Насколько переполнены океаны человеческой активностью — новые карты показывают то, что раньше ускользало от радаров

Используя спутниковые снимки и ИИ, исследователи составили карты человеческой активности в море с большей точностью, чем когда-либо прежде. В результате обнаружилась огромная промышленная деятельность, которая раньше ускользала от мониторинга — от подозрительных рыболовных операций до взрывного роста разработки морских месторождений.

Карты были опубликованы недавно в журнале Nature. Исследование, проведённое некоммерческой организацией Global Fishing Watch, поддерживаемой Google, показало, что три четверти промышленных рыболовных судов в мире не отслеживаются публично. До 30% транспортных и энергетических судов также ускользают от открытого мониторинга.

По словам исследователей, эти "слепые пятна" могут помешать глобальным природоохранным усилиям. Чтобы лучше защитить мировые океаны и рыбные запасы, политикам нужна более точная картина того, где люди эксплуатируют морские ресурсы.

Почти все страны мира согласились с общей целью защитить 30% земель и вод Земли к 2030 году в рамках Глобальных рамок по сохранению биоразнообразия, принятых в прошлом году.

Вопрос в том, какие 30% мы должны защитить? А обсуждать что-то нельзя без карты, где указано рыболовство и нефтяные платформы.

— Дэвид Крудсма, один из авторов статьи в Nature и директор по исследованиям и инновациям в Global Fishing Watch

До сих пор Global Fishing Watch и другие организации в основном полагались на морскую автоматическую идентификационную систему (AIS) для мониторинга обстановки в море. Эта система отслеживает суда, на которых установлены устройства, передающие радиосигналы, и эти данные в прошлом использовали для документирования чрезмерного вылова и принудительного труда на судах. Тем не менее, у системы есть существенные ограничения. Требования по наличию AIS различаются по странам и типам судов. И довольно легко кому-то отключить эту коробку, когда нужно избежать обнаружения или плавать в зонах со слабым сигналом.

Чтобы восполнить пробелы, Крудсма и его коллеги проанализировали 2 000 терабайт снимков со спутникового скопления Sentinel-1 Европейского космического агентства. Вместо традиционной оптической съёмки Sentinel-1 использует передовые радиолокационные инструменты для наблюдения поверхности Земли. Радар проникает сквозь облака, "видит" в темноте и смог обнаружить морскую активность, упущенную системой AIS.

Так как 2 000 терабайт — это огромный объём данных для обработки, исследователи разработали три модели глубокого обучения для классификации обнаруженных судов, оценки их размеров и сортировки различных видов морской инфраструктуры. Они отслеживали 15% мирового океана, где происходит 75% промышленной деятельности, обращая внимание как на движение судов, так и на развитие стационарных морских конструкций вроде нефтяных платформ и ветряных турбин в период с 2017 по 2021 год.

Хотя рыболовная активность снизилась в начале пандемии covid-19 в 2020 году, они обнаружили плотное движение судов в районах, "которые ранее демонстрировали мало или вообще никакой судовой активности" в публичных системах отслеживания, особенно возле Южной и Юго-Восточной Азии, а также северного и западного побережья Африки.

В данных также был заметен бум развития морской энергетики. К концу 2020 года количество ветряных турбин превысило нефтяные конструкции. К следующему году на долю турбин приходилось 48% всей морской инфраструктуры, а нефтяных сооружений — 38%.

Почти всё развитие морской ветроэнергетики происходило у побережья Северной Европы и Китая. На северо-востоке США противники чистой энергетики пытались ложно связывать гибель китов с предстоящим освоением шельфа, хотя данные указывают на то, что проблема в столкновениях с судами.

Вокруг нефтяных конструкций намного больше судов, чем возле ветряных турбин. Для транспортировки нефти на берег иногда используют танкеры как альтернативу трубопроводам. Количество нефтяных платформ выросло на 16% за пять проанализированных лет. И в 2021 году глобально морская нефтедобыча была связана с трафика в пять раз больше, чем с ветряными турбинами.

В глобальном масштабе фактическое количество судов от ветряных турбин ничтожно мало по сравнению с остальным движением.

На вопрос о возможности такого исследования без искусственного интеллекта короткий ответ "нет, я не думаю" дал Фернандо Паоло — ведущий автор исследования и инженер по машинному обучению в Global Fishing Watch.

Глубокое обучение превосходно находит закономерности в больших объёмах данных.

Новые инструменты машинного обучения, разрабатываемые как программное обеспечение с открытым исходным кодом для обработки глобальных спутниковых снимков "демократизируют доступ к данным и инструментам, позволяя исследователям, аналитикам и политикам в странах с низким доходом использовать технологии отслеживания по низкой цене".

До сих пор не было доступно никакой всеобъемлющей глобальной карты этих разных видов морской инфраструктуры.

— научный сотрудник Microsoft Константин Клеммер и доцент Колорадского университета в Боулдере Эстер Рольф

Технологический прогресс происходит в решающий момент для фиксирования стремительно меняющейся морской активности, в то время как страны пытаются остановить изменение климата и сохранить биоразнообразие, пока не стало слишком поздно.