Zwerfvuil op straat, in de natuur of in rivieren en in zee is niet alleen een zichtbaar milieuprobleem, het kost de samenleving ook veel geld. Maar hoe los je het op? En kunnen burgers daarbij helpen? River Cleanup en VITO sloegen de handen in elkaar met als doel opruimacties te optimaliseren door zwerfvuil op rivieroevers in kaart te brengen. In het burgerwetenschaps-project Waste Watchers verzamelden ze dronebeelden van de oevers van de Schelde om zo het zwerfvuil in kaart te brengen. Bij VITO Remote Sensing werden de beelden geanalyseerd en verwerkt in een gebruiksvriendelijke kaart die de verspreiding van het afval toont.
Met bijna tweehonderd waren ze, de ‘Waste Watchers’ die tijdens de zomer van 2023 deelnamen aan de vliegdagen van het Waste Watchers-project of individueel dronebeelden verzamelden. De vrijwilligers kregen uitleg over het project en over de werking en het besturen van een drone en de bijhorende wetgeving, waarna ze elk een halfuur langs de Schelde mochten vliegen. Daarnaast stuurde een twintigtal drone-eigenaars op verzoek van Waste Watchers beeldmateriaal in dat ze zelf hadden gemaakt langs de oevers van de rivier.
Zo werden dus op verschillende locaties langs de Schelde door burgers dronebeelden gemaakt. De beelden werden later geanalyseerd en verwerkt met artificiële intelligentie (AI). Het doel? Een digitale zwerfvuilverspreidingskaart voor de Schelde maken. De burgers werden op deze manier niet alleen geïnformeerd over AI, ze werden ook betrokken bij de ontwikkeling van een nieuwe AI-toepassing in Vlaanderen – bovendien een met een hoge maatschappelijke relevantie – wat juist de bedoeling is van het Vlaamse amai!-programma. Waste Watchers was een van de vijf geselecteerde burgerwetenschapsprojecten van de amai!-oproep in 2022.
8000 foto’s, 40 kilometer Scheldeoever
Het project was een wereldprimeur. ‘Het was de eerste keer dat het grote publiek werd ingezet om met dronebeelden zwerfvuil op te sporen’, zegt Klaas Pauly van VITO. Waarom drones? ‘Met hun vogelperspectief hebben drones een veel beter zicht dan bijvoorbeeld zwerfvuilspotters die met eigen ogen op de grond zoeken. Drones kunnen bijvoorbeeld zwerfvuil ontdekken dat tussen dichte begroeiing ligt.’ Waste Watchers werkte met kleine, budgetvriendelijke drones die eenvoudig te bedienen zijn door een breed publiek. ‘Zo vermeden we hoge kosten en complexe vergunningsprocedures. Bovendien zijn deze drones veilig en relatief makkelijk te besturen.’ In totaal leverde Waste Watchers meer dan achtduizend dronefoto’s op, goed voor 40 kilometer Schelde-oever. Op de beelden zijn details zichtbaar tot op een halve centimeter.
VITO heeft met haar Remote Sensing-unit uiteraard al veel knowhow en expertise in het verzamelen, analyseren en verwerken van luchtbeelden. Maar er moesten voor dit project ook voldoende burgers gerekruteerd en geënthousiasmeerd worden om Waste Watchers tot een succes te maken. Daarom werd samengewerkt met River Cleanup, een non-profit die van het tegengaan en opruimen van zwerfvuil in en langs rivieren haar missie heeft gemaakt. De organisatie doet dit op mondiale schaal. ‘We bestaan nog maar sinds 2019, maar wereldwijd hebben we meer dan 240.000 vrijwilligers en zijn we actief in 100 landen’, zegt Thomas de Groote, CEO van River Cleanup. ‘Door engagement te combineren met technologie willen we zwerfvuil in rivieren overal ter wereld te lijf gaan. Waste Watchers sloot dus perfect aan bij onze missie.’
Waarom die focus op rivieren? ‘Zwerfvuil, en plasticvervuiling in het algemeen, is een groot probleem, en geen land in de wereld ontsnapt eraan’, vervolgt de Groote. Maar waar zou je beginnen met het aanpakken van het probleem? In en langs rivieren, zeggen wij. Zij voeden immers de zee met zwerfvuil en plasticafval. De keuze voor rivieren is dus heel rationeel.’
River Cleanup onderzoekt onder meer hoe rivieren efficiënt plastic-vrij kunnen worden gemaakt. ‘We willen niet enkel opruimen’, vertelt Hanne Collette, projectleider bij River Cleanup. ‘Door de verspreiding van zwerfvuil in kaart te brengen, kunnen we de invloed van zaken zoals industrie of bewoning onderzoeken hierop. Maar we kunnen ook ontdekken waar zich potentiële hotspots bevinden, bijvoorbeeld doordat er veel zwerfvuil samenstroomt. Kennis van het gedrag van zwerfvuil is nuttig voor zowel preventiemaatregelen als voor opruimacties. De campagne aan de Schelde vormde voor ons een mooie testcase en past perfect bij onze ambities naar 100 plastic-vrije rivieren tegen 2030 en 1000 tegen 2050.’
Vals positieven eruithalen
Waste Watchers was ook een wetenschappelijk onderzoeksproject. Pauly: ‘We wilden nagaan of een kwalitatieve en betrouwbare detectie van zwerfvuil via dronebeelden en AI-algoritmes mogelijk is. In die zin was dit ook een proefproject, waarbij we konden leren uit de resultaten om bijvoorbeeld onze AI-modellen beter te maken.’ Voordat de algoritmes konden worden gebruikt voor de automatische detectie van zwerfvuil, moesten ze eerst worden getraind. ‘Dit was geen sinecure door de bijna eindeloze variatie in de achtergrond van de rivieroevers en in de kenmerken van zwerfvuil. Hierdoor produceerde het door ons gebruikte AI-model aanvankelijk veel vals positieven (objecten die ten onrechte voor zwerfvuil worden aanzien). Die moesten we er dus zo veel mogelijk uithalen.’ Om het AI-model (bij) te trainen werd overigens opnieuw samengewerkt met De Lift Education, een school voor jongeren met een autismespectrumstoornis die zich specifiek richt op het aanleren van IT-vaardigheden.
Waste Watchers was een wereldprimeur, een uniek project dat aantoont dat met de hulp van burgers via drones en AI zwerfvuil kan worden opgespoord en in kaart gebracht. Begin 2024 leidde dit tot de lancering van de afvalverspreidingskaart voor de Schelde.
Later volgen mogelijk nog vergelijkbare campagnes langs andere rivieren, in binnen- of buitenland. Bij VITO, die instaat voor de analyse en verwerking van de dronebeelden en de opmaak van de kaarten, wordt nog bekeken of het zwerfvuilspotten via drones en AI in de toekomst kan worden aangeboden via een meer operationele dienstverlening. ‘In ieder geval leent de onderzoeksmethodologie zich ook voor andere toepassingen zoals de monitoring van biodiversiteit’, aldus Pauly. ‘Daarnaast is ze ook bijzonder geschikt voor STEM-initiatieven.’
Vanuit dit perspectief zal VITO Remote Sensing in 2024 actief betrokken zijn bij de ondersteuning van een nieuw STEM-project, dat geselecteerd/goedgekeurd werd na een oproep voor projecten rond STEM-partnerschappen, getiteld 'STEM voor klimaat: van inzicht tot actie'. De indiening van dit project vond plaats via de STEM-academie van VLAIO. Onder leiding van Spelenderwijzer en via verschillende trajecten en samenwerkingen zal het STEM-initiatief jongeren aanmoedigen om zich te verdiepen in de actuele klimaat- en energieproblematiek. Het hoofddoel van dit initiatief is om helderheid te verschaffen over welke data en diensten beschikbaar zijn om de huidige situatie in kaart te brengen en oplossingen te ontwikkelen.
Dubbele onderscheiding op Geospatial Awards 2023
Waste Watchers was niet alleen een wereldprimeur, het viel ook in de prijzen. In oktober 2023 viel ze 2 keer in de prijzen op de Geospatial Awards 2023, de jaarlijkse hoogmis van de vereniging van professionele gebruikers van ruimtelijke data in Vlaanderen. Het project kreeg zowel de juryprijs voor professionele projecten als de publieksprijs.
