Forskere kartlegger havet for å avdekke "mørke fartøy" og strukturer til havs

Forskere har avdekket innsikt i globale maritime aktiviteter ved hjelp av nevrale nettverk som analyserer satellitt- og radarbilder. 

Denne studien, som ble publisert i Natur og ledet av Fernando Paolo fra Global Fishing Watch, en Washington DC-basert ideell organisasjon, avslører at tre fjerdedeler av verdens store fiskefartøyer og en fjerdedel av transport- og energiskipene opererer som "mørke fartøyer", som ikke deler posisjonen sin offentlig.

Fernando Paolo forklarer: "Historisk sett har fartøyenes aktivitet vært dårlig dokumentert, noe som har begrenset vår forståelse av hvordan verdens største offentlige ressurs - havet - blir brukt."

 "Vi hadde en idé om at vi gikk glipp av en stor del av aktiviteten som skjer i havet, men vi visste ikke hvor mye. Og vi fant ut at det er mye mer enn vi hadde forestilt oss." 

Ved hjelp av data fra 2017 til 2021 analyserte teamet GPS-, satellitt- og radarbilder fra kystområder der store fiske- og industrivirksomheter har en tendens til å være konsentrert. De trente flere nevrale nettverk til å oppdage og klassifisere båter og offshorestrukturer i disse bildene.

Analysen viste at de fleste av de rundt 63 000 fartøyene som ble sporet, ikke konsekvent brukte automatiserte identifikasjonssystemer, noe som gir grunn til bekymring for ulovlige aktiviteter som uregulert fiske. 

En AI ble spesifikt trent opp til å skille mellom fiskefartøyer basert på reisemønster og posisjon, og fant at 42 til 49% av fartøyene ble klassifisert som fiskebåter.

Jennifer Raynor, assisterende professor i naturressursøkonomi ved University of Wisconsin-Madison, er medforfatter av studien: "Ved å avdekke de mørke fartøyene har vi skapt det mest omfattende offentlige bildet av det globale industrifisket som finnes." 

Studien identifiserte 28 000 offshorekonstruksjoner, inkludert dem som er involvert i vindkraft og oljeproduksjon, med en markant økning i antall havvindmøller.

Antallet oljekonstruksjoner økte med 16% i løpet av studieperioden, men enda mer bemerkelsesverdig er det at antallet vindturbiner mer enn doblet seg og overgikk oljeplattformene innen 2021. 

Veksten i havvindkraft var særlig markant i Kina, som opplevde en nidobling fra 2017 til 2021.

Mer om studien

Studien som ble gjennomført av Global Fishing Watch, kartla industriell virksomhet til havs ved hjelp av nevrale nettverk.

Her er mer informasjon om hvordan det fungerte:

1. Innsamling og integrering av data: Mellom 2017 og 2021 samlet teamet inn en enorm mengde data, inkludert 2 petabyte med satellittbilder, GPS-data fra fartøy og dybdelæringsmodeller. Disse dataene dekket verdens kystfarvann, der over 75% av industriell aktivitet er konsentrert.
2. Utvikling av dyplæringsmodeller: De utviklet tre dype konvolusjonelle nevrale nettverk. Disse nettverkene ble utviklet for spesifikke oppgaver: identifisering av objekter og estimering av lengden på dem med høy nøyaktighet, klassifisering av offshore-infrastruktur i kategorier som olje, vind og andre strukturer, og å skille mellom fiskefartøyer og andre fartøyer.
3. Analyse av satellittbilder og GPS-data fra fartøy: Forskerne analyserte satellittbilder for å finne fartøyer og offshorestrukturer, og matchet deretter disse funnene med GPS-data fra fartøyer som offentlig oppgir posisjonen sin. Dette avslørte at en betydelig andel av industrifiskefartøyene (72 til 76%) og andre fartøy (21 til 30%) ikke var offentlig sporet.
4. Kartlegging og av aktiviteter: Teamet kartla fartøyaktiviteter og offshore energiinfrastruktur, og belyste fordelingen og konsentrasjonen av disse aktivitetene i kystnære farvann. De oppdaget at fiskeriaktiviteten gikk betydelig ned under covid-19-pandemien, mens aktiviteten til transport- og energifartøy holdt seg relativt stabil.
5. Evaluering av miljøpåvirkning: Til slutt identifiserte forskerne potensielle hotspots for ulovlig fiske og kvantifiserte omfanget av fartøyaktiviteter, inkludert den raske veksten av havvindinfrastruktur, som overgikk antallet oljekonstruksjoner innen 2021. 

Forskerne håper at dette kartet nå kan bidra til å forvalte og forstå fremtidige menneskelige aktiviteter i havet. 

Som medforfatter Patrick Halpin, professor i marin geospatial økologi ved Duke University, sier: "Fotavtrykket fra antropocen er ikke lenger begrenset til landjorda", noe som betyr at menneskelig aktivitet i denne epoken har trengt inn i hvert eneste hjørne av planeten.