Мониторинг европейского воздушного движения с помощью наблюдений Земли

Европейское космическое агентство (ESA) запустило конкурс, предложив общественности представить идеи по использованию данных наблюдения Земли для мониторинга воздействия пандемии COVID-19. Одна из победивших идей теперь интегрирована в совместную инициативу ESA и Европейской комиссии — «Быстрые действия по COVID-19 с помощью приборной панели наблюдения Земли». Новая идея фокусируется на мониторинге воздушного движения в Европе с использованием изображений миссии Copernicus Sentinel-2.

Пандемия оказала серьезное влияние на глобальную авиационную отрасль, что привело к резкому сокращению числа пассажиров. В ответ на это ESA искало инновационные способы использования спутниковых данных для отслеживания последствий. Победившая идея, предложенная командой под руководством Маурисио Памплона Сегундо, использует искусственный интеллект (ИИ) и алгоритмы глубокого обучения для обнаружения летящих самолетов на снимках Sentinel-2. Команда оценила ситуацию в 30 самых загруженных аэропортах Европы.

Результаты продемонстрировали резкое влияние пандемии на авиаперевозки на общеевропейском уровне: в первые месяцы пандемии воздушное движение в большинстве аэропортов сократилось до 90%. Новый индикатор в приборной панели сравнивает количество летящих самолетов в ежемесячном разрезе с показателями предыдущего года.

Как пояснил Маурисио Памплона Сегундо, обнаружение стало возможным благодаря уникальному «радужному паттерну», который создают самолеты, летящие на большой высоте, из-за временных или пространственных различий в спектральных диапазонах камеры Multi-Spectral Imager. Модель глубокого обучения была обучена обнаруживать эти паттерны на отдельных снимках Sentinel-2, что позволяет выявлять движущиеся объекты на большой высоте.

Результаты были проверены с использованием реальных позиций самолетов и официальной статистики полетов, подтвердив высокую точность метода. Индикатор обновляется ежемесячно. Вместе с другим показателем на приборной панели, отслеживающим количество припаркованных самолетов, он дает комплексное представление о влиянии пандемии на воздушное движение в Европе.