《Nature》杂志2024年1月发表文章《Satellite mapping reveals extensive industrial activity at sea》，标志着海洋遥感技术在研究全球海洋活动方面迈出了重要一步。这项研究利用先进的卫星图像、船舶GPS数据和深度学习模型，揭示了2017至2021年间全球沿海水域的工业船只活动和海上能源基础设施的详细情况，特别是对中国在全球海洋活动中的重要作用进行了深入探讨。
研究团队综合利用了2PB（petabytes）的卫星图像数据，通过设计和训练了三个深度卷积神经网络，能够高效地识别和分类海上对象。这些数据来源于Sentinel-1的双极化合成孔径雷达（SAR）图像和Sentinel-2的光学（红、绿、蓝和近红外）图像。研究团队能够以超过97%的准确率识别对象并估计其长度，以超过98%的准确率对海上基础设施进行分类，以及以超过90%的准确率区分渔船和非渔船。此研究通过卫星图像和深度学习技术，提供了海上工业活动的详细全球地图，揭示了部分重要和经济价值高的人类海上活动。这不仅有助于更准确地了解全球渔业分布，还能揭示潜在的非法捕鱼热点，以及工业渔船对传统渔业和其他国家专属经济区的影响。
关键发现
这项研究首次详细揭示了一个令人震惊的事实：全球72-76%的工业渔船并未在公开监控系统中被追踪。这一现象在南亚、东南亚和非洲附近的海域尤为明显，揭示了当前全球渔业监管体系的漏洞。这种监管上的缺失不仅表明了大量潜在的非法或未报告的捕鱼活动，还暴露了对这些海域生态系统和渔业资源的潜在威胁。对这些未被追踪的船只的精确监测，对于全球海洋资源的可持续管理至关重要。
研究还发现全球约21-30%的运输和能源相关船只活动并未被公开追踪。这个数据揭示了全球海洋运输和能源领域在监管透明度方面存在的重大缺口。运输和能源船只是全球贸易和能源供应链的重要组成部分，它们的活动对于海洋安全、环境保护以及全球经济都至关重要。因此，这部分船只的活动不被公开追踪，可能涉及到海上安全风险、环境保护漏洞，甚至可能隐藏着非法活动。
COVID-19疫情对全球渔业的影响也是研究的一个重要发现。研究显示，在2020年，全球渔业活动减少了约12%，并且到2021年尚未恢复至疫情前水平。这一下降趋势可能反映了疫情对全球供应链和市场需求的影响，同时也可能是由于疫情期间实施的渔业活动限制措施。这种变化对于全球渔业经济和海洋生态系统都有重大影响，提供了一个理解和评估全球渔业如何应对突发公共卫生事件的窗口。
研究还特别强调了海上风力发电的快速增长，其在2021年的数量已经超过了石油结构物。这一趋势不仅标志着全球能源结构的转变，也反映了对可持续和清洁能源的日益增长的需求。海上风电作为一种可再生能源，其快速增长对减少温室气体排放和应对气候变化具有重要意义。然而，风电涡轮机的大规模部署也可能对海洋生态系统产生影响，包括对海洋生物栖息地的改变和航运路线的调整。因此，这一发现对于全球能源政策、海洋管理和环境保护策略制定具有深远影响。
中国在全球海洋活动中的角色
在这项研究中，中国在全球海洋活动中扮演的角色极为显著。研究结果显示，亚洲，尤其是中国的专属经济区（EEZ），在全球渔业活动中占据了绝对的主导地位。具体来说，中国EEZ内的渔业活动占全球渔业活动的近30%。这一数据不仅揭示了中国在全球海洋渔业中的重要性，也反映出中国渔业对全球海洋生态系统和渔业经济的深远影响。中国作为一个海洋大国，其海洋渔业活动的规模和管理方式对全球海洋资源的可持续利用具有重要的指导和影响作用。中国在海洋渔业方面的这种主导地位，不仅对国内的渔业政策和海洋资源管理构成挑战，也对全球海洋治理提出了新的要求。
此外，中国在海上风力发电领域的发展也表现出惊人的速度。根据研究数据，从2017年到2021年，中国海上风电涡轮机的数量增长了900%，这一增长速度远超国际能源署的预期。这表明中国在转向可持续能源和减少温室气体排放方面采取了积极的步伐。中国的这一迅速发展不仅为全球能源转型提供了范例，也显示了中国在全球应对气候变化方面所扮演的重要角色。海上风力发电作为一种清洁、可再生的能源，其在中国的快速发展，不仅有助于减轻对化石燃料的依赖，也对保护全球海洋环境具有积极意义。中国在海上风电发展方面的成就，标志着其在全球海洋经济中向更加绿色和可持续的方向发展。
小结
本研究展现了海洋遥感技术、大数据分析和人工智在揭示和理解全球海洋工业活动方面的重要作用。通过综合运用这些先进技术，研究成功地映射了大范围的未被公开监控的海洋工业活动，尤其是在渔业领域。海洋遥感提供了前所未有的观测能力，使我们能够跨越地理和政治界限，监测全球范围内的船只活动。大数据分析为处理和解释海量遥感数据提供了必要的工具，而AI的应用则极大地提高了这些数据的分类和识别效率。
这种综合应用不仅为全球海洋管理提供了宝贵的信息，也为政策制定者和环境保护者提供了强有力的决策支持工具。未来，随着遥感技术的进一步发展、大数据分析能力的提升和AI算法的完善，我们预期这些工具在全球海洋资源管理和环境保护方面的应用将更加广泛和深入。这不仅能帮助我们更有效地监控和管理海洋资源，还能促进全球海洋环境的可持续发展，为应对全球性的海洋环境问题提供强有力的科技支撑。
