AI揭秘：卫星图像显示人类海洋活动影响日益扩大
研究显示，世界上75%的工业渔船隐藏在公众视线之外
发表在《自然》杂志上的一项新研究提供了前所未有的视角，了解了以前未绘制的海洋工业用途及其变化方式。
这项由全球渔业观察（Global Fishing Watch）领导的开创性研究利用机器学习和卫星图像创建了第一张大型船舶交通和海上基础设施的全球地图，发现了大量以前对公共监控系统来说“黑暗”的活动。
“直到现在，我们的海洋中已经出现了一场尚未被发现的新工业革命，”全球渔业观察研究与创新总监、该研究的共同主要作者David Kroodsma说。“在陆地上，我们几乎拥有地球上每条道路和建筑物的详细地图。相比之下，我们海洋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，并揭示人类在海上活动的广度和强度。
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2年至2017年期间的2021万千兆字节卫星图像，以探测六大洲沿海水域的船只和海上基础设施，这些水域集中了超过四分之三的工业活动。
通过将GPS数据与五年的雷达和光学图像相结合，研究人员能够识别出未能广播其位置的船只。然后，利用机器学习，他们得出结论，哪些船只可能从事捕鱼活动。
“从历史上看，船只活动的记录很少，限制了我们对世界上最大的公共资源 – 海洋 – 如何被利用的理解，”共同主要作者，全球渔业观察高级机器学习工程师Fernando Paolo说。“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。
虽然法律上并不要求所有船只都广播其位置，但公共监控系统之外的船只（通常被称为“黑暗船队”）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，而这些船只以前几乎没有公共监测系统显示船只活动。
“公开数据错误地表明，亚洲和欧洲在其境内的捕鱼量相似，但我们的地图显示亚洲占主导地位 – 我们在水上发现的每10艘渔船中，有<>艘在亚洲，而只有一艘在欧洲，”共同作者，威斯康星大学麦迪逊分校自然资源经济学助理教授Jennifer Raynor说。“通过揭示黑暗的船只，我们创造了全球工业捕鱼最全面的公众形象。
该研究还显示了海洋中的人类活动是如何变化的。恰逢 COVID-19 大流行，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。
在研究期间，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，涡轮机的数量超过了石油平台。中国海上风电的增长最为显著，从2017年到2021年增长了<>倍。
“人类世的足迹不再局限于陆地，”合著者、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。“对海洋工业化有了更全面的看法，使我们能够看到海上风电、水产养殖和采矿业的新增长，这些增长正在迅速添加到已建立的工业捕鱼、航运和石油和天然气活动中。我们的工作表明，全球海洋是不断增长的蓝色经济中繁忙、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。
“确定海上基础设施对于了解海上能源开发的影响和趋势至关重要，并且是我们检测海洋污染事件和追究责任方工作的关键数据，”合著者、SkyTruth的地理空间工程师Christian Thomas说。
该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，或者只是更好地了解其水域中的船只交通。
“以前，这种类型的卫星监测只提供给那些有能力支付费用的人。现在它免费提供给所有国家，“克鲁兹马总结道。“这项研究标志着海洋管理和透明度新时代的开始。
这项研究之所以成为可能，要归功于彭博慈善基金会、国家地理原始海洋和海洋金德以及我们的技术合作伙伴谷歌的慷慨支持。作为“大胆项目”的获奖者，这是一项旨在大规模促进社会影响的合作资助计划，全球渔业观察能够进一步应用这项创新工作。
