Conjuntos de datos y código: Esfuerzo de pesca aparente
El conjunto de datos estrella de Global Fishing Watch es el de esfuerzo de pesca aparente, basado en transmisiones realizadas mediante el sistema de identificación automática (AIS). En 2018, publicamos la primera evaluación global de la actividad pesquera comercial en la revista Science. Nuestra investigación reveló que la pesca es una actividad muy extendida (aproximadamente en el 50 por ciento del océano) y altamente concentrada, con más de la mitad de la actividad pesquera en tan solo el 0,5 por ciento del océano.
La pesca también se ve mínimamente afectada por las estaciones, pero fuertemente influenciada por la cultura, con las mayores caídas ocurriendo durante los fines de semana, los días festivos y la moratoria anual de verano en China.
Actualmente recibimos más de 110 millones de mensajes AIS al día y actualizamos continuamente nuestra tecnología y algoritmos para mejorar nuestra capacidad de monitorear la pesca comercial global. Este conjunto de datos, que data de 2012, puede explorarse en nuestro mapa, a través de nuestras API públicas y el paquete R, o descargarse desde nuestro portal de descarga de datos.
¿Cómo funciona?
Utilizando la computación en la nube, el aprendizaje automático y la información del registro público de embarcaciones, analizamos decenas de millones de posiciones AIS cada día para mapear el esfuerzo de pesca global aparente. La elaboración de un mapa de este tipo implica dos pasos clave:
- Identificación de las embarcaciones pesqueras en los datos AIS
- Detección de actividad pesquera
Procesamiento de datos AIS
El AIS es un dispositivo similar al GPS que utilizan los grandes buques para transmitir su posición y evitar colisiones. Cada año, cientos de miles de dispositivos AIS transmiten la ubicación de las embarcaciones, junto con información sobre su identidad, rumbo y velocidad. Las estaciones terrestres y los satélites captan esta información, lo que permite seguir los movimientos de un barco incluso en las zonas más remotas del océano.
Diariamente recibimos datos AIS sin procesar de nuestros proveedores. Estos datos se procesan primero mediante una serie de algoritmos diseñados para filtrar registros corruptos o incompletos y asignar información adicional a cada mensaje AIS, como la distancia a la costa, la profundidad y el tiempo transcurrido desde la última posición AIS del buque. En este punto, los datos AIS están listos para ser utilizados por nuestros modelos de aprendizaje automático.
Detección de la actividad pesquera aparente
Utilizamos dos redes neuronales convolucionales (CNN), un tipo de modelo de aprendizaje automático, para clasificar los barcos pesqueros y predecir cuándo están pescando. Estos modelos se denominan «caracterización de embarcaciones» y «detección de pesca», respectivamente. Los detalles de ambos modelos CNN se describen en detalle en los materiales complementarios de nuestro artículo científico de 2018, «Seguimiento de la huella global de la pesca».
Antes de que podamos mapear la actividad pesquera, primero debemos identificar las embarcaciones pesqueras en los datos AIS. Logramos esto combinando nuestra amplia base de datos de información de registro de embarcaciones con la salida de nuestro modelo de caracterización de embarcaciones, prediciendo características como el tipo de engranaje y el tamaño, y utilizamos la mejor información disponible para cada embarcación. A continuación, estimamos dónde y cuándo cada embarcación está pescando en función de sus patrones de movimiento.
Etiquetamos manualmente más de mil trayectorias de embarcaciones para entrenar nuestro modelo de detección de pesca para aprender cómo se perciben los movimientos de pesca. Este modelo predice una puntuación para cada posición AIS en nuestra base de datos que permita distinguir las posiciones de pesca de las posiciones no pesqueras, como durante los tránsitos de embarcaciones. Cuando nuestro modelo de detección de pesca califica una posición AIS como una posición de pesca, el tiempo asociado con esa posición AIS se considera actividad pesquera aparente.
Resumen del esfuerzo pesquero aparente
Después de identificar las embarcaciones pesqueras y detectar las posiciones de pesca en los datos AIS, el esfuerzo pesquero aparente puede calcularse para cualquier área resumiendo las horas de pesca de todos las embarcaciones pesqueras en esa área. Para generar mapas del esfuerzo pesquero aparente, «rasterizamos» las posiciones AIS colocándolas en una cuadrícula y calculando la actividad pesquera total en cada celda de la cuadrícula.
El uso de información sobre la identidad de las embarcaciones, como la clase de embarcación y el Estado del pabellón, nos permite describir la actividad pesquera por grupos específicos de embarcaciones. Debido a que la actividad pesquera se asigna a puntos AIS individuales, podemos hacer estos rasters de actividad pesquera aparente basada en AIS en cualquier resolución espacial y temporal.
Advertencias y limitaciones
Si bien el AIS ofrece una forma revolucionaria de monitorear la actividad pesquera comercial mundial, presenta varias limitaciones y advertencias importantes. En primer lugar, los datos del AIS incluyen solo una pequeña fracción (aproximadamente 100.000) de los 3,3 millones de embarcaciones pesqueras estimadas en el mundo. La cobertura es mucho mayor para los buques más grandes, con una representación de menos del 1 por ciento de las embarcaciones de menores a 12 metros, de aproximadamente el 20 por ciento para los barcos de entre 12 y 24 metros y hasta el 90 % para los buques de más de 24 metros. La Organización Marítima Internacional exige el uso del AIS para la mayoría de las embarcaciones de más de 36 metros, y los buques que transmiten AIS provienen principalmente de países de ingresos altos y medianos-altos.
Otra advertencia clave es que no todos los mensajes AIS que se transmiten se graban. Un receptor debe estar dentro del alcance para grabar un mensaje, por lo que los satélites deben estar en la superficie o los receptores AIS dinámicos (receptores a bordo de los buques) deben estar cerca. También existen receptores terrestres, pero solo reciben señales cerca de la costa. Además, los mensajes AIS pueden interferir entre sí en zonas con alta densidad de embarcaciones, y la intensidad y frecuencia de transmisión de los dispositivos AIS varían. Como resultado, los buques que operan en ciertas partes del mundo reciben menos posiciones AIS, lo que limita la eficacia de nuestros modelos de aprendizaje automático y nuestra capacidad para detectar el esfuerzo pesquero aparente.
Finalmente, a medida que más embarcaciones han adoptado el AIS y más receptores han comenzado a registrar mensajes AIS, la actividad en el conjunto de datos AIS ha aumentado. El aumento de la actividad en los primeros años del conjunto de datos AIS (2012-2016) refleja, al menos parcialmente, el aumento de receptores satelitales y terrestres, y no debe interpretarse simplemente como un aumento de la actividad pesquera, aunque esto podría haber ocurrido en algunas zonas. Además, alrededor de 2022, comenzamos a recibir datos a través de receptores AIS dinámicos, que son receptores que se llevan a bordo de los barcos. Esta nueva fuente de datos mejoró sustancialmente nuestra recepción de mensajes AIS en algunas zonas con alta densidad de embarcaciones, en particular en las aguas que rodean China y el Sudeste Asiático. El aumento del esfuerzo pesquero aparente debe interpretarse a la luz de estos cambios. Estamos trabajando para publicar un conjunto de datos con calidad de recepción global que permita a los investigadores y a otros actores explicar estos cambios.
Acceder a los datos
Cualquier persona con conexión a internet puede rastrear los movimientos de más de 100.000 barcos pesqueros comerciales, junto con su nombre y Estado del pabellón. Todos los usuarios de nuestro mapa pueden acceder a nuestros datos casi en tiempo real para crear mapas de calor y visualizar patrones de actividad pesquera comercial, ver el seguimiento de embarcaciones individuales y superponer información como la ubicación de áreas marinas protegidas o zonas económicas exclusivas de países. Estos mismos datos también están disponibles en nuestras API públicas y en el paquete R.
Nuestros datos estáticos de esfuerzo pesquero aparente basados en AIS pueden descargarse a través de nuestro portal de descarga de datos. Los datos están disponibles en los siguientes formatos:
- Horas de pesca aparentes diarias por Estado del pabellón y tipo de arte con una resolución de 100 grados
- Horas de pesca aparentes mensuales por Estado del pabellón y tipo de arte con una resolución de 10 grados
- Horas de pesca aparentes diarias por MMSI con una resolución de 10 grados
Estos conjuntos de datos estáticos también están disponibles en la plataforma BigQuery de Google a través del siguiente conjunto de datos público: global-fishing-watch.fishing_effort_v3