Investigating Detection of Floating Plastic Litter from Space Using Sentinel-2 Imagery

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Catégorie : Détection et Caractérisation
Date :17 septembre 2020
Avis TSC : Cette étude présente une expérimentation en grandeur nature sur la possibilité de détecter des déchets plastiques flottant à la surface de l’eau avec les satellites actuels du système Copernicus. Les auteurs ont fabriqué des radeaux de bouteilles plastiques attachées entre elles afin d’avoir des objets suffisamment grands qui soient visibles depuis l’espace. Ils ont montré qu’à différentes longueurs d’onde dans le visible il est possible de localiser ces radeaux par des caméras embarquées sur des véhicules aériens. Les images des satellites Sentinel-2 montrent qu’il est possible de les détecter avec une bonne résolution. Toutefois, les auteurs démontrent aussi qu’il est extrêmement facile d’avoir des faux positifs. Pour résumer la situation, la technologie satellitaire actuel est capable de détecter des nappes de déchets plastiques flottants lorsqu’on sait où elles se trouvent, mais il n’est pas encore capable de dire si ce signal correspond bien à des déchets plastiques ou à d’autres débris. Néanmoins, de nombreux projets sont en cours au niveau international pour améliorer les algorithmes et même envisager le lancement d’autres types de satellites ayant une meilleure résolution ou des capacités spectrales différentes. Pour l’instant il est donc difficile d’utiliser ces outils d’une manière opérationnelle pour les campagnes de nettoyage en ce qui concerne les débris flottants en mer.
Themistocleous, Kyriacos; Papoutsa, Christiana; Michaelides, Silas; Hadjimitsis, Diofantos.
Remote Sensing : 12 (DocId: 16)
Plastic litter floating in the ocean is a significant problem on a global scale. This study examines whether Sentinel-2 satellite images can be used to identify plastic litter on the sea surface for monitoring, collection and disposal. A pilot study was conducted to determine if plastic targets on the sea surface can be detected using remote sensing techniques with Sentinel-2 data. A target made up of plastic water bottles with a surface measuring 3 m x 10 m was created, which was subsequently placed in the sea near the Old Port in Limassol, Cyprus. An unmanned aerial vehicle (UAV) was used to acquire multispectral aerial images of the area of interest during the same time as the Sentinel-2 satellite overpass. Spectral signatures of the water and the plastic litter after it was placed in the water were taken with an SVC HR1024 spectroradiometer. The study found that the plastic litter target was easiest to detect in the NIR wavelengths. Seven established indices for satellite image processing were examined to determine whether they can identify plastic litter in the water. Further, the authors examined two new indices, the Plastics Index (PI) and the Reversed Normalized Difference Vegetation Index (RNDVI) to be used in the processing of the satellite image. The newly developed Plastic Index (PI) was able to identify plastic objects floating on the water surface and was the most effective index in identifying the plastic litter target in the sea.