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新研究利用人工智能和卫星图像揭示人类海上活动不断扩大的足迹

开心的月饼 2024-01-04 08:42:51 生活常识

今天发表在《自然》杂志上的一项新研究为以前未绘制的海洋工业用途及其变化提供了前所未有的视角。这项研究由全球渔业观察牵头,利用机器学习和卫星图像创建了第一张全球大型船舶交通和近海基础设施地图,发现了大量以前对公共监测系统“不可见”的活动。

新研究利用人工智能和卫星图像揭示人类海上活动不断扩大的足迹

分析显示,世界上约 75% 的工业渔船没有受到公开追踪,其中大部分捕捞活动发生在非洲和南亚周围。公共跟踪系统也丢失了超过 25% 的运输和能源船舶活动。

全球渔业观察研究与创新总监、该研究报告的共同主要作者戴维·克鲁斯马 (David Kroodsma) 表示:“直到现在,一场新的工业革命正在我们的海洋中悄然兴起,但尚未被发现。” “在陆地上,我们有地球上几乎每条道路和建筑物的详细地图。相比之下,海洋中的增长在很大程度上隐藏在公众视野之外。这项研究有助于消除盲点,并揭示人类活动的广度和强度。海上活动。”

来自全球渔业观察、威斯康星大学麦迪逊分校、杜克大学、加州大学圣巴巴拉分校和 SkyTruth 的研究人员分析了 2017 年至 2021 年期间 200 万 GB 的卫星图像,以检测六大洲沿海水域的船只和近海基础设施,其中超过三个-工业活动集中季度。

通过将 GPS 数据与五年的雷达和光学图像相结合,研究人员能够识别未能广播其位置的船只。然后,他们利用机器学习得出哪些船只可能从事捕鱼活动的结论。

全球渔业观察高级机器学习工程师、共同主要作者费尔南多·保罗 (Fernando Paolo) 表示:“从历史上看,船只活动的记录很少,这限制了我们对世界上最大的公共资源——海洋——如何使用的了解。” “通过将空间技术与最先进的机器学习相结合,我们以前所未有的规模绘制了海上未公开的工业活动地图。”

虽然法律上并非所有船只都必须广播其位置,但缺乏公共监控系统的船只(通常被称为“黑暗舰队”)对保护和管理自然资源构成了重大挑战。研究人员在许多海洋保护区内发现了许多黑暗的渔船,并且在许多国家的水域中发现了高度集中的船只,而公共监测系统此前几乎没有显示任何船只活动。

“公开数据错误地表明亚洲和欧洲在其境内的捕捞量相似,但我们的地图显示亚洲占主导地位——我们在水面上发现的每十艘渔船中,有七艘在亚洲,而只有一艘在欧洲,”威斯康星大学麦迪逊分校自然资源经济学助理教授詹妮弗·雷诺 (Jennifer Raynor) 表示。

“通过揭露黑暗船只,我们创造了全球工业捕捞最全面的公众形象。”

该研究还显示了人类在海洋中的活动正在如何变化。与 COVID-19 大流行同时发生的是,全球捕鱼活动下降了约 12%,其中中国下降了 8%,其他地区下降了 14%。相比之下,运输和能源船舶活动保持稳定。

研究期间海上能源开发激增。石油结构增加了 16%,而风力涡轮机增加了一倍多。到 2021 年,涡轮机数量将超过石油平台。中国海上风电增长最为显着,从2017年到2021年增长了九倍。

“人类世的足迹不再局限于陆地,”杜克大学海洋地理空间生态学教授帕特里克·哈尔平(Patrick Halpin)说。

“对海洋工业化有更全面的了解,使我们能够看到海上风电、水产养殖和采矿业的新增长,这些增长正在迅速融入到现有的工业捕鱼、航运以及石油和天然气活动中。我们的工作表明,全球海洋是一个不断发展的蓝色经济的繁忙、拥挤和复杂的工业工作空间。”

该研究强调了这项新技术应对气候变化的潜力。绘制所有船舶交通地图将改善对海上温室气体排放的估计,而基础设施地图可以为风能开发提供信息或帮助跟踪石油勘探造成的海洋退化。

SkyTruth 地理空间工程师、合著者克里斯蒂安·托马斯 (Christian Thomas) 表示:“确定海上基础设施对于了解海上能源开发影响和趋势至关重要,也是我们检测海洋污染事件和追究责任方责任的重要数据。”

研究中使用的开放数据和技术可以帮助政府、研究人员和民间社会识别潜在非法活动的热点,确定工业渔船可能侵占手工渔场的位置,或者更好地了解其水域内的船只交通。

“以前,这种类型的卫星监控只有那些有能力付费的人才能使用。现在,所有国家都可以免费使用,”克鲁兹玛总结道。“这项研究标志着海洋管理和透明度新时代的开始。”


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