近日，發(fā)表在《自然》上的一項(xiàng)新研究所繪制的地圖對(duì)海洋工業(yè)用途及其變化提供了前所未有的視角。這項(xiàng)由全球漁業(yè)觀察組織領(lǐng)導(dǎo)的研究利用AI機(jī)器學(xué)習(xí)和衛(wèi)星圖像創(chuàng)建了第一張大型船舶交通和海上基礎(chǔ)設(shè)施的全球地圖，發(fā)現(xiàn)了大量以前對(duì)公共監(jiān)測(cè)系統(tǒng)“黑暗”的活動(dòng)。研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合衛(wèi)星圖像、船舶GPS數(shù)據(jù)和深度學(xué)習(xí)模型，繪制2017年至2021年世界沿海水域的工業(yè)船舶活動(dòng)和海上能源基礎(chǔ)設(shè)施地圖。研究發(fā)現(xiàn)，世界上72%~76%的工業(yè)漁船沒有被公開跟蹤，其中大部分捕魚活動(dòng)發(fā)生在南亞、東南亞和非洲。公共跟蹤系統(tǒng)中缺少21-30%的運(yùn)輸和能源船舶活

全球超過10億人的主要食物來源依賴海洋，全球海洋漁業(yè)就提供了2.6億人就業(yè)。大約80%的貿(mào)易貨物通過海洋運(yùn)輸，世界上近30%的石油產(chǎn)自近海油田并分布在全球。除了這些既定的海洋用途外，海上可再生能源、水產(chǎn)養(yǎng)殖和采礦業(yè)也在迅猛發(fā)展。所有這些工業(yè)為1.5–2.5萬億美元的“藍(lán)色經(jīng)濟(jì)”提供了動(dòng)力，其增長速度快于全球整體經(jīng)濟(jì)，但也導(dǎo)致了環(huán)境的快速下降。三分之一的魚類種群超過了生物可持續(xù)水平，估計(jì)有30-50%的關(guān)鍵海洋棲息地因人類工業(yè)化而喪失。

由于缺乏全球觀測(cè)數(shù)據(jù)，人們無法了解藍(lán)色經(jīng)濟(jì)在哪里以及如何擴(kuò)張，以及它如何影響發(fā)展中國家和沿海社區(qū)。在陸地上，幾乎每條道路都有地圖，正在為每一個(gè)人造結(jié)構(gòu)開發(fā)數(shù)據(jù)集，林業(yè)和農(nóng)業(yè)等采掘業(yè)也在全球范圍內(nèi)以公里為單位繪制地圖，并每月更新。然而，在海洋中，許多海船沒有提供其位置，或者沒有被公共監(jiān)測(cè)系統(tǒng)探測(cè)到，關(guān)于海上基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展和其他工業(yè)活動(dòng)的信息往往是保密的。其結(jié)果是，人類繼續(xù)向海洋擴(kuò)張的記錄很少。

“一場(chǎng)新的工業(yè)革命一直在我們的海洋中出現(xiàn)，直到現(xiàn)在還沒有被發(fā)現(xiàn)，”全球漁業(yè)觀察研究與創(chuàng)新主任、該研究的聯(lián)合首席作者David Kroodsma說?！霸陉懙厣?，我們有地球上幾乎每一條道路和建筑的詳細(xì)地圖。相比之下，我們海洋的增長在很大程度上被公眾所掩蓋。這項(xiàng)研究有助于消除盲點(diǎn)，并揭示人類在海洋活動(dòng)的廣度和強(qiáng)度。”

研究人員分析了2017-2021年期間高達(dá)200萬GB的衛(wèi)星圖像，以探測(cè)六大洲沿海水域的船只和海上基礎(chǔ)設(shè)施，四分之三以上的工業(yè)活動(dòng)集中在這些水域。通過將GPS數(shù)據(jù)與五年的雷達(dá)和光學(xué)圖像相結(jié)合，研究人員能夠識(shí)別出未能廣播其位置的船只。然后，他們利用機(jī)器學(xué)習(xí)得出結(jié)論，這些船只中哪些可能從事捕魚活動(dòng)。

“從歷史上看，船只活動(dòng)的記錄很少，這限制了我們對(duì)世界上最大的公共資源——海洋——如何被使用的理解，” 聯(lián)合首席作者、全球漁業(yè)觀察高級(jí)機(jī)器學(xué)習(xí)工程師費(fèi)爾南多·保羅說。“通過將空間技術(shù)與最先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)相結(jié)合，我們以前所未有的規(guī)模繪制了未公開的海上工業(yè)活動(dòng)圖?！?/p>

雖然并非所有船只都被法律要求提供其位置，但沒有公共監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的船只，通常被稱為“黑暗艦隊(duì)”，對(duì)保護(hù)和管理自然資源構(gòu)成了重大挑戰(zhàn)。研究人員在許多海洋保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了許多深色漁船，在許多國家的水域中發(fā)現(xiàn)了高度集中的船只，而公共監(jiān)測(cè)系統(tǒng)此前幾乎沒有船只活動(dòng)。通過揭示黑暗的船只，我們創(chuàng)造了全球工業(yè)捕魚最全面的公眾形象?！?/p>

這項(xiàng)研究還顯示了人類在海洋中的活動(dòng)是如何變化的。在新冠肺炎疫情期間，全球漁業(yè)活動(dòng)下降了約12%，其中中國下降了8%，其他地方下降了14%。相比之下，運(yùn)輸和能源船的活動(dòng)保持穩(wěn)定。

研究期間，海上能源開發(fā)激增。石油結(jié)構(gòu)增加了16%，而風(fēng)力渦輪機(jī)增加了一倍多。到2021年，渦輪機(jī)的數(shù)量超過了石油平臺(tái)。中國的海上風(fēng)能增長最為顯著，從2017年到2021年增長了9倍。

這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了這項(xiàng)新技術(shù)在應(yīng)對(duì)氣候變化方面的潛力。繪制所有船只交通圖將提高對(duì)海洋溫室氣體排放的估計(jì)，而基礎(chǔ)設(shè)施地圖可以為風(fēng)能開發(fā)提供信息，或有助于跟蹤石油勘探造成的海洋退化。

SkyTruth的地理空間工程師、合著者Christian Thomas表示：“識(shí)別海上基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)于了解海上能源發(fā)展的影響和趨勢(shì)至關(guān)重要，也是我們檢測(cè)海洋污染事件并追究責(zé)任方責(zé)任的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。”

研究中使用的開放數(shù)據(jù)和技術(shù)可以幫助政府、研究人員和民間社會(huì)識(shí)別潛在非法活動(dòng)的熱點(diǎn)，確定工業(yè)漁船可能侵占傳統(tǒng)手工漁場(chǎng)的位置，或者更好地了解其水域中的船只交通。這種類型的衛(wèi)星監(jiān)測(cè)之前只對(duì)那些有能力付費(fèi)的人開放?，F(xiàn)在，所有國家都可以免費(fèi)使用。這項(xiàng)研究標(biāo)志著海洋管理和透明度新時(shí)代的開始。