Forskere har afdækket indsigt i globale maritime aktiviteter ved hjælp af neurale netværk til at analysere satellit- og radarbilleder.
Denne undersøgelse blev offentliggjort i Naturen og ledet af Fernando Paolo fra Global Fishing Watchen non-profit organisation med base i Washington DC, afslører, at tre fjerdedele af verdens store fiskefartøjer og en fjerdedel af transport- og energiskibene opererer som "mørke fartøjer", der ikke deler deres positioner offentligt.
Fernando Paolo forklarede: "Historisk set har skibsaktivitet været dårligt dokumenteret, hvilket begrænser vores forståelse af, hvordan verdens største offentlige ressource - havet - bliver brugt."
"Vi havde en idé om, at vi gik glip af en stor del af den aktivitet, der foregår i havet, men vi vidste ikke hvor meget. Og vi fandt ud af, at det er meget mere, end vi havde forestillet os."
Ved hjælp af data fra 2017 til 2021 analyserede teamet GPS-, satellit- og radarbilleder fra kystområder, hvor store fiskeri- og industriaktiviteter har tendens til at være koncentreret. De trænet flere neurale netværk til at spotte og klassificere både og offshore-strukturer i disse billeder.
Den resulterende analyse viste, at de fleste af de ca. 63.000 fartøjer, der blev sporet, ikke konsekvent brugte automatiske identifikationssystemer, hvilket gav anledning til bekymring for ulovlige aktiviteter som ureguleret fiskeri.
En AI blev specifikt trænet til at skelne mellem fiskefartøjer baseret på deres rejsemønstre og placeringer og fandt, at 42 til 49% af fartøjerne blev klassificeret som fiskerbåde.
Undersøgelsens medforfatter Jennifer Raynor, assisterende professor i naturressourceøkonomi ved University of Wisconsin-Madison, udtaler: "Ved at afsløre mørke fartøjer har vi skabt det mest omfattende offentlige billede af globalt industrielt fiskeri, der findes."
Desuden identificerede undersøgelsen 28.000 offshore-strukturer, herunder dem, der er involveret i vindkraft og olieproduktion, med en bemærkelsesværdig stigning i offshore-vindmøller.
Antallet af oliestrukturer steg med 16% i løbet af undersøgelsesperioden, men endnu mere bemærkelsesværdigt var det, at antallet af vindmøller blev mere end fordoblet og overgik olieplatformene i 2021.
Væksten i offshore vindenergi var særlig udtalt i Kina, som oplevede en nidobbelt stigning fra 2017 til 2021.
Mere om undersøgelsen
Undersøgelsen, der blev udført af Global Fishing Watch, kortlagde industrielle aktiviteter til søs ved hjælp af neurale netværk.
Her er mere information om, hvordan det fungerede:
- Dataindsamling og -integration: Mellem 2017 og 2021 indsamlede teamet en enorm mængde data, herunder 2 petabytes satellitbilleder, GPS-data fra fartøjer og deep learning-modeller. Disse data dækkede verdens kystnære farvande, hvor over 75% af den industrielle aktivitet er koncentreret.
- Udvikling af deep learning-modeller: De udviklede tre dybe neurale netværk. Disse netværk blev designet til specifikke opgaver: at identificere objekter og estimere deres længde med stor nøjagtighed, at klassificere offshore-infrastruktur i kategorier som olie, vind og andre strukturer og at skelne mellem fiskende og ikke-fiskende fartøjer.
- Analyse af satellitbilleder og GPS-data fra fartøjer: Forskerne analyserede satellitbilleder for at opdage fartøjer og offshore-strukturer og matchede derefter disse fund med GPS-data fra fartøjer, der offentligt udsendte deres placering. Dette afslørede, at en betydelig del af industrifiskerfartøjerne (72 til 76%) og andre fartøjer (21 til 30%) ikke blev sporet offentligt.
- Kortlægning og af aktiviteter: Teamet kortlagde skibsaktiviteter og offshore energiinfrastruktur og fremhævede fordelingen og koncentrationen af disse aktiviteter i kystfarvande. De opdagede, at fiskeriaktiviteten faldt markant under COVID-19-pandemien, mens transport- og energifartøjsaktiviteterne forblev relativt stabile.
- Evaluering af miljøpåvirkning: Endelig identificerede forskerne potentielle hotspots for ulovligt fiskeri og kvantificerede omfanget af skibsaktiviteter, herunder den hurtige vækst i offshore vindinfrastruktur, som overgik antallet af oliestrukturer i 2021.
Forskerne håber, at dette kort nu kan hjælpe med at styre og forstå fremtidige menneskelige aktiviteter i havet.
Som medforfatter Patrick Halpin, professor i marin geospatial økologi ved Duke University, siger: "Det antropocæne fodaftryk er ikke længere begrænset til terra firma", hvilket betyder, at menneskelig aktivitet i denne nuværende epoke er trængt ind i hvert et hjørne af planeten.
