ИИ помогает ученым отслеживать айсберги, анализируя спутниковые данные

Исследователи используют машинное обучение для анализа данных спутникового радара для обнаружения айсбергов в Южном океане вокруг Антарктиды, чтобы лучше понять их жизненный цикл и воздействие на окружающую среду.

Айсберги могут показаться чем-то экзотическим и далеким, но они могут сильно повлиять на нас, когда мы меньше всего этого ожидаем. Только на прошлой неделе один из самых больших в мире айсбергов под названием A23a, площадь которого составляет около 4000 квадратных километров, оторвался от морского дна после почти трех десятилетий пребывания на мели и плывет на север в Антарктическом океане.

Между тем, многие тысячи более мелких айсбергов постоянно откалываются от шельфового ледника Антарктиды и уплывают в море.

Эффект всех этих айсбергов заключается не только в том, что они представляют опасность для судоходства. По мере того, как они тают в течение десятилетий, они выделяют холодную пресную воду и питательные вещества, которые могут изменить местную экологию, а также сложную динамику циркуляции океана, разрушение морского льда и даже глобальный уровень моря.

Проблема в том, что все эти большие куски льда настолько многочисленны и движутся настолько хаотично, что их трудно идентифицировать, а тем более отследить.

Чтобы помочь в этом, группа ученых, финансируемая Институтом Алана Тьюринга, использовала радар с синтезированной апертурой (SAR) со спутников ЕКА Sentinel-1, который может сканировать айсберги днем ​​и ночью в любую погоду.

Радарные данные не новы, но ученые используют алгоритм искусственного интеллекта для анализа показаний, собранных с октября 2019 года по сентябрь 2020 года, которые выявили почти 30 000 айсбергов площадью около 1 км² или меньше в море Амундсена на западе Антарктиды и у ледника Туэйтса.

Есть надежда, что путем точного обнаружения и отслеживания айсбергов можно будет создать цифрового двойника антарктических морей, что приведет к лучшему пониманию сложной физики того, как океан, лед и атмосфера взаимодействуют друг с другом.

«Технология, которую мы использовали для разработки этого инструмента, уже довольно широко используется для медицинских изображений, и поэтому мы рады применить ту же технологию к сложным функциям, наблюдаемым на спутниковых изображениях SAR полярных океанов», — говорят ученые.

«Использованный нами метод столь же точен, как и другие альтернативные методы обнаружения айсбергов, и превосходит большинство из них, без необходимости участия человека. Это означает, что его можно легко масштабировать за пределы области нашего исследования и даже обеспечить мониторинг практически в реальном времени».

Исследование опубликовано в журнале Remote Sensing of the Environment.