедиций к системному контролю. |
Этапы проекта
Основные этапы проекта: сбор данных с помощью спутников и дронов, разработка алгоритмов анализа и визуализация результатов.
Спектральный анализ и индексы
Идентификация пластика основана на его уникальных спектральных характеристиках в мультиспектральных данных (Sentinel-2). Используются специализированные индексы и геопространственное маскирование для изоляции морских объектов и устранения помех.
Машинное обучение и ИИ
Для повышения точности и масштабируемости нами была разработана ИИ-модель. Она обучается на обширных мульти- и гиперспектральных датасетах (наборах данных), позволяя автоматически выявлять и картографировать пластик.
Продукты проекта
Результаты доступны через созданные нами интерактивную веб-карту, скрипт Google Earth Engine и сайт, обеспечивая доступ к данным со спутника о пластиковых загрязнениях, что позволит быстрее и удобнее проводить мониторинг морских акваторий на наличие загрязнений пластиковым мусором.
Этапы проекта
Основные этапы проекта: сбор данных с помощью спутников и дронов, разработка алгоритмов анализа и визуализация результатов.
Спектральный анализ
Идентификация пластика основана на его уникальных спектральных характеристиках в мультиспектральных данных (Sentinel-2). Используются специализированные индексы и геопространственное маскирование для изоляции морских объектов и устранения помех.
Машинное обучение и ИИ
Для повышения точности и масштабируемости нами была разработана ИИ-модель. Она обучается на обширных мульти- и гиперспектральных датасетах (наборах данных), позволяя автоматически выявлять и картографировать пластик.
Продукты проекта
Результаты доступны через созданные нами интерактивную веб-карту, скрипт Google Earth Engine и сайт, обеспечивая доступ к данным со спутника о пластиковых загрязнениях, что позволит быстрее и удобнее проводить мониторинг морских акваторий на наличие загрязнений пластиковым мусором.
Результаты проекта
Мы создаём инновационные научные разработки для решения актуальных задач.
- Интерактивная картаИнструмент для визуализации данных и мониторинга экологических процессов в морских акваториях.
- Геоинформационный сервисСистема для автоматизированного анализа данных дистанционного зондирования Земли и выявления пластиковых загрязнений.
Результаты проекта
Мы создаём инновационные научные разработки для решения актуальных задач.
- Интерактивная картаИнструмент для визуализации данных и мониторинга экологических процессов в морских акваториях.
- Геоинформационный сервисСистема для автоматизированного анализа данных дистанционного зондирования Земли и выявления пластиковых загрязнений.
Спектральные признаки
Спектральные индексы используются для определения типов материалов и веществ на основе анализа их отражения в различных спектральных диапазонах.
FDI - Floating Debris Index
Выделяет плавающий мусор за счет субпиксельного анализа 'всплеска' в NIR канале относительно RedEdge и SWIR-1.
NDVI - Normalized Difference Vegetation Index
Классический индекс растительности, используемый для фильтрации скоплений природных водорослей от синтетических полимеров.
PI - Plastic Index
Разработан для локализации полимерных материалов, ослабляет ложные срабатывания, вызванные мутностью воды.
Спектральные сигнатуры объектов
Спектральная сигнатура — это уникальный «отпечаток пальца» материала. Она показывает, как объект отражает или поглощает свет.
Спектральные признаки
Спектральные индексы используются для определения типов материалов и веществ на основе анализа их отражения в различных спектральных диапазонах.
FDI - Floating Debris Index
Выделяет плавающий мусор за счет субпиксельного анализа 'всплеска' в NIR канале относительно RedEdge и SWIR-1.
NDVI - Normalized Difference Vegetation Index
Классический индекс растительности, используемый для фильтрации скоплений природных водорослей от синтетических полимеров.
PI - Plastic Index
Разработан для локализации полимерных материалов, ослабляет ложные срабатывания, вызванные мутностью воды.
Спектральные сигнатуры объектов
Спектральная сигнатура — это уникальный «отпечаток пальца» материала. Она показывает, как объект отражает или поглощает свет.
Методические рекомендации
Предлагаем методические рекомендации для выявления зон загрязнений пластиковым мусором.
Методика проекта Методические рекомендации
Предлагаем методические рекомендации для выявления зон загрязнений пластиковым мусором.
Методика проекта
Наша команда
- Анна
Шайтанова - Тимур МалышкинРуководитель
- Анна ШикАссистент
- Дмитрий Жаворонков
- Анна
Кравченко - Таисия
Запутряева - Янна
Гришкевич - Полина
Лединева
Наша команда
- Анна Шайтанова
- Тимур МалышкинРуководитель
- Анна ШикАссистент
- Дмитрий Жаворонков
- Анна Кравченко
- Таисия Запутряева
- Янна Гришкевич
- Полина Лединева
Источники данных для анализа загрязнений
Используемые ресурсы для мониторинга и анализа загрязнений пластиком в морях и на побережьях.
Copernicus
Европейская программа по обеспечению пользователей информацией о Земле, включая данные о состоянии окружающей среды.
Earth Engine
Платформа для обработки и анализа больших объёмов спутниковых данных, разработанная Google.
Sentinel-2
Спутник Европейского космического агентства, предоставляющий мультиспектральные снимки для мониторинга окружающей среды.
Источники данных для анализа загрязнений
Используемые ресурсы для мониторинга и анализа загрязнений пластиком в морях и на побережьях.
Copernicus
Европейская программа по обеспечению пользователей информацией о Земле, включая данные о состоянии окружающей среды.
Earth Engine
Платформа для обработки и анализа больших объёмов спутниковых данных, разработанная Google.
Sentinel-2
Спутник Европейского космического агентства, предоставляющий мультиспектральные снимки для мониторинга окружающей среды.