Datengesteuerte Überwachung und Warnungen zum Schutz der Arktis
Das arktische Meereis schrumpft jedes Jahr um 74 000 Quadratkilometer, was einem Verlust von 13 % pro Jahrzehnt entspricht. Mit der besseren Zugänglichkeit haben auch die maritimen Aktivitäten wie Schifffahrt und Fischerei zugenommen. Diese Wirtschaftstätigkeiten können zwar gut für die Bevölkerung vor Ort sein, bergen aber auch Risiken. Durch unkontrollierte Fischerei können Bestände schwinden und die Gewinnung natürlicher Ressourcen wie fossiler Brennstoffe kann erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt haben. Daher müssen solche Aktivitäten unbedingt überwacht werden, um dieses empfindliche Ökosystem zu schützen. Das ist jedoch schwierig. „Durch extreme Wetterbedingungen und schnelle Veränderungen der Land- und Meeresbedingungen war es oft schwierig, Veränderungen in der Arktis zu erkennen“, erklärt der Projektkoordinator von ARCOS, Massimo Sernicola von e-GEOS, einer gemeinsamen Unternehmung der italienischen Weltraumbehörde und dem Raumfahrtunternehmen Telespazio. Er fährt fort: „Durch die Öffnung der Schifffahrtswege und den Zugang zu natürlichen Ressourcen sind auch Sicherheitsbedenken aufgekommen.“
Verdächtiges Verhalten erkennen
Über das ARCOS-Projekt sollte das Lagebewusstsein der EU bezüglich der Arktis gestärkt werden, indem Satellitendaten besser genutzt werden. Im Projekt wurde ein umfassendes Überwachungssystem erstellt, in dem Erdbeobachtungsdaten der Satelliten von Copernicus mit weiteren Daten, KI und menschlichem Fachwissen kombiniert werden. Das System bietet ein globales Bild der Trends in der Arktis und gibt auch Warnungen aus. „Auf der Plattform mit mehreren Komponenten werden Erdbeobachtungsdaten verarbeitet und anschließend mit anderen Quellen wie sensorischen Daten und menschlicher Intelligenz kombiniert“, erklärt Sernicola. Nutzende können je nach Vorwissen und Bedarf einzelne Dienste aktivieren und Berichte und Dashboards für Analysen einrichten. Mit der Plattform kann verdächtiges Verhalten, zum Beispiel ungewöhnliche Schiffsbewegungen, erkannt werden, um Nutzende direkt bei Erkennung solcher Abweichungen zu benachrichtigen.
Überwachung in der Arktis
Das System wurde in mehreren Pilotprojekten getestet und validiert, unter anderem zur Überwachung der Meere und der Überwachung von Aktivitäten an Land. „Wir haben mit dem System ‚dunkle Schiffe‘ identifiziert, die ihre Position nicht melden“, berichtet Sernicola. „Wir konnten auch Veränderungen an bestimmten Orten von Interesse an Land erkennen, zum Beispiel die Größe von Industrieanlagen.“ In den Pilotprojekten wurde gezeigt, wie Analysten und Aufsichtsbehörden aus dem ARCOS-System neue Erkenntnisse zu ungewöhnlichem Schiffsverhalten und anderen Aktivitäten ziehen können. Mit der Erkennung von Eisbergen kann beispielsweise das Risiko in der Schifffahrt minimiert werden. Solche Erkenntnisse sind entscheidend, um die Sicherheit und den Umweltschutz in der Arktis zu wahren. „Wir konnten zeigen, wie Erdbeobachtungsdaten, weitere Daten und KI erfolgreich integriert werden können, um nützliche räumliche Informationen zu erhalten“, so Sernicola. „Die Plattform kann an verschiedene Nutzerprofile angepasst werden, sei es für die Forschung oder für Betriebszwecke. Dadurch ist ARCOS ein wertvolles Instrument für die dauerhafte Überwachung in der Arktis.“
Verbesserte KI-Modelle
Das ARCOS-System ist eine wichtige Erweiterung für den Copernicus-Dienst zur Unterstützung der Außen- und Sicherheitspolitik der EU (SESA). Dieser europäische Geoinformationsdienst dient als Unterstützung für die EU und ihre Mitgliedstaaten, indem das Lagebewusstsein in sicherheitsrelevanten Bereichen gestärkt wird. Sernicola sieht für die Zukunft einen Bedarf an fortschrittlichen KI-Modellen, mit denen die komplexen Umweltbedingungen der Arktis bewältigt werden können. Der Mangel an Trainingsdaten konkret zur Arktis ist ein wichtiges Thema, das noch angegangen werden muss. „Wir müssen die KI-Modelle weiter verfeinern und mehr Datenquellen einbinden“, sagt er. „Nur so können wir Schiffe besser erkennen und beispielsweise Schiffe von Gestein oder Eisbergen unterscheiden. Das wird noch größere Genauigkeit und Vorhersagekapazitäten ermöglichen.“
Schlüsselbegriffe
ARCOS, Copernicus, Arktis, Fischerei, Schifffahrt, Ökosystem, Wetter, Satellit, Erdbeobachtung, Eisberg, KI