Исследователи используют спутниковые снимки времен холодной войны для изучения изменений в окружающей среде, включая вырубку лесов в Румынии, сокращение численности сурков в Казахстане и экологический ущерб от бомб во Вьетнаме.

Экологи использовали новые достижения в обработке изображений, чтобы улучшить анализ рассекреченных фотографий военной разведки США и обнаружить ранее невидимые изменения в окружающей среде. Доктор Каталина Мунтяну из Университета Гумбольдта и доктор Михай Даниэль Нита из Трансильванского университета Брашова представляют новые результаты, полученные на основе рассекреченных спутниковых снимков Геологической службы США.

Основным источником данных для анализа являются спутниковые изображения времен холодной войны, которые собирались США с 1960 года, первоначально для наблюдения за китайско-советским блоком. Восемь спутников сделали снимки на пленку, которые затем были сброшены с парашютом обратно в атмосферу, где военный самолет США поймал ее в воздухе, прежде чем ее удалось перехватить.

Исследователи получили фотографии через Центр наблюдения за ресурсами Земли и науки (EROS) Геологической службы США после того, как в 1995 году были рассекречены по распоряжению президента Билла Клинтона. Этот тип пленочных данных был усовершенствован за счет использования программного обеспечения для обработки изображений с дронов и технологии исправления, известной как структура из движения.

Михай, соавтор, «пионер» этого метода, прокомментировал: «Математическая процедура, лежащая в основе программного обеспечения для обработки изображений с дронов, построена на основе движения. Такой подход позволяет нам обрабатывать исторические аэрофотоснимки или спутниковые снимки быстрее и точнее, чем традиционный подход». По сути, это создает исторический стиль карты 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 в Казахстане в период с 1960-х по 1970-е годы. Эти фотографии были использованы для определения сокращения численности степных сурков из-за уменьшения количества нор. Что касается сурков, Каталина Мунтяну говорит: «Популяция сурков в Казахстане сократилась за последние 50 лет — и это сокращение мы могли бы упустить, если бы только взглянули на короткие периоды времени в 10-15 лет, по которым имеются современные данные.

Авторы представляют несколько новых результатов в дополнение к опубликованным исследованиям сурков в Казахстане. Одно использование включало выявление масштабов вырубки лесов после Второй мировой войны в Румынии.

«Размеры и местоположение этих исторических вырубок ранее были неизвестны — эти данные показали, где находилась большая часть этих вырубок. Многие из вырубленных тогда лесов были старыми лесами, имевшими высокую экологическую ценность, а на некоторых участках были засажены еловые монокультуры, которые экологически менее устойчивы и разнообразны», — говорит ведущий исследователь Каталина Мунтяну.

Снимки 1960-х годов показали, что водораздел был полностью срезан советско-румынскими компаниями в качестве компенсации за войну. В 2015 году изображение той же области в Google Earth показало вторичный рост леса через 60 лет.

Интересно, что новая проверка фотографий с войны во Вьетнаме выявила огромный экологический ущерб, нанесенный взрывами. Михай Даниэль Нита в отдельной работе оценил расширение сельскохозяйственных угодий в ранее разоренных лесах, а также воронки от взрывов бомб, которые были преобразованы в пруды для разведения рыбы.

Снимки со спутников-шпионов можно использовать для картографирования вырубки лесов в результате военных действий и изменения методов ведения сельского хозяйства во Вьетнаме. «С этими данными мы можем не только отобразить масштабы этого ущерба с помощью этих изображений, но также изучить, как ландшафты изменились позже в ответ на войну. Например, некоторые воронки от бомб теперь заполнены водой и используются как пруды для разведения рыбы», — сказал Михай.

Эта работа демонстрирует, что часто наш выбор базовых показателей продиктован доступностью данных, и что, используя различные источники данных, мы можем сдвинуть базовые уровни, по которым мы количественно оцениваем изменения. Интерпретация изменения окружающей среды будет во многом зависеть от выбранных нами ориентиров.

Каталина и соавторы предупреждают, что «это напоминание о том, что нужно быть очень осторожными в интерпретации изменений окружающей среды. Все источники данных имеют свои ограничения и, возможно, также интегрируют эти данные. Хорошая идея — по возможности рассмотреть возможность интеграции из нескольких источников данных». Может быть гораздо больше приложений данных, например, картографирование развития городов и построенной инфраструктуры.

Каталина прокомментировала: «Фотографии такой природы также могут быть прямым источником информации (например, колония пингвинов, обнаруженная на шельфовом леднике) или быть указанием на виды или среду их обитания (например, предыдущая работа с норками сурков в Казахстане)».

Ожидается, что крупномасштабные применения исторических данных спутниковых изображений, как показано здесь, могут стать примером для расширения использования этих данных в других дисциплинах, связанных с взаимодействием человека с окружающей средой. Дальнейшая работа может включать в себя исследованные экологические потрясения, такие как война, и то, как этот измененный ландшафт повлиял на само изменение землепользования.