开源如何帮助解决塑料污染问题

OpenLitterMap 使人们能够绘制和分享有关其社区垃圾问题的数据。

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，我发现奇怪的一件事是它被货币化并在限制性许可协议中受到约束的程度。如果您使用您最喜欢的搜索引擎搜索“地理空间数据”，您可能会看到多个页面链接到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，所有这些都在限制性许可下。但是，如果您深入挖掘，您会发现一些精彩的开放数据和开源软件。

大多数对开放数据、开源和周围世界感兴趣的人都听说过 OpenStreetMap。OpenStreetMap 整合了来自“公民地图制作者”的数据，并根据开放数据共享开放数据库许可 (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，我可能想看看拟议的输电线路在哪里穿过或经过附近的小型农村居民点。我主要使用两个开放工具：QGIS，一个开源地理信息系统 (GIS)，以及 PostGIS，PostgreSQL 对象关系数据库的空间扩展。几周前，我在 QGIS 用户邮件列表中发现了一篇来自 Seán Lynch 的帖子，他运行着一个对我来说是新的开放数据库，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的信息。

Chris Hermansen：简而言之，OpenLitterMap 是什么？

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。

由于其丰富性和恶名，垃圾已成为人们越来越认识到的环境问题。这些因素使垃圾地图绘制的入门门槛非常低，可以将许多人首次引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。我们希望世界各地、任何地方的每个人都能够分享有关街道、海滩和任何其他可以找到塑料的地方的垃圾和塑料污染数据。这些地图以非常本地和全球的背景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更强的生物多样性监测能力。但为了实现这一目标，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，我们的数据一直通过开放数据库许可公开提供。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（已捡起、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，没有任何限制。

最近，我们根据 GPLv3 开源发布了 Web 应用程序 (Laravel + Vue) 和移动应用程序 (React Native)。开源代码的发布有所延迟，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，我做过几份 Web 或全栈开发人员的工作，发布了移动应用程序的 v2 版本，并初步接触了对象检测。很快，我们将根据相同的 GPL 许可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的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。我们很乐意听取您关于它的想法和建议！

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到了 GIS。我想使用 GIS 来绘制、沟通和解决我所在社区非法倾倒的问题。2013 年，在 GIS 硕士学位期间，我接触到了 OpenStreetMap，并决定将众包和开放数据的相同原则应用于塑料污染。在完成第二个沿海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，但我们还有很多工作要做。

CH：OpenLitterMap 的用户是谁？

SL： 虽然我没有分析过我们的用户，但我曾与各种不同类型的使用我们应用程序的人交谈过。主要包括大学生、工作后做志愿工作的人、退休老人、年轻教育工作者以及仅仅是担心环境岌岌可危的人。

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家人一起抽出半天时间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刮开树篱和灌木丛，并仔细地为每张照片标记 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，希望能为许多不熟悉数据收集、我们的共同开放价值观和公民科学的人打开大门。明年，我们很乐意将 OpenLitterMap 引入学校，并开始发展一支全球开放数据收集者大军，但公民科学目前还远未准备好实现这一目标。

CH：您是如何开始地图绘制的？

SL： 我对地图绘制的兴趣在我接触到 GIS 的那天正式开始。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，也是我想精通的职业。它看起来像一个使用真实世界数据的电子游戏，而我有很多游戏经验。“也许我可以以某种方式将我对游戏的热情与 GIS 相结合？我可能在这方面有竞争优势，”我想。虽然在我接触到 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我四岁时看到的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，在我家乡爱尔兰科克市，我表达了加入 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和软件开发人员领域的领先实践者和促进者。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 上的一个名为 Photo2Shape 的插件制作了我的第一张垃圾地图，该插件从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，我们班接触到了 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，我看到我住的地方附近有一片区域，那里充斥着倾倒物、垃圾、烧毁的汽车和反社会行为。我想使用 GIS 将这些数据放到地图上，因为我相信这些地图会产生重要的教育材料，并且这些数据可以有效地解决问题。当地社区多年来一直给市政委员会打电话，但绝对没有任何效果。我想让人们发出声音，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。

一旦我开始考虑绘制倾倒物的地图，我很快意识到“微垃圾”无处不在。大学毕业后，我去旅行并在泰国接受了水肺潜水员的培训。我对海洋产生了强烈的个人感情，并从经验更丰富的潜水员那里听说了珊瑚礁随着时间的推移是如何变化的。利用我在地理方面的知识，我推断未来，看到了黯淡的前景。虽然当时塑料污染并不是一个热门话题，但潜水界很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到海滩上，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 硕士学位以获得地图绘制技能，那时我开始阅读有关公民科学和塑料污染的文章。我完全被当时公众意识缺乏而加剧的污染规模吓坏了，我开始更多地阅读全球污染。

在我接触到 OpenStreetMap 的那天，我手里拿着手机走在回家的路上，看到了一块垃圾。我简直不敢相信没有一种简单有效的方法可以像 OpenStreetMap 一样将这些数据放到地图上并分享它。就这样，OpenLitterMap 诞生了。

CH：还有其他团体关注垃圾监测吗？

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。虽然机构将在研究方面提供很大帮助，但我不相信机构会开发出一种数据收集体验，使公民科学能够充分发挥其潜力。如果他们可以，它早就应该开发出来了，但机构并没有构建 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？虽然机构通常共享相同的开放价值观，部分原因是研究人员已经得到了充足的资金，但他们没有机构外人员可以带来的那种动力或雄心。

各种私人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货币化和利用他们的数据。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维持现状有很大的不利影响。由于垃圾地图绘制的入门门槛很低，许多人完全不熟悉数据收集，并且不质疑谁可以访问这些数据的有效性以及限制访问污染数据的影响。

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，您的设备非常强大，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关于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，数据就应该越开放。我们绝对应该避免出现污染数据被锁定在仅限于世界主要污染行业的孤岛中的情况。可悲的是，这已成为过去几年的趋势，因为封闭平台受到支持和庆祝，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，没有人采取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：什么能使您的社区更成功？

SL： 我们需要更多数据、更多开发人员，最重要的是，我们需要更多社区成员！我们需要更多数据来改进我们建模 OpenLitterAI 的方式，这将使我们的应用程序更易于使用，并进一步降低入门门槛。我们需要更多开发人员来帮助改进我们的软件。如果有资金让某人兼职工作来审查和合并拉取请求并处理其他一些要素（如图形设计、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并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他们事情的人。我们需要在后疫情时代举办更多的数据收集活动，并且我们需要与大学、学校和地方政府更好地整合。我们希望人们可以下载我们的应用程序，降低他们的期望，并尝试一下！如果您认同开源软件及其使塑料污染科学民主化的能力的相同价值观，我们很乐意邀请您查看我们的代码或加入我们的 Slack 或 Twitter 或 GitHub 讨论进行聊天。

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那些完全不熟悉数据收集的大量人群，了解我们不仅需要绘制地图，而且还需要分享（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 产生哪些影响？

SL： 甚至没有一个城市甚至一个大学校园对其垃圾进行过地图绘制。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享受参与，我们就可以快速建立本地、区域和国际能力来快速收集海量数据集。

建立社会的数据收集能力是一项重要的影响。另一个是提高需要更好服务的当地人的声音。我最初的动机是提高我所在社区非法倾倒的可见性。当地人多年来一直试图联系市政府，但没有任何效果。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（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？我认为这方面有很大的改进空间，而这只有通过赋予社会收集和共享数据的能力才能实现。

我相信，在几年内，生成海量全球数据集将成为新常态。我正在努力确保开放原则是这种范式转变的核心。这些数据可能对当地产生深远的影响，但也可能对国际产生深远的影响。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主要海洋或海洋问题。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，但我认为这些结果未能恰当地描述当代人类学垃圾，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，塑料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，垃圾已经变得正常和隐形。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 Earth 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房屋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“遥远”的问题转变为极其本地的问题。只需走到户外，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找到更多信息？

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。