Vista de la actividad marítima a lo largo de la costa del Mar Amarillo, que muestra la velocidad, eslora y orientación estimadas de las embarcaciones detectadas..
Un avance de la IA en el monitoreo de los océanos: imágenes satelitales ofrecen una visión sin precedentes de la actividad marítima global
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Global Fishing Watch publica imágenes ópticas capturadas desde el espacio, triplicando sus detecciones de barcos y mejorando la transparencia en la actividad humana en el mar.
Ahora disponemos de una visión más clara de la actividad humana en el océano gracias a las imágenes satelitales globales. Nuestro más reciente conjunto de datos incluye detecciones de embarcaciones basadas en imágenes ópticas de 10 metros de resolución de los satélites Sentinel-2 de la Agencia Espacial Europea, que capturan imágenes de alta calidad del océano desde el espacio.
Before - Sentinel-1
After - Sentinel-2
El número de detecciones de embarcaciones y el área cubierta ha aumentado significativamente gracias al uso de imágenes ópticas de los satélites Sentinel-2, como se puede ver aquí, a lo largo de la costa del este de Asia.
Nuestro nuevo enfoque nos permite detectar tres veces más embarcaciones que las identificadas en nuestro artículo en Nature y proporcionar un 30 % más de cobertura del océano, ampliando la visibilidad a todas las aguas costeras, donde se concentra la mayor parte de la actividad humana. Las imágenes ópticas de alta calidad, combinadas con nuestro novedoso enfoque de IA, permiten detectar embarcaciones más pequeñas (de menos de 10 metros de eslora en algunos casos), a la vez que estiman la eslora, la orientación y la velocidad de prácticamente todas las embarcaciones en movimiento en el mar.
Nuestro flujo de trabajo utiliza IA de extremo a extremo para la detección y clasificación de embarcaciones. Estos modelos de IA, conocidos como redes neuronales artificiales, consisten en nodos interconectados o «neuronas» en una estructura en capas por la que fluye la información para reconocer patrones.
El modelo de detección se entrenó con más de 11. 000 ejemplos de embarcaciones revisados manualmente en miles de imágenes Sentinel-2 capturadas en todo el mundo. El modelo escanea mosaicos de imágenes para detectar embarcaciones, buscando características que ha aprendido. Estas características pueden consistir en formas geométricas, brillo de píxeles y patrones en el agua causados por el movimiento de los barcos.
Anteriormente, mapeamos la actividad de las embarcaciones utilizando detecciones Sentinel-1 basadas en imágenes de radar de apertura sintética (SAR) con una resolución de 20 metros, que son excelentes para detectar objetos metálicos, pero presentaban dificultades para identificar embarcaciones de madera y fibra de vidrio. Nuestro nuevo mapeo utiliza imágenes ópticas Sentinel-2 con una resolución de 10 metros, lo que permite detectar embarcaciones más pequeñas fabricadas con todo tipo de materiales.
20m Radar
10m Óptica
Una vista regional de Saint-Tropez, Francia, que muestra la diferencia entre el radar Sentinel-1 y las imágenes ópticas de Sentinel-2.
Las imágenes ópticas de alta calidad también muestran características del agua, como los patrones de estela, lo que permite calcular la velocidad y la orientación de la embarcación. Aquí se puede apreciar la diferencia entre una embarcación rápida, con un patrón claro en el agua, y una embarcación más lenta, con un patrón de estela más sutil.
La información detallada contenida en las imágenes ópticas se puede utilizar para mapear no sólo la presencia de buques…
Sino también su actividad, como se muestra a continuación:
Vista más detallada de la actividad en el puerto de Tianjin.
Vista de la actividad marítima a través del Estrecho de Malaca, que muestra la velocidad, eslora y orientación estimadas de las embarcaciones detectadas.
Vista más detallada de la actividad en el Estrecho de Malaca.
Estamos trabajando en modelos de próxima generación para identificar diferentes tipos de actividad de embarcaciones en el océano, incluida la pesca de arrastre de fondo, el dragado de arena y el transbordo, abriendo una nueva era de posibilidades de mapeo.
También utilizamos IA para identificar y eliminar objetos que no son buques, como infraestructuras marinas y rocas o icebergs que parecen buques. Sin embargo, la detección está limitada por la luz y las condiciones meteorológicas: dado que los satélites ópticos dependen de la luz solar y de cielos despejados, solo es posible durante el día y cuando la zona no está cubierta por nubes o neblina.
La capacidad de monitorear la actividad de los buques desde el espacio en lugares clave como áreas marinas protegidas, zonas económicas exclusivas y áreas supervisadas por organizaciones regionales de ordenación pesquera, permitirá avances en la investigación y la gestión.
Y aunque la resolución de 10 metros aun no es suficiente para mapear por completo la pesca en pequeña escala, las detecciones de Sentinel-2 se han utilizado para apoyar múltiples análisis relacionados con la pesca en pequeña escala regional y han demostrado su potencial como una valiosa adición a los datos limitados de seguimiento de embarcaciones.
Con esta novedosa tecnología, añadimos una potente función al mapa de Global Fishing Watch. Ahora, cada detección de embarcación basada en imágenes ópticas incluye una miniatura visual que representa un área de 1 kilómetro cuadrado y muestra la embarcación detectada. Las miniaturas son especialmente útiles para confirmar visualmente la presencia de una embarcación o comprender su contexto.