Quantification of floating riverine macro-debris transport using an image processing approach

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Catégorie : Détection et Caractérisation
Date :3 septembre 2020
Avis TSC : La gestion de la pollution plastique passe par la mise en œuvre de nouvelles politiques de gestion des déchets en amont, de changement de comportement du consommateur et éventuellement de nouveaux matériaux ou de nouvelles pratiques d’emballage. Afin de mesurer l’efficacité de ces différentes mesures il est nécessaire de monitorer l’évolution de la pollution plastique. Ceci est particulièrement difficile en mer car cette pollution n’est pas distribuée de manière homogène ni à la surface de l’eau ni sur les plages ou les côtes. On sait qu’une part importante de la pollution marine est apportée par les fleuves. Une approche stratégique serait donc d’y installer des systèmes de mesure en continu pour les déchets. Pour l’instant, ce système ne mesure que les débris visibles en surface, la proportion de ces derniers dépend à la fois du flux de la rivière, car plus il est turbulent plus le mélange vertical sera important, avec comme conséquence moins de déchets en surface. D’autre part, certains plastiques ont une capacité de flottaison beaucoup plus élevée que d’autres comme par exemple les mousses de polystyrène. Elles resteront donc plus facilement en surface. Les auteurs montrent ici comment à partir d’une analyse d’image par caméra, dans le domaine des longueurs d’onde visibles, il est possible d’effectuer un suivi en continu avec un calcul automatique des quantités transportées. Évidemment ce genre de système ne peut fonctionner que de jours et dans des conditions de visibilité suffisante.
Kataoka, Tomoya; Nihei, Yasuo.
Scientific reports : 10 (DocId: 1)
A new algorithm has been developed to quantify floating macro-debris transport on river surfaces that consists of three fundamental techniques: (1) generating a difference image of the colour difference between the debris and surrounding water in the CIELuv colour space, (2) detecting the debris pixels from the difference image, and (3) calculating the debris area flux via the template matching method. Debris pixels were accurately detected from the images taken of the laboratory channel and river water surfaces and were consistent with those detected by visual observation. The area fluxes were statistically significantly correlated with the mass fluxes measured through debris collection. The mass fluxes calculated by multiplying the area fluxes with the debris mass per unit area (M/A) were significantly related to the flood rising stage flow rates and agreed with the mass fluxes measured through debris collection. In our algorithm, plastic mass fluxes can be estimated via calibration using the mass percentage of plastics to the total debris in target rivers. Quantifying riverine macro-plastic transport is essential to formulating countermeasures, mitigating adverse plastic pollution impacts and understanding global-scale riverine macro-plastic transport.