Исследователи составляют карту океанов, чтобы обнаружить "темные суда" и морские структуры

Исследователи обнаружили информацию о глобальной морской деятельности, используя нейронные сети для анализа спутниковых и радарных изображений. 

Это исследование, опубликованное в журнале Природа и под руководством Фернандо Паоло из Глобальная рыболовная вахтаНекоммерческая организация, расположенная в Вашингтоне, показывает, что три четверти крупных рыболовных судов в мире и четверть транспортных и энергетических судов работают как "темные суда", не сообщая о своем местонахождении публично.

Фернандо Паоло пояснил: "Исторически сложилось так, что деятельность судов плохо документируется, что ограничивает наше понимание того, как используется крупнейший в мире общественный ресурс - океан".

 "У нас была идея, что мы упускаем большой кусок активности, происходящей в океане, но мы не знали, насколько большой. И мы обнаружили, что это гораздо больше, чем мы себе представляли". 

Используя данные за период с 2017 по 2021 год, команда проанализировала GPS, спутниковые и радарные снимки прибрежных районов, где обычно сосредоточены крупные рыболовные и промышленные предприятия. Они обучили несколько нейронных сетей, чтобы обнаружить и классифицировать лодки и морские сооружения на этих изображениях.

Проведенный анализ показал, что большинство из примерно 63 000 отслеживаемых судов не всегда используют автоматизированные системы идентификации, что вызывает опасения по поводу незаконной деятельности, такой как нерегулируемый промысел. 

Один ИИ был специально обучен различать рыболовецкие суда на основе их маршрутов и местоположения и обнаружил, что от 42 до 49% судов были классифицированы как рыболовецкие суда.

Соавтор исследования Дженнифер Рейнор, доцент кафедры экономики природных ресурсов Университета Висконсин-Мэдисон, заявила: "Обнаружив темные суда, мы создали наиболее полную картину глобального промышленного рыболовства, доступную общественности". 

Кроме того, исследование выявило 28 000 морских сооружений, включая те, которые задействованы в ветроэнергетике и нефтедобыче, причем заметно увеличилось количество морских ветряных турбин.

За исследуемый период количество нефтяных сооружений выросло на 16%, но еще более примечательно то, что количество ветряных турбин увеличилось более чем в два раза и к 2021 году превысит количество нефтяных платформ. 

Рост оффшорной ветроэнергетики особенно заметен в Китае, где с 2017 по 2021 год она увеличилась в девять раз.

Подробнее об исследовании

Исследование, проведенное Global Fishing Watch, отобразило промышленную деятельность в море с помощью нейронных сетей.

Вот более подробная информация о том, как это работает:

1. Сбор и интеграция данных: В период с 2017 по 2021 год команда собрала огромный объем данных, включая 2 петабайта спутниковых снимков, данные GPS судов и модели глубокого обучения. Эти данные охватывают прибрежные воды мира, где сосредоточено более 75% промышленной деятельности.
2. Разработка моделей глубокого обучения: Они разработали три глубокие конволюционные нейронные сети. Эти сети были предназначены для решения конкретных задач: идентификации объектов и оценки их длины с высокой точностью, классификации морской инфраструктуры на категории, такие как нефть, ветер и другие структуры, а также различения рыболовных и нерыболовных судов.
3. Анализ спутниковых снимков и данных GPS судов: Исследователи проанализировали спутниковые снимки, чтобы обнаружить суда и морские сооружения, а затем сопоставили эти данные с GPS-данными судов, публично сообщающих о своем местонахождении. В результате выяснилось, что значительная часть судов промышленного рыболовства (от 72 до 76%) и других судов (от 21 до 30%) не отслеживалась публично.
4. Составление карт и мероприятий: Команда составила карту деятельности судов и оффшорной энергетической инфраструктуры, обратив внимание на распределение и концентрацию этих видов деятельности в прибрежных водах. Они обнаружили, что во время пандемии COVID-19 значительно снизилась активность рыболовства, в то время как активность транспортных и энергетических судов оставалась относительно стабильной.
5. Оценка воздействия на окружающую среду: Наконец, исследователи определили потенциальные "горячие точки" для незаконного промысла и количественно оценили масштабы деятельности судов, включая стремительный рост морской ветровой инфраструктуры, которая к 2021 году превзойдет количество нефтяных сооружений. 

Исследователи надеются, что теперь эта карта поможет в управлении и понимании будущей деятельности человека в океане. 

Как утверждает соавтор исследования Патрик Халпин, профессор морской геопространственной экологии в Университете Дьюка, "след антропоцена больше не ограничивается землей", то есть деятельность человека в нынешнюю эпоху проникла во все уголки планеты.