El conjunto de datos insignia de Global Fishing Watch es el de esfuerzo de pesca aparente basado en transmisiones emitidas mediante el sistema de identificación automática (AIS, un sistema de seguimiento de embarcaciones diseñado originalmente para evitar colisiones). En 2018, publicamos la primera evaluación global de la actividad pesquera comercial n Science. Nuestra investigación encontró que la pesca está muy dispersa -que ocurre en aproximadamente el 50 por ciento del océano- pero a la vez es altamente concentrada, con más de la mitad de la actividad pesquera ocurriendo en solo el 0,5 por ciento del océano. La pesca también se ve mínimamente afectada por las estaciones, pero fuertemente afectada por la cultura; las mayores caídas se producen durante los fines de semana, las vacaciones y la moratoria anual del verano chino.

Hoy en día recibimos más de 60 millones de mensajes AIS cada día y actualizamos continuamente nuestra tecnología y algoritmos para mejorar nuestra capacidad de monitorear la pesca comercial global. Todo este conjunto de datos se puede explorar en nuestro mapa, que se remonta a 2012, o descargar desde nuestro portal 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 las grandes embarcaciones utilizan para transmitir su posición con el fin de evitar colisiones. Cada año, más de 400.000 dispositivos AIS diferentes transmiten la ubicación de embarcaciones junto con otras informaciones como identidad, rumbo y velocidad. Las estaciones terrestres y los satélites recogen esta información, de manera que los movimientos de un barco puedan ser rastreados incluso desde las zonas más remotas del océano.

Todos los días recibimos datos AIS sin procesar de nuestros socios en ORBCOMM y Spire. Estos datos se procesan primero a través de una serie de algoritmos propios diseñados para filtrar registros corruptos o incompletos y asignar información adicional a cada mensaje AIS, como la distancia desde la costa, la profundidad y el tiempo desde la posición AIS anterior de la embarcación. 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), una forma de modelo de aprendizaje automático de vanguardia, para ayudarnos a clasificar las embarcaciones pesqueras y predecir cuándo están pescando. Nos referimos a estos modelos como nuestros modelos de «caracterización de embarcaciones» y «detección de pesca», respectivamente. Los detalles de ambos modelos de CNN se describen en los materiales suplementarios de nuestro artículo en Science del 2018.

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.

Etiquetamos manualmente más de mil trayectorias de embarcaciones AIS, independientemente de si una embarcación estaba pescando en posiciones AIS individuales. Luego usamos estos datos de capacitación para enseñar a nuestro modelo de detección de pesca a identificar otras posiciones de pesca en todo el conjunto de datos AIS.

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.

Horas totales de pesca por kilómetro cuadrado por embarcaciones pesqueras con AIS entre 2012 y 2020. Resumir la cantidad de tiempo asociada con las posiciones de pesca de las embarcaciones pesqueros en los datos AIS nos permite hacer mapas como este para cualquier período de tiempo o región del mundo desde inicios de 2012.

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 proporciona una forma revolucionaria de monitorear la actividad pesquera comercial global, existen varias limitaciones y advertencias importantes. En primer lugar, los datos del AIS incluyen sólo una pequeña fracción -aproximadamente 70.000- de los 2,8 millones de embarcaciones pesqueras estimados en el mundo. La cobertura es mucho más alta para embarcaciones más grandes con menos del 1 por ciento de las embarcaciones de menos de 12 metros representados, del 14 al 19 por ciento para las embarcaciones de entre 12 y 24 metros y del 52 al 85 por ciento para las embarcaciones de más de 24 metros. La Organización Marítima Internacional ordena AIS para la mayoría de las embarcaciones de más de 36 metros, y las embarcaciones que transmiten AIS son predominantemente de países de ingresos medios altos y altos.

Otra advertencia clave es que no todos los mensajes AIS que se transmiten se graban. Los satélites deben estar ubicados encima para recibir señales AIS, los receptores terrestres solo reciben señales cerca de la costa, los mensajes AIS pueden interferir entre sí en áreas de alta densidad de embarcaciones y los dispositivos AIS varían en intensidad y frecuencia de transmisión. Como resultado, las embarcaciones que operan en ciertas partes del mundo reciben menos posiciones AIS, lo que limita la efectividad de nuestros modelos de aprendizaje automático y nuestra capacidad para detectar el esfuerzo pesquero aparente.

Calidad de recepción de datos AIS de satélite, representada como el número medio de posiciones AIS es probable recibir de un solo dispositivo AIS por día en diferentes partes del mundo.

Por último, a medida que más embarcaciones han adoptado el AIS y más receptores, tanto satelitales como terrestres, han comenzado a grabar mensajes AIS, ha aumentado la cantidad de actividad en el conjunto de datos AIS. Este aumento de la actividad en los primeros años del conjunto de datos AIS (2012-2016) no debe interpretarse simplemente como un aumento de la actividad pesquera, aunque puede que así sea en algunas áreas.

Acceder a los datos

Cualquier persona con conexión a Internet puede rastrear los movimientos de unos 70.000 barcos pesqueros comerciales, junto con su nombre y Estado de abanderamiento, en tiempo casi real en nuestro mapa. Los usuarios pueden crear mapas de temperatura para determinar patrones de actividad de pesca comercial, ver rastros de embarcaciones individuales e información superpuesta como la ubicación de áreas marinas protegidas o zonas económicas exclusivas (ZEE) de diferentes países.

Nuestros datos de esfuerzo de pesca aparente basados en AIS pueden ser descargados a través de nuestro portal de descarga de datos. La actividad pesquera se resume por día y se rasteriza en dos formatos:

  • Por Estado del pabellón y clase de embarcación con una resolución de 100 grados
  • Por número MMSI en resolución de 10 grados.

Estos conjuntos de datos también están disponibles en la plataforma BigQuery de Google en las siguientes dos tablas disponibles públicamente:

  • global-fishing-watch.gfw_public_data.fishing_effort_v2
  • global-fishing-watch.gfw_public_data.fishing_effort_byvessel_v2
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