Położone wzdłuż wybrzeża Atlantyku kraje UE przyjmują rozporządzenia dotyczące planowania działań na obszarach morskich i zarządzania nimi (za przykład mogą posłużyć: dyrektywa w sprawie planowania przestrzennego obszarów morskich, dyrektywa ramowa w sprawie strategii morskiej, środki dotyczące tzw. niebieskiej gospodarki oraz zintegrowana polityka morska), aby móc sprostać przyszłym wyzwaniom związanym ze środowiskiem morskim.

Rozmiary Atlantyku uwidaczniają potrzebę wdrożenia nowych rozwiązań służących do zarządzania rozległym obszarem geograficznym, na jaki ocen ten się rozciąga. Dlatego jest to idealny moment na to, aby Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) podjęła działania z zakresu koordynacji, określania i oceny projektów, które pokażą, w jaki sposób obserwacja Ziemi (EO) może przyczynić się do realizacji aspiracji i spełnienia wymogów unijnej polityki morskiej.

Projekty te zmaterializowały się w postaci tzw. Atlantyckiej Inicjatywy Regionalnej Europejskiej Agencji Kosmicznej, której celem jest zapewnienie odpowiedniego udziału w tymże przedsięwzięciu zainteresowanym stronom działającym na terenie Wybrzeża Atlantyckiego, a także promowanie właściwych strategii dotyczących średnio- i długoterminowej ewolucji rozmaitych działań gospodarczych prowadzonych w branży morskiej. W ramach tej inicjatywy sfinansowano szereg projektów dotyczących istotnych kwestii, takich jak niebieska gospodarka, planowanie przestrzenne obszarów morskich, miasta atlantyckie czy odnawialne źródła energii.

W tym kontekście firma GMV kieruje projektem o nazwie ATIN-Blueco, koncentrującym się na tzw. niebieskiej gospodarce: klastrach innowacji, zarządzaniu zasobami naturalnymi w strefie Atlantyku i planowaniu przestrzennym obszarów morskich. Celem jest uzupełnienie Atlantyckiej Inicjatywy Regionalnej o nowe pomysły i rozwiązania z zakresu niebieskiej gospodarki.

W ramach tego projektu firma GMV i jej partnerzy (Krajowe Centrum Oceanografii oraz University College Cork) jednoczą swoją fachową wiedzę i doświadczenie w zakresie EO i IT, aby zaprojektować oraz stworzyć odpowiednio zdefiniowane usługi, które umożliwią rozpowszechnianie informacji w celu zaspokojenia potrzeb użytkowników i interesariuszy pracujących w istotnych obszarach, takich jak zanieczyszczenie mórz, powodzie, ryzyko erozji wybrzeży czy odnawialna energia morska.

Po kilku rundach spotkań z użytkownikami i zainteresowanymi stronami z rejonu wybrzeża Atlantyku możliwe było określenie szeregu różnych, odpowiednio zdefiniowanych usług, w celu zaspokojenia ich potrzeb operacyjnych. Usługi te są następujące:

• Wykrywanie i monitorowanie zanieczyszczenia mórz – zanieczyszczenie mórz to niszczycielski problem, który wymaga wdrożenia rozwiązań koncepcyjnych i technologicznych mających na celu zapobieganie skutkom degradacji środowiska, a także ich wykrywanie, monitorowanie i łagodzenie. W tym względzie usługi oparte na obserwacji Ziemi (EO) mogą w decydujący sposób przyczynić się do znalezienia możliwych rozwiązań.

  GMV znajduje się obecnie na etapie wdrażania usług opartych na obserwacji Ziemi służących do wykrywania zanieczyszczenia obszarów morskich za pomocą swobodnie wykorzystywanych obrazów (optycznych i SAR) z misji Sentinel 1 i 2. Usługi te bazują na korzyściach płynących z użycia wielospektralnych danych z obserwacji Ziemi, w połączeniu z uczeniem maszynowym i sztuczną inteligencją, do identyfikacji pływających w wodzie tworzyw sztucznych (i określenia ich typu) oraz ścieków morskich.

  Wykorzystanie obrazów wywodzących się z misji Sentinel stanowi kluczowy czynnik w czerpaniu wartości dodanej z tychże usług, gdyż umożliwia ciągłe monitorowanie interesujących nas miejsc oraz pozwala na rozszerzenie zakresu analiz na modele cyrkulacji oceanicznej w celu zrozumienia trendów w przepływach substancji zanieczyszczających.

• Zarządzanie powodziami i ryzykiem erozji obszarów przybrzeżnych – aby zmniejszyć ryzyko powodzi i erozji w regionach przybrzeżnych Wielkiej Brytanii, Obserwatorium Przybrzeżne Kanału La Manche koordynuje i rozpowszechnia dane zebrane przez brytyjską sieć regionalnych programów monitorowania obszarów przybrzeżnych Anglii.

  W obliczu rosnących kosztów ochrony stref przybrzeżnych oczekuje się, że strategie zarządzania zaczną odchodzić od stosowania środków ochronnych i rozpocznie się wdrażanie inicjatyw dążących do zwiększenia odporności na skutki zanieczyszczeń oraz odpowiednich środków przystosowawczych. W tym celu konieczne jest zwiększenie poziomów obserwacji szeregu parametrów. Ogólnym zamierzeniem tego przypadku zastosowania jest znalezienie oraz przedstawienie nowych sposobów wykorzystania danych z obserwacji Ziemi w połączeniu z innymi danymi, aby umożliwić Obserwatorium Przybrzeżnemu Kanału La Manche skuteczniejsze zaplanowanie pracochłonnego procesu zbierania danych terenowych, wypełniając luki w programie monitoringu na miejscu i zmniejszając zapotrzebowanie na niektóre z badań terenowych. Jednym z głównych przyświecających Obserwatorium Przybrzeżnemu Kanału La Manche celów tego projektu jest ocena przydatności obserwacji Ziemi w dostarczaniu informacji o profilu plaż przed burzą i po niej, aby kontrolować zmiany w obrębie ich rozpiętości.

  Aby wdrożyć tę usługę, Krajowe Centrum Oceanografii opracowało metodę pomiaru przebiegów czasowych poziomu wody (szacowaną wysokość batymetrii międzypływowej), która łączy obrazy SAR z zapisami pływów w celu mapowania wysokości batymetrii międzypływowej. Obszary międzypływowe mogą być przestronne, niebezpieczne i trudno dostępne, co sprawia, że ​​badania terenowe w niektórych strefach są niezwykle trudne do przeprowadzenia.

• Reflektometria interferometryczna oparta na GNSS do teledetekcji na morzu – aby świadczyć tę usługę, ww. konsorcjum współpracuje z Europejskim Centrum Energii Morskiej (EMEC), realizując z nim wspólny projekt przewidujący stworzenie usługi obserwacji Ziemi dostosowanej do potrzeb rozwijającego się sektora odnawialnych źródeł energii morskiej.

  Niewymagająca dużych nakładów finansowych reflektometria GNSS-IR (reflektometria interferometryczna) jest uznawana za wykonalne i obiecujące rozwiązanie wykorzystywane do celów zdalnej obserwacji warunków morskich. Ta metoda stała się jednym z głównych narzędzi do zdalnej obserwacji oceanów. W środowiskach morskich technikę tę można wykorzystać do pomiaru poziomu wody i stanu morza. W tym kontekście odległość pomiędzy anteną a powierzchnią wody jest mierzona poprzez analizę wahań w ramach obserwacji stosunku sygnału do szumu (SNR). Ostatecznie nierówności powierzchni morza są związane z tłumieniem wahań stosunku sygnału do szumu i mogą być przetwarzane w celu uzyskania znaczącej wysokości i kierunku fali.

Na koniec należy zauważyć, że usługi operacyjne świadczone w ramach niebieskiej gospodarki powinny być postrzegane jako przykłady znacznie większego potencjału usług opartych na obserwacji Ziemi, który pozwoli na wykorzystanie perspektyw stron wykazujących zainteresowanie branżą morską, a także na pomaganie im w rozpoznaniu możliwości istniejących w sektorze przestrzeni kosmicznej oraz w aktywnym prowadzeniu prac nad przyszłymi inicjatywami wykraczającymi poza ramy samego projektu.

W tym kontekście konsorcjum projektowe prowadzi obecnie prace nad poszczególnymi uwagami, jakie zostały zebrane podczas licznych spotkań z zainteresowanymi stronami. Uwagi te zostaną wykorzystane do opracowania planu roboczego kierowanego przez interesariuszy i opartego na danych, który zawierać będzie praktyczne zalecenia (opcje) do rozważenia przez Europejską Agencję Kosmiczną w celu ich wdrożenia w przyszłych inicjatywach atlantyckich.

 

Autor(ka): Filipe Girbal Brandão