开源如何帮助解决塑料污染问题

OpenLitterMap 帮助人们绘制和分享其社区垃圾问题的相关数据。

Empty plastic water bottle on sand pollution trash

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在我的工作中，我经常处理地理空间数据。这些数据不仅包含我们每天看到的常用属性，还包含地理属性，如点、线、封闭区域、多边形和表面。这些数据通常从纬度、经度和海平面高度数据投影到其他坐标系，以方便分析和查看。

在处理地理空间数据时，我发现一件奇怪的事情是，它在很大程度上被货币化，并受制于严格的许可协议。如果您使用您最喜欢的搜索引擎搜索“地理空间数据”，您可能会看到好几页链接，指向销售数据或创建和销售地理空间分析和可视化软件的组织，所有这些都在严格的许可下进行。但是，如果您深入挖掘，您会发现一些很棒的开放数据和开源软件。

大多数对开放数据、开源以及他们周围的世界感兴趣的人都听说过OpenStreetMap。OpenStreetMap 整合了来自“公民绘图者”的数据，并根据开放数据共享开放数据库许可证 (ODbL) 提供给所有人。

当我在工作中处理地理空间数据时，我主要对分析不同数据项之间的交互感兴趣。例如，我可能想查看拟议的输电线路在哪里穿过或靠近小型农村居民点。我主要使用两种开放工具：QGIS，一种开源地理信息系统 (GIS)；以及 PostGIS，PostgreSQL 对象关系数据库的空间扩展。几周前，我在 QGIS 用户邮件列表上发现了一篇来自 Seán Lynch 的帖子，他运营着一个我以前没用过的新型开放数据库，用于跟踪全球垃圾。

Seán 正在征求任何认为垃圾问题可能是公民科学可以解决的问题的人的兴趣。我采访了 Seán，以了解更多关于他的工作。

Chris Hermansen：简而言之，什么是 OpenLitterMap？

Seán Lynch： OpenLitterMap 是一个开源、交互式且可访问的世界垃圾和塑料污染数据库。我们正在开发一种数据收集体验，以利用世界各地数据收集者（公民科学家）前所未有的潜力。

几乎每个人都配备了智能手机，这是一种可以收集数据的强大设备，但我们尚未利用这种前所未有的人类潜力。垃圾地图绘制是推动众包科学发展的重要催化剂，因为塑料污染不仅在全球普遍存在，而且垃圾也很容易识别。

由于其数量庞大和臭名昭著，垃圾已成为人们日益认识到的环境问题。这些因素使垃圾地图绘制具有非常低的入门门槛，可以将许多人首次带入数据收集和科学过程。OpenLitterMap 不仅仅是世界塑料污染的地图或开放数据库。它是帮助建立社会数据收集能力的重要催化剂。

受 OpenStreetMap 的启发，我们将众包和开放数据的相同原则应用于塑料污染。我们希望每个人，无论身在何处，都能在街道、海滩以及任何其他可以找到塑料的地方分享有关垃圾和塑料污染的数据。这些地图以非常本地化和全球化的视角讲述了关于塑料污染的有力故事，任何人都可以使用我们的开放数据来帮助改进政府政策并扩大生产者责任。一旦开发完成，我们希望整合化学污染地图绘制并开发增强的生物多样性监测能力。但要实现这一目标，世界需要了解公民科学，而这正是我们渴望实现的。

CH：OpenLitterMap 在哪些方面是“开放的”？

SL： 自 2017 年推出以来，我们的数据已通过开放数据库许可证公开提供。这包括 GPS、时间戳、120 种预定义的垃圾类型、60 多个企业品牌、垃圾的存在状态（已拾取、仍在原处）以及拍摄照片的每个位置的完整 OpenStreetMap 地址。任何人都可以免费下载我们的数据并将其用于任何目的，不受限制。

最近，我们根据 GPLv3 开源了 Web 应用程序 (Laravel + Vue) 和移动应用程序 (React Native)。代码开源的发布有所延迟，因为这是我的第一个编码项目，我需要一些时间来培养管理开源项目的技能。从那时起，我从事过几份 Web 或全栈开发人员的工作，发布了移动应用程序的 v2 版本，并初步涉足了对象检测。很快，我们将根据相同的 GPL 许可证发布所有图像文件路径和 OpenLitterAI。我们目前正在浏览器中构建一个工具，用于使用边界框标记我们的图像，所有这些都将开源发布。

我们还有一个开放的 Slack 频道，并且我们尝试每周进行一小时的 Zoom 通话，我们在其中讨论本周热门应用程序的不同方面。我们还刚刚启动了 GitHub 讨论，我们将在其中讨论平台的各个方面。我们很乐意听到您对它的想法和建议！

CH：OpenLitterMap 何时首次可用？

SL： OpenLitterMap 的研究始于 2008 年，当时我在大学学习地理时接触了 GIS。我想使用 GIS 来绘制、交流和解决我所在社区非法倾倒的问题。2013 年，在攻读 GIS 硕士学位期间，我接触了 OpenStreetMap，并决定将众包和开放数据的相同原则应用于塑料污染。在攻读第二个海岸和海洋环境硕士学位后，我开发了 OpenLitterMap FOSS4G 方法，然后开始自学编码。

OpenLitterMap.com 最终于 2017 年 4 月 15 日作为 Web 应用程序发布，移动应用程序随后于 2019 年（v1.0）和 2020 年（v2.0）发布。但是，尽管我们已投入生产，但仍有大量工作要做。

CH：OpenLitterMap 的用户是谁？

SL： 虽然我没有分析过我们的用户，但我与使用我们应用程序的各种不同类型的人交谈过。主要包括大学生、下班后做志愿工作的人、老年退休人员、年轻的教育工作者以及仅仅是关心环境岌岌可危状况的人。

最近，我们的第一家企业赞助商加入了这项运动，让他们的全球员工与其家人一起抽出半天时间来捡拾垃圾并记录他们的积极环境影响。我们有一支工程师团队一丝不苟地穿梭于树篱和灌木丛中，并仔细地为每张照片标记了 100% 的准确率。

我们最近发布了我们的第一个宣传视频，介绍了 OpenLitterMap，希望能为许多刚接触数据收集、我们共同的开放价值观和公民科学的人们打开大门。明年，我们很乐意将 OpenLitterMap 引入学校，并开始培养一支全球性的开放数据收集者队伍，但公民科学目前还远未准备好实现这一目标。

CH：您是如何开始对地图绘制产生兴趣的？

SL： 我对地图绘制的兴趣正式开始于我接触 GIS 的那天。在计算机中模拟和控制真实世界的数据是一项强大的技术，也是我想要精通的职业。它看起来像一个使用真实世界数据的视频游戏，而且我在游戏方面有很多经验。“也许我可以将我对游戏的热情与 GIS 结合起来？我可能在这里有竞争优势，”我想。虽然当我接触 GIS 的那天，我的兴趣从数字游戏转向了数字科学，但我对数字地图的体验早在很久以前就开始了。事实上，我见过的第一个非电视屏幕是四岁时超级马里奥兄弟世界 1 的地图，从那时起我就迷上了它！

在科克大学学院获得 GIS 和遥感理学硕士学位后，我在我的家乡爱尔兰科克市表达了加入 Vespucci 研究所（COST ENERGIC Action IC1203）公民科学培训学校的意愿，在那里我第一次遇到了公民科学领域的领军实践者和推动者以及软件开发人员。这是一次非凡的经历，因为我对公民科学的兴趣得到了培养，并且我获得了制作应用程序的灵感。在我的第二个硕士学位中，我回顾了所有可用的垃圾地图绘制框架，发现它们完全不足。因此，我打开了我的 Android 设备的 GPS，并开始拍摄带有地理标记的垃圾照片，以收集我感兴趣的海洋前数据。我使用 QGIS 上一个名为 Photo2Shape 的插件制作了我的第一个垃圾地图，该插件从带有地理标记的图像中提取 GPS 坐标，并将它们转换为 shapefile，在我学会如何编写 PHP 和 JavaScript 之前，我可以轻松地操作 shapefile。

CH：您是如何对垃圾地图绘制产生兴趣的？

SL： 在我大学一年级学习地理时，我们班级接触了 GIS。我们被鼓励思考使用它的方法以及最后一年的项目。每天步行和骑自行车去大学，我看到了我住的附近地区，那里到处都是倾倒物、垃圾、烧毁的汽车和反社会行为。我想使用 GIS 将这些数据放在地图上，因为我相信地图中会有重要的教育材料，数据中会有强大的问题解决方法。当地社区多年来一直给市政委员会打电话，但绝对没有任何进展。我想让人们发出自己的声音，并有能力创建关于当地问题的地理信息，并提高他们的声音和能力，以倡导改变社会资源的分配方式。

一旦我开始思考绘制倾倒物地图，我很快意识到到处都是“微垃圾”。大学毕业后，我去旅行并在泰国接受了水肺潜水员培训。我对海洋产生了强烈的个人情感，并从更有经验的潜水员那里听说了珊瑚礁是如何随着时间推移而变化的。利用我的地理知识，我推断了未来，看到了黯淡的景象。虽然当时塑料污染并不是一个热门话题，但潜水界非常清楚这是一个巨大的问题。通常，成堆的垃圾会莫名其妙地冲上沙滩，我们会每周甚至每天进行水上和水下清理。

我回到家攻读 GIS 硕士学位，以掌握地图绘制技能，那时我开始阅读有关公民科学和塑料污染的文章。我非常震惊于污染的规模，而当时公众意识的缺乏又加剧了污染，我开始更多地阅读全球污染。

当我接触到 OpenStreetMap 的那天，我正拿着手机走在回家的路上，看到了一件垃圾。我简直不敢相信竟然没有一种简单有效的方法让我像 OpenStreetMap 一样将这些数据放在地图上并分享出去。就这样，OpenLitterMap 诞生了。

CH：是否有其他团体专注于垃圾监测？

SL： 是的，有很多，而且有人真的应该对各种平台之间的开放性、互操作性和权衡进行独立审查。传统上，公民科学是由机构完成的。尽管机构将在研究方面提供很大帮助，但我认为机构永远无法开发出能够使公民科学充分发挥其潜力的数据收集体验。如果他们能做到，那早就开发出来了，但机构并没有建造 Xbox、Snapchat 或社交媒体，那么为什么有人会认为他们有能力开发公民科学呢？尽管机构通常秉持相同的开放价值观，部分原因是研究人员已经获得了充足的资金，但他们没有机构外人士所能带来的那种动力或雄心。

各种私营开发的垃圾应用程序正在上市。由于他们没有相同水平的持续资金，许多人正在寻找方法来将他们的数据货币化和利用。不幸的是，这通常意味着他们限制对污染数据的访问，这对保护污染行业和现状非常不利。由于垃圾地图绘制的入门门槛较低，许多人完全是数据收集的新手，并且不会质疑谁有权访问这些数据的有效性以及限制访问污染数据的含义。

这对我来说一直是一个非常大的障碍。[我们]不仅要教育人们，他们的设备非常强大，可以用来在社会如何创造地理知识方面实现范式转变，而且我们需要付出额外的努力来教育数据收集的新手了解开放原则以及为什么污染数据应该对每个人开放，而不仅仅是政府和企业。我认为污染越严重，数据应该越开放。我们绝对应该避免这样一种情况，即污染数据被锁定在孤岛中，仅限于世界主要的污染行业。可悲的是，这已经成为过去几年的趋势，封闭平台得到支持和赞扬，而开放平台则不然。

机构研究的另一个主要问题是，99% 的资金仅用于微塑料和海洋垃圾。基本上，没有任何措施来创建关于平均每小时流入海洋的 900 吨海洋前塑料的知识。

CH：什么能让您的社区更成功？

SL： 我们需要更多的数据、更多的开发人员，最重要的是，我们需要更多的社区成员！我们需要更多的数据来改进我们对 OpenLitterAI 的建模，这将使我们的应用程序更容易使用，并进一步降低入门门槛。我们需要更多的开发人员来帮助改进我们的软件。如果能找到一些资金让某人兼职工作，审查和合并拉取请求，并从事其他一些要素，如平面设计、视频制作和社交媒体，那就太好了。

最重要的是建立我们的社区，提高社会的数据收集能力。除了数据收集者，我们还需要在社交媒体上做自己事情的人。我们需要在后疫情时代举办更多的数据收集活动，我们需要更好地与大学、学校和地方政府整合。我们希望人们可以下载我们的应用程序，降低期望，并尝试一下！如果您认同开源软件的价值观及其使塑料污染科学民主化的能力，如果您能看看我们的代码，或者加入我们的 Slack 或 Twitter 或 GitHub 讨论进行聊天，我们将非常高兴。

正如 OpenStreetMap 创建了一个由志愿者组成的全球社区，他们以共同的开放价值观绘制世界街道和城市基础设施地图一样，我们希望实现类似的结果，并以开放和可访问的方式绘制这些街道上的垃圾和塑料污染地图。垃圾地图绘制的入门门槛非常低，这将继续降低，并为潜在的大量人群打开数据收集和科学参与的大门，使其成为推动众包科学发展的重要催化剂。为了使这场地理复兴更加公平、民主和透明，我们迫切需要认同我们开放价值观的人来帮助教育大量完全不熟悉数据收集的人，了解我们不仅需要绘制地图，还需要分享（污染）数据，并支持开源软件和开放社区的发展。我希望您能加入我们，帮助我们绘制世界塑料污染地图，并指导 OpenLitterMap 的未来发展方向。

CH：您希望 OpenLitterMap.com 产生什么样的影响？

SL： 甚至没有一个城市，甚至一个大学校园对其垃圾进行了地图绘制。如果很多人一起工作，可能只需要几分钟。一旦应用程序更加用户友好，并且人们受到激励并乐于参与，我们就可以快速建立本地、区域和国际能力，以非常快速地收集庞大的数据集。

建立社会的数据收集能力是一项重要的影响。另一项是提高需要更好服务的当地居民的声音。我最初的动机是提高我所在社区非法倾倒的可见性。当地居民多年来一直试图联系市政府，但没有任何进展。我想让人们有能力创建地理信息，并改进社会资源的分配方式。这也可以扩大生产者责任的范围。如果一家新商店开业，或者如果政策发生变化，例如禁烟令或消费者偏好在一夜之间发生变化——或者突然间数十亿人每天都在使用一次性口罩，我们如何倡导并成功找到更重要的方法来管理不断变化的废物类型？我认为这里有很大的改进空间，而这只有通过赋予社会收集和分享数据的能力才能实现。

在几年内，我相信生成庞大的全球数据集将成为新的常态。我正在努力确保开放原则是这种范式转变的核心。这些数据可能具有深刻的本地影响，但也可能具有国际影响。目前，一些关于塑料污染的最佳科学研究将这种全球流行病描述为一个主要由海洋或海洋问题组成的问题。一些作者认为，亚洲的 9 到 10 条河流造成了约 90% 的塑料垃圾进入海洋。虽然这些数字可能是正确的，即使作者承认由于缺乏数据（媒体从未报道过），这些推论存在很大的不确定性，但我认为这些结果并不能适当地描述当代人类垃圾，它无处不在。

我们需要建立一个新的模型来理解和比较塑料污染，这种污染具有重要但不太为人所知的当地背景。特别是，我们需要找出塑料如何在陆地上产生以及如何最终进入海洋。为了实现这一目标，我们需要提高海洋前陆地塑料污染特征的可见性。

对于大多数人来说，垃圾已经变得正常且不可见。它已经融入了我们生活的背景中。但全球污染不应该是正常的，而且远非可以接受的。最终，我想确保没有人再以同样的方式看待街道。如果您还记得 Google 地球首次发布时，每个人都可以第一次从太空放大自己的家。如果我们能够绘制人们家园和社区周围的垃圾地图，这将讲述一个关于我们后院塑料污染的非常有力的故事，而一个有力的故事有可能将我们对塑料污染的看法从“远方”问题转变为极其本地的问题。只需走到外面，或者在许多情况下，只需打开窗户。它无处不在。

CH：感兴趣的读者可以在哪里了解更多信息？

SL： 您可以在社交媒体 @openlittermap 上关注我们的更新和新闻提要，我们在 YouTube 上有一些视频；搜索 OpenLitterMap。我们最近发布了我们的第一个宣传视频和一个关于如何使用我们的应用程序的新演示视频。我希望您能对这项工作产生兴趣，并成为我们开源社区的一份子。我们非常欢迎您的加入。