Wir haben KI- und Satellitenbilder verwendet, um Meeresaktivitäten zu kartieren, die außerhalb der Sichtweite stattfinden, darunter Fischerei, Schifffahrt und Energieentwicklung

Die Menschen wetteifern darum, das enorme Potenzial des Ozeans zu nutzen, um das globale Wirtschaftswachstum voranzutreiben.Weltweit erwirtschaften meeresbasierte Industrien wie Fischerei, Schifffahrt und Energieerzeugung mindestens 1,5 Billionen US-Dollar in der Wirtschaftstätigkeit jedes Jahr und Unterstützung 31 Millionen Arbeitsplätze.Dieser Wert wurde exponentiell ansteigend in den letzten 50 Jahren und wird sich bis 2030 voraussichtlich verdoppeln.

Transparenz bei der Überwachung dieser „blauen Beschleunigung“ ist von entscheidender Bedeutung, um sie zu verhindern Umweltzerstörung, Überausbeutung der Fischerei und Meeresressourcen und gesetzloses Verhalten wie illegaler Fischfang und Menschenhandel.Offene Informationen werden es den Ländern auch ermöglichen, lebenswichtige Meeresressourcen effektiver zu verwalten.Aber die schiere Größe des Ozeans machte es bisher unpraktisch, industrielle Aktivitäten in großem Maßstab zu verfolgen.

Eine neu in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichte Studie kombiniert Satellitenbilder, Schiffs-GPS-Daten und künstliche Intelligenz enthüllen menschliche Industrieaktivitäten auf der anderen Seite des Ozeans über einen Zeitraum von fünf Jahren.Forscher bei Global Fishing Watch, eine gemeinnützige Organisation, die sich der Förderung der Meeresbewirtschaftung durch erhöhte Transparenz menschlicher Aktivitäten auf See widmet, leitete diese Studie in Zusammenarbeit mit Mich und unsere Kollegen an der Duke University, der University of California, Santa Barbara und SkyTruth.

Wir haben festgestellt, dass eine bemerkenswerte Menge an Aktivitäten außerhalb öffentlicher Überwachungssysteme stattfindet.Unsere neuen Karten und Daten liefern das umfassendste öffentliche Bild der industriellen Nutzung des Ozeans.

Betrieb im Dunkeln

Unsere Forschung baut auf vorhandener Technologie auf, um ein viel vollständigeres Bild zu liefern, als es bisher verfügbar war.

Beispielsweise sind viele Schiffe mit einem Gerät ausgestattet, das als automatisches Identifikationssystem (AIS) bezeichnet wird und automatisch die Identität, Position, den Kurs und die Geschwindigkeit des Schiffs übermittelt.Diese Geräte Kommunikation mit anderen AIS-Geräten in der Nähe um das Situationsbewusstsein zu verbessern und die Wahrscheinlichkeit von Schiffskollisionen auf See zu verringern.Sie senden auch an landgestützte Transponder und Satelliten, die dazu genutzt werden können Überwachung des Schiffsverkehrs und der Fischereiaktivitäten.

Allerdings haben AIS-Systeme tote Winkel.Nicht alle Schiffe sind zur Nutzung verpflichtet, in bestimmten Regionen ist der AIS-Empfang schlecht, und Schiffe, die illegalen Aktivitäten nachgehen, können dies tun Deaktivieren Sie AIS-Geräte oder Manipulation von Standortübertragungen.Um diese Probleme zu vermeiden, verlangen einige Regierungen, dass Fischereifahrzeuge proprietäre Schiffsüberwachungssysteme verwenden, die zugehörigen Schiffsstandortdaten sind jedoch normalerweise vertraulich.

Einige Offshore-Bauwerke wie Ölplattformen und Windkraftanlagen Benutze auch AIS um Serviceschiffe zu leiten, den Schiffsverkehr in der Nähe zu überwachen und die Navigationssicherheit zu verbessern.Standortdaten für Offshore-Bauwerke sind jedoch häufig unvollständig, veraltet oder werden aus bürokratischen oder kommerziellen Gründen vertraulich behandelt.

Ein Licht auf die Aktivitäten auf See werfen

Wir haben diese Lücken geschlossen, indem wir mithilfe von Modellen der künstlichen Intelligenz Fischereifahrzeuge, Nichtfischereifahrzeuge und feste Infrastruktur in 2 Millionen Gigabyte satellitengestützter Datenbank identifiziert haben Radarbilder Und optische Bilder zwischen 2017 und 2021 über den Ozean aufgenommen.Wir haben diese Ergebnisse auch mit 53 Milliarden AIS-Schiffspositionsmeldungen abgeglichen, um festzustellen, welche Schiffe zum Zeitpunkt der Aufnahme öffentlich verfolgbar waren.

Bemerkenswerterweise stellten wir fest, dass etwa 75 % der von uns entdeckten Fischereifahrzeuge in öffentlichen AIS-Überwachungssystemen fehlten, wobei ein Großteil dieser Aktivitäten in Afrika und Südasien stattfand.Diese zuvor unsichtbaren Schiffe haben unser Wissen über Ausmaß, Umfang und Ort der Fischereitätigkeit radikal verändert.

Öffentliche AIS-Daten deuten beispielsweise fälschlicherweise darauf hin, dass Asien und Europa innerhalb ihrer Grenzen vergleichbare Mengen an Fischfang betreiben.Unsere Kartierung zeigt, dass Asien dominiert:Von zehn Fischereifahrzeugen, die wir auf dem Wasser fanden, befanden sich sieben in Asien, während sich nur eines in Europa befand.In ähnlicher Weise zeigen AIS-Daten, dass auf der europäischen Seite des Mittelmeers etwa zehnmal mehr gefischt wird als auf der afrikanischen Seite – unsere Karte zeigt jedoch, dass die Fischereiaktivität in beiden Gebieten ungefähr gleich ist.

Bei anderen Schiffen, bei denen es sich hauptsächlich um Transport- und Energieschiffe handelt, fehlten etwa 25 % in den öffentlichen AIS-Überwachungssystemen.Viele vermisste Schiffe befanden sich an Orten mit schlechtem AIS-Empfang. Daher ist es möglich, dass sie ihre Standorte übermittelten, die Übertragung jedoch nicht von Satelliten empfangen wurde.

Wir haben außerdem etwa 28.000 Offshore-Bauwerke identifiziert – hauptsächlich Ölplattformen und Windkraftanlagen, aber auch Piers, Brücken, Stromleitungen, Aquakulturfarmen und andere von Menschenhand geschaffene Bauwerke.Die Offshore-Ölinfrastruktur wuchs im Fünfjahreszeitraum leicht an, während sich die Zahl der Windkraftanlagen weltweit mehr als verdoppelte, wobei sich die Entwicklung größtenteils auf Nordeuropa und China beschränkte.Wir schätzen, dass die Zahl der Windkraftanlagen im Ozean bis Ende 2020 wahrscheinlich die Zahl der Ölstrukturen übersteigen wird.

Unterstützung realer Bemühungen

Diese Daten sind über Global Fishing Watch frei verfügbar Datenportal und werden dort im Laufe der Zeit gepflegt, aktualisiert und erweitert.Wir gehen davon aus, dass die Informationen in mehreren Bereichen für die Überwachung vor Ort am nützlichsten sein werden:

– Angeln in datenarmen Regionen:Bordüberwachungssysteme sind an vielen Orten zu teuer, um sie flächendeckend einzusetzen.Fischereimanager in Entwicklungsländern können unsere Daten nutzen, um den Druck auf lokale Bestände zu überwachen.

– Illegale, nicht gemeldete und unregulierte Fischerei:Industrielle Fischereifahrzeuge operieren manchmal an Orten, an denen sie nicht sein sollten, wie zum Beispiel kleine und traditionelle Fischgründe Und Meeresschutzgebiete.Unsere Daten können Strafverfolgungsbehörden dabei helfen, illegale Aktivitäten zu erkennen und Patrouillen gezielt einzusetzen.

– Sanktionsfeindlicher Handel:Unsere Daten können Aufschluss über maritime Aktivitäten geben, die möglicherweise gegen internationale Wirtschaftssanktionen verstoßen.Zum Beispiel, Sanktionen der Vereinten Nationen Nordkorea den Export von Fischprodukten oder den Verkauf seiner Fischereirechte an andere Länder verbieten.Vorherige Arbeit fanden mehr als 900 unbekannte Fischereifahrzeuge chinesischer Herkunft in den östlichen Gewässern Nordkoreas, was einen Verstoß gegen die UN-Verstöße darstellt.Sanktionen.

Wir fanden heraus, dass es in den westlichen Gewässern Nordkoreas weitaus mehr geheime Fischerei gab, die wahrscheinlich auch ausländischen Ursprungs war.Diese bisher nicht kartierte Aktivität erreichte jedes Jahr im Mai ihren Höhepunkt, als China den Fischfang in seinen eigenen Gewässern verbot, und ging 2020 abrupt zurück, als Nordkorea seine Grenzen wegen der COVID-19-Pandemie schloss.

– Eindämmung und Anpassung an den Klimawandel:Unsere Daten können dabei helfen, das Ausmaß der Treibhausgasemissionen aus dem Schiffsverkehr und der Offshore-Energieentwicklung zu quantifizieren.Diese Informationen sind wichtig für die Durchsetzung von Klimaschutzprogrammen, beispielsweise der Europäischen Union Emissionshandelssystem.

– Auswirkungen der Offshore-Energie:Unsere Karte zeigt nicht nur, wo die Offshore-Energieentwicklung stattfindet, sondern auch, wie der Schiffsverkehr mit Windkraftanlagen sowie Öl- und Gasplattformen interagiert.Diese Informationen können Aufschluss über den ökologischen Fußabdruck des Baus, der Instandhaltung und der Nutzung dieser Bauwerke geben.Es kann auch helfen Lokalisieren Sie die Ursachen von Ölverschmutzungen und andere Meeresverschmutzung.

Gesunde Ozeane tragen zum Wohlbefinden des Menschen bei auf vielfältige Weise.Wir gehen davon aus, dass diese Forschung eine evidenzbasierte Entscheidungsfindung unterstützen und dazu beitragen wird, das Meeresmanagement gerechter, effektiver und nachhaltiger zu gestalten.

Fernando Paolo, leitender Ingenieur für maschinelles Lernen bei Global Fishing Watch;David Kroodsma, Direktor für Forschung und Innovation bei Global Fishing Watch;und Patrick Halpin, Professor für Marine Geoökologie an der Duke University, haben zu diesem Artikel beigetragen.