Прямо сейчас вокруг Земли вращается более 1000 спутников, которые фотографируют планету. С помощью этих снимков исследователи следят за таянием льдов, придумывают, как сберечь воду при орошении полей, находят скрытые производства ядерного оружия и помогают людям спастись от стихийных бедствий. Огромные массивы спутниковых данных есть у Google, NASA, Европейского космического агентства — ими бесплатно могут пользоваться все желающие. Сегодня в рубрике «Онлайн-расследование» — подробный рассказ о том, как устроены спутниковые данные, что можно узнать с их помощью и где их найти, на основании материала аналитика геоинформационных систем Елены Палёновой в проекте «Если быть точным».
Инструменты
— Google Maps не требует специальных навыков, но его нельзя адаптировать под конкретные задачи — например, выбрать тип изображения, разрешение или время съемки. (О лайфхаках работы с такими спутниковыми снимками мы рассказывали тут.) Тем не менее даже с помощью этого инструмента можно делать важные открытия. Например, во Флориде таким образом пять лет назад раскрыли дело 20-летней давности о пропаже человека — местный житель нашел на карте снимок машины, утонувшей в пруду.
— Google Earth создан специально для работы со спутниковыми данными. Если у вас есть минимальные навыки программирования, на сервисе Google Earth Engine можно получить доступ к различным базам данных спутниковых снимков, обрабатывать и анализировать информацию. Например, можно рассчитать площадь сгоревшего леса или измерить индекс растительности на поле, чтобы оценить состояние растений.
— Сервис Earth Explore от геологической службы США предоставляет данные программы Landsat, работающей с 1972 года. Здесь также доступны снимки со спутников Sentinel-2 и MODIS. Разрешение снимков Landsat — 30 метров, MODIS — 250, 500 и 1000 метров, Sentinel-2 — от 10 до 60 метров. Earth Explorer особенно полезен для поиска архивных снимков. Подробную инструкцию по использованию данных Sentinel можно найти на официальном сайте.
— Copernicus Browser Европейского космического агентства предоставляет доступ к снимкам программы Sentinel, охватывающей самый полный и обновляемый массив данных с 2014 года.
— NASA Earthdata Search предлагает данные исследовательских программ NASA, охватывающие атмосферу, океан, почвенный покров, растительность и ледяные покровы. NASA Worldview — сервис для исследователей наук о Земле, собирающий данные в одном месте.
Часто лучше начинать с конкретного запроса — например, «glaciers melting remote sensing» для поиска баз по таянию ледников.
Характеристики снимков некоторых популярных спутников можно найти в этой статье.
Примеры использования
- Исследователи из Свободного университета Амстердама и Нанкинского университета изучали «зомби-пожары» в Якутии с использованием данных спутников MODIS и VIIRS. Эти пожары составили около 3% выгоревших территорий в 2012–2019 годах, а в 2020 году из-за теплой весны и раннего таяния снега эта доля возросла до 7,5%.
- Спутниковые снимки также используются для мониторинга боевых действий. Например, правозащитная организация Human Rights Watch с помощью спутниковых данных показала, что правительство Мьянмы уничтожает деревни рохинджа с 2017 года, что ООН называют геноцидом. Спутниковые данные используются для мониторинга конфликтов в Украине, секторе Газа, Дарфуре и на Ближнем Востоке.
Меры предосторожности
— При анализе снимков возможны ошибки интерпретации. Озеро может быть воспринято как пожар из-за солнечного отблеска, а белая крыша дома может показаться облаком.
— Возможны фальсификации спутниковых изображений, например, сгенерированные ИИ снимки пожара в Центральном парке Нью-Йорка.
— Открытия, сделанные с помощью спутников, должны валидироваться полевыми исследованиями или съемками с дронов.
Что мне с этого?
Спутниковые снимки позволяют получить исторические данные при отсутствии статистики за нужный период или оценить, как живут люди в труднодоступных местах, и получить много другой информации.
— Проект ресечеров из Оксфордского университета Our World In Data проанализировал динамику лесных пожаров. Интересный вывод: число жертв пожаров растет, при этом общая площадь возгорания ежегодно уменьшается. Несмотря на это, только в начале этого года из-за лесных пожаров в Чили погиб как минимум 131 человек. Также исследователи оценили сожженную площадь по годам, долю сожженной земли и выбросы углерода. Большая часть данных взята из Глобальной информационной системы о лесных пожарах.
— Издание Rest of world исследовало, как правительства авторитарных правительств используют технологии распознавания лиц для наблюдения за демонстрациями, нападения на протестующих и вообще борьбы с протестами. Издание указывает, что face recognition лишает протестующих анонимности и подвергает большим угрозам. Россия приводится как пример одного из самых жестких способов использования технологии, так как с помощью нее людей задерживают еще до того, как они смогут принять участие в протесте. Еще один пример — Индия, где технологии используют против национальных меньшинств, особенно мусульман. В Иране с их помощью идентифицируют женщин, не носящих хиджаб.
— Филиппинское медиа Bulatlat исследовало структуру экспорта тунца — страна является одним из мировых лидеров по его производству. Несмотря на многомиллиардный рынок, филиппинские рыбаки живут в нищете, и их положение ухудшается, потому что основную часть прибыли от улова тунца получают владельцы и операторы кораблей, установили журналисты. В регионах, где улов наиболее высок, самые высокие показатели бедности среди рыбаков с 2018 года. Подсчеты проведены на основании данных Статистического управления Филиппин и Бюро рыболовства и водных ресурсов страны.