台灣海洋廢棄物預測

海洋廢棄物

隨著工業化的高度發展,人造垃圾流入海洋,隨著洋流流動與海風吹拂而四處漂蕩,影響生物的生存、造成環境污染、更連帶危害人類健康。台灣海洋廢棄物預測主要是為台灣的海岸建立模型,包含在不同時間、環境條件 (如地點、地形) 的海洋廢棄物分佈情況,建立好的模型可直接應用於環境保護如海洋淨灘。

台灣總共有 121 個海洋廢棄物量測點,每 10 公里作為一個調查的測站。傳統量測方式為調查人員到達測站,選擇 100 公尺的範圍作為樣區進行調查,以黑色大垃圾袋作為計量基礎,估算 100 公尺內髒亂程度約為幾袋垃圾袋。此方法須仰賴實際人員到現場勘查,耗費時間與人力,亦無法提供即時觀測值,儘速對嚴重污染的區域加強淨灘。

本議題資料由荒野保護協會及綠色和平基金會提供,為 2018 年台灣海岸所有量測點的垃圾量,希望透過機器學習建立預測模型,了解在特定時間點時全台海洋廢棄物的分佈狀況。荒野保護協會理事長劉月梅表示,海洋廢棄物分布極為不均,大半的海洋廢棄物都集中在 10% 的海岸,希望透過人工智慧減少測站數量,並將季風、洋流等參數納入考量,掌握海洋廢棄物隨著季節週期而變動的幅度。

本議題經過 AIdea 團隊評估與資料整備後,開放解題並吸引 211 人報名,開發的模型在不斷優化之下,所預測的數值與實際數值間的一致性更高達 87.79% (weighted Kappa)。這類模型除了可以應用於地理相關的問題之外,所使用的技術亦可廣泛地應用於與環境互動性強、有時序概念的預測問題,如金融業、製造業等,快速地將所觀察到的資訊透過機器學習建立模型,為問題最佳化的有效工具。