Мы использовали искусственный интеллект и спутниковые изображения для картирования деятельности океана, которая происходит вне поля зрения, включая рыболовство, судоходство и развитие энергетики.

Человечество стремится использовать огромный потенциал океана для обеспечения глобального экономического роста.Во всем мире океанские отрасли, такие как рыболовство, судоходство и производство энергии, генерируют как минимум 1,5 триллиона долларов США в экономической деятельности каждый год и поддерживать 31 миллион рабочих мест.Это значение было растет в геометрической прогрессии за последние 50 лет и, как ожидается, к 2030 году удвоится.

Прозрачность мониторинга этого «голубого ускорения» имеет решающее значение для предотвращения деградация окружающей среды, чрезмерная эксплуатация рыболовства и морских ресурсов, а также беззаконное поведение такие как незаконный рыбный промысел и торговля людьми.Открытая информация также позволит странам лучше эффективно управлять жизненно важными ресурсами океана.Но огромные размеры океана делали отслеживание промышленной деятельности в широком масштабе непрактичным – до сих пор.

Недавно опубликованное исследование в журнале Nature объединяет спутниковые изображения, данные GPS судов и искусственный интеллект для раскрыть промышленную деятельность человека за океаном в течение пятилетнего периода.Исследователи из Глобальный рыболовный дозор, некоммерческая организация, занимающаяся продвижением управления океанами посредством повышения прозрачности человеческой деятельности на море, провела это исследование в сотрудничестве с мне и наши коллеги из Университета Дьюка, Калифорнийского университета в Санта-Барбаре и SkyTruth.

Мы обнаружили, что значительная часть деятельности происходит за пределами систем общественного мониторинга.Наша новая карта и данные дают наиболее полную общедоступную картину промышленного использования океана.

Работа в темноте

Наше исследование основано на существующих технологиях и дает гораздо более полную картину, чем было доступно до сих пор.

Например, на многих судах имеется устройство, называемое автоматической системой идентификации (АИС), которое автоматически передает данные о личности судна, его местоположении, курсе и скорости.Эти устройства общаться с другими устройствами AIS поблизости улучшить ситуационную осведомленность и снизить вероятность столкновения судов на море.Они также передают данные на береговые транспондеры и спутники, которые можно использовать для контролировать движение судов и рыболовную деятельность.

Однако у систем АИС есть «слепые зоны».Не все суда обязаны их использовать, в некоторых регионах плохой прием АИС, а суда, занимающиеся незаконной деятельностью, могут отключить устройства АИС или вмешиваться в трансляции местоположения.Чтобы избежать этих проблем, некоторые правительства требуют, чтобы рыболовные суда использовали собственные системы мониторинга судов, но соответствующие данные о местонахождении судов обычно конфиденциальны.

Некоторые морские сооружения, такие как нефтяные платформы и ветряные турбины, также используйте АИС для управления служебными судами, мониторинга движения близлежащих судов и повышения безопасности мореплавания.Однако данные о местонахождении оффшорных структур часто являются неполными, устаревшими или остаются конфиденциальными по бюрократическим или коммерческим причинам.

Проливаем свет на деятельность на море

Мы заполнили эти пробелы, используя модели искусственного интеллекта для идентификации рыболовных судов, непромысловых судов и стационарной инфраструктуры в 2 миллионах гигабайт спутниковых данных. радарные изображения и оптические изображения перевезено через океан в период с 2017 по 2021 год.Мы также сопоставили эти результаты с 53 миллиардами отчетов о местоположении судов AIS, чтобы определить, какие суда были публично отслеживаемы на момент создания изображения.

Примечательно, что мы обнаружили, что около 75% обнаруженных нами рыболовных судов отсутствовали в общедоступных системах мониторинга AIS, причем большая часть этой деятельности происходит в районе Африки и Южной Азии.Эти ранее невидимые суда радикально изменили наши представления о масштабах, объемах и местах рыболовной деятельности.

Например, общедоступные данные AIS ошибочно предполагают, что в Азии и Европе объемы вылова рыбы в пределах своих границ сопоставимы.Наше картографирование показывает, что доминирует Азия:Из каждых 10 рыболовных судов, найденных нами на воде, семь находились в Азии и только одно — в Европе.Аналогичным образом, данные AIS показывают, что на европейской стороне Средиземного моря вылов рыбы примерно в 10 раз выше, чем на африканской стороне, но наша карта показывает, что рыболовная активность примерно одинакова в этих двух районах.

Что касается других судов, которые в основном связаны с транспортом и энергетикой, около 25% отсутствовали в государственных системах мониторинга AIS.Многие пропавшие суда находились в местах с плохим приемом АИС, поэтому вполне возможно, что они транслировали свое местоположение, но спутники не улавливали передачу.

Мы также выявили около 28 000 морских сооружений – в основном нефтяные платформы и ветряные турбины, а также пирсы, мосты, линии электропередач, аквакультурные фермы и другие искусственные сооружения.Морская нефтяная инфраструктура за пятилетний период выросла незначительно, в то время как количество ветряных турбин во всем мире увеличилось более чем вдвое, причем развитие в основном ограничивалось Северной Европой и Китаем.По нашим оценкам, к концу 2020 года количество ветряных турбин в океане, вероятно, превысит количество нефтяных сооружений.

Поддержка реальных усилий

Эти данные находятся в свободном доступе через Global Fishing Watch. портал данных и со временем будет поддерживаться, обновляться и расширяться.Мы предполагаем несколько областей, в которых информация будет наиболее полезна для мониторинга на местах:

– Рыбалка в регионах с плохими данными:Судовые системы мониторинга слишком дороги для широкого развертывания во многих местах.Менеджеры рыболовства в развивающихся странах могут использовать наши данные для мониторинга давления на местные запасы.

– Незаконный, несообщаемый и нерегулируемый рыбный промысел:Промышленные рыболовные суда иногда работают в местах, где их не должно быть, например небольшие и традиционные рыболовные угодья и морские охраняемые территории.Наши данные могут помочь правоохранительным органам выявлять незаконную деятельность и направлять усилия по патрулированию.

– Торговля в обход санкций:Наши данные могут пролить свет на морскую деятельность, которая может нарушать международные экономические санкции.Например, Санкции ООН запретить Северной Корее экспортировать морепродукты или продавать свои права на рыболовство другим странам.Предыдущая работа нашли более 900 неизвестных рыболовных судов китайского происхождения в восточных водах Северной Кореи, в нарушение положений ООН.санкции.

Мы обнаружили, что в западных водах Северной Кореи наблюдается гораздо больше нераскрытого рыболовства, вероятно, также иностранного происхождения.Пик этой ранее не отмеченной на карте активности ежегодно приходится на май, когда Китай запрещает рыбную ловлю в своих водах, и резко снижается в 2020 году, когда Северная Корея закрыла свои границы из-за пандемии COVID-19.

– Смягчение последствий изменения климата и адаптация к ним:Наши данные могут помочь количественно оценить масштабы выбросов парниковых газов от движения судов и развития морской энергетики.Эта информация важна для реализации программ по смягчению последствий изменения климата, таких как программа Европейского Союза. схема торговли выбросами.

– Воздействие морской энергетики:Наша карта показывает не только то, где происходит развитие морской энергетики, но и то, как движение судов взаимодействует с ветряными турбинами и нефтегазовыми платформами.Эта информация может пролить свет на воздействие строительства, обслуживания и использования этих сооружений на окружающую среду.Это также может помочь определить источники разливов нефти и другие загрязнения морской среды.

Здоровые океаны поддерживать благополучие человека множеством способов.Мы ожидаем, что это исследование будет способствовать принятию решений на основе фактических данных и поможет сделать управление океаном более справедливым, эффективным и устойчивым.

Фернандо Паоло, старший инженер по машинному обучению Global Fishing Watch;Дэвид Крудсма, директор по исследованиям и инновациям Global Fishing Watch;и Патрик Хэлпин, профессор морской геопространственной экологии в Университете Дьюка, внесли свой вклад в эту статью.