Исследователи используют шпионские спутниковые снимки времен холодной войны для изучения изменений в окружающей среде, в том числе вырубки лесов в Румынии, сокращения численности сурков в Казахстане и экологического ущерба от бомб во Вьетнаме.
Экологи использовали новые достижения в области обработки изображений, чтобы улучшить анализ рассекреченных фотографий военной разведки США и обнаружить ранее невиданные изменения в окружающей среде. Доктор Каталина Мунтяну из Университета Гумбольдта и доктор Михай Даниэль Нита из Трансильванского университета в Брашове представляют новые результаты рассекреченных спутниковых снимков Геологической службы США.
Основным источником данных для анализа являются спутниковые снимки времен холодной войны, которые США собирают с 1960 года, первоначально для наблюдения за китайско-советским блоком. Восемь спутников сделали снимки на пленке, которые затем были сброшены с парашютом обратно в атмосферу, где идеально рассчитанный военный самолет США подхватил их в воздухе, прежде чем их удалось перехватить.
Исследователи получили фотографии через Центр наблюдения и науки о земных ресурсах Геологической службы США (EROS) после того, как они были рассекречены в 1995 году по распоряжению президента Билла Клинтона.
Этот тип видеоданных был обновлен путем использования программного обеспечения для обработки изображений с дрона с использованием метода ректификации, известного как структура из движения.
Mihai, соавтор, пионер этого метода, прокомментировал: «Математическая процедура, лежащая в основе программного обеспечения для обработки изображений с дрона, представляет собой структуру из движения. Этот подход позволяет нам обрабатывать исторические аэрофотоснимки или спутниковые изображения быстрее и точнее, чем традиционный подход. По сути, это создает историческую карту в стиле Google-Earth для спутниковых снимков, сделанных еще во времена холодной войны.
Ранее та же исследовательская группа использовала набор данных CORONA для анализа фотографий сельскохозяйственных ландшафтов Казахстана в период с 1960-х по 1970-е годы. Эти фотографии были использованы для выявления снижения численности степных сурков в связи с уменьшением числа нор. О сурках Каталина Мунтянус говорит: «За последние 50 лет популяция сурков в Казахстане сократилась, и это снижение мы могли бы пропустить, если бы рассматривали только короткие периоды времени в 10-15 лет, по которым имеются современные данные.
Авторы представляют несколько новых открытий в дополнение к опубликованным исследованиям сурков в Казахстане. Одно из применений включало раскрытие масштабов крупномасштабной вырубки лесов после Второй мировой войны в Румынии.
Снимки 1960-х годов показывают, что водораздел был полностью перерезан советско-румынскими компаниями в качестве компенсации за войну. В 2015 году изображение той же области, сделанное Google Earth, показало вторичное отрастание леса через 60 лет.
Интересно, что новое изучение фотографий времен войны во Вьетнаме выявило обширный экологический ущерб, причиненный взрывами. Михай Даниэль Нита в отдельной работе оценил расширение сельскохозяйственных угодий в ранее опустошенных лесах, а также воронки от взрывов бомб, которые были превращены в пруды для выращивания рыбы.
Шпионские спутниковые изображения можно использовать для картографирования вырубки лесов, вызванной военными действиями, и изменения методов ведения сельского хозяйства во Вьетнаме.
Эта работа демонстрирует, что часто наш выбор исходных данных диктуется доступностью данных и что, используя различные источники данных, мы можем сдвигать базовые уровни, относительно которых мы количественно оцениваем изменения. Интерпретация изменений в окружающей среде будет сильно зависеть от выбранных нами точек отсчета.
Каталина и соавторы предупреждают, что «это напоминание о необходимости быть очень осторожными в наших интерпретациях изменений окружающей среды. Все источники данных имеют свои ограничения и, возможно, также включают эти данные. Хорошей идеей будет рассмотреть возможность интеграции между несколькими источниками данных, когда это возможно."
Может быть еще много применений данных, таких как картирование развития городов и построенной инфраструктуры.
Каталина прокомментировала: «Фото такого рода также могут быть прямым источником информации (например, колония пингвинов, обнаруженная на шельфовом леднике) или указывать на виды или их среду обитания (например, предыдущая работа над норами сурков в Казахстане).
Ожидается, что крупномасштабное применение данных исторических спутниковых изображений, как показано здесь, может стать примером расширения использования этих данных в других дисциплинах, связанных с взаимодействием человека с окружающей средой.
Будущая работа может включать изучение экологических потрясений, таких как война, и то, как этот измененный ландшафт повлиял на само изменение землепользования.
Выступление Каталины Мунтяну будет доступно по запросу с 14 по 18 декабря 2020 года на Фестивале экологии. Части этой работы неопубликованы и еще не прошли рецензирование. В этой онлайн-конференции примут участие 1400 экологов из более чем 50 стран, чтобы обсудить самые последние достижения в области экологии.