Forskare använder kalla krigsspion satellitbilder för att utforska förändringar i miljön, inklusive avskogning i Rumänien, marmotnedgång i Kazakstan och ekologiska skador från bomber i Vietnam.

Ekologer har utnyttjat nya framsteg inom bildbehandling för att förbättra analysen av avklassificerade amerikanska militära underrättelsefotografier och upptäcka tidigare osynliga förändringar i miljön. Dr Catalina Munteanu, från Humboldt University, och Dr Mihai Daniel Nita, Transilvania University of Bra ov, presentera nya fynd från US Geological Survey avklassificerade satellitbilder.

Den viktigaste datakällan för analyserna är Cold War Spy -satellitbilder, som samlats in av USA sedan 1960, inledningsvis för att övervaka det kinesisk-sovjetiska blocket. Åtta satelliter tog bilder på filmrulle, som sedan fallskärms tillbaka till atmosfären, där ett perfekt tidsinställt amerikanskt militärplan ryckt det i luften innan det kunde fångas upp.

Forskarna fick bilderna genom U.S. Geological Survey's Earth Resources Observation and Science (EROS) Center, efter att ha avklassificerats 1995 under en verkställande order av president Bill Clinton.

Denna typ av filmdata har fått en uppgradering, genom att använda programvara för bildbehandling av drönare, med hjälp av en rättningsteknik som kallas struktur från rörelse.

Mihai, en medförfattare, en pionjär inom denna metod kommenterade "Det matematiska förfarandet bakom programvaran för bildbehandling av drönare är struktur från rörelse. Detta tillvägagångssätt gör att vi kan bearbeta historiska flyg- eller satellitbilder snabbare och mer exakt än det traditionella tillvägagångssättet." Detta skapar i huvudsak en historisk Google-Earth-kartstil, för satellitbilder taget så långt tillbaka som det kalla kriget.

Tidigare, samma forskargrupp hade använt CORONA -dataset för att analysera foton av jordbrukslandskap i Kazakstan mellan 1960- och 1970 -talen. Dessa foton användes för att identifiera befolkningsminskningar i stäppmarmottor på grund av en minskning av antalet hål. På murmeldjur, Catalina Munteanu säger, "Marmotbefolkningen minskade under de senaste 50 åren i Kazakstan- och det här är en nedgång som vi kanske har missat, om man bara tittar på korta tidsperioder på 10-15 år för vilka moderna data är tillgängliga.

Författarna presenterar flera nya fynd, förutom publicerad forskning om murmeldjur i Kazakstan. En användning inkluderade att avslöja omfattningen av storskalig avskogning i efterdyningarna av andra världskriget i Rumänien.

"Omfattningen och platsen för dessa historiska avskärningar var tidigare okänd-dessa uppgifter avslöjade var de flesta av dessa skördar fanns. Många av skogen som skördades då var gammal skog, med högt ekologiskt värde, och vissa områden planterades med granmonokulturer som är ekologiskt mycket mindre motståndskraftiga och mångsidiga, säger huvudforskaren Catalina Munteanu.

Bilder från 1960-talet avslöjade att vattendelen var helt klar av sovjet-rumänska företag som en kompensation för kriget. År 2015, en Google Earth -bild av samma område, visade sekundär skogens återväxt efter 60 år.

Intressant, ny undersökning av foton från Vietnamkriget har avslöjat de omfattande ekologiska skadorna som orsakas av explosioner. Mihai Daniel Nita, i ett separat arbete, har utvärderat utbyggnaden av jordbruksmark i tidigare härjade skogar, samt kratrar från påverkan av bombexplosioner, som har förvandlats till fiskodlingsdammar.

Spionerade satellitbilder kan användas för att kartlägga krigsföringinducerad avskogning och förändrade jordbruksmetoder i Vietnam.

"Med dessa data kan vi inte bara kartlägga omfattningen av denna skada med hjälp av dessa bilder, men utforska också hur landskap har förändrats senare som svar på kriget. Till exempel, några av bombkraterna är nu fyllda med vatten och används som fiskdammar, kommenterade Mihai.

Detta arbete visar att vårt val av grundlinjer ofta dikteras av datatillgänglighet, och att genom att använda olika datakällor, vi kan ändra grundlinjerna mot vilka vi kvantifierar förändringar. Tolkningen av miljöförändringar beror starkt på de referenspunkter vi väljer.

Catalina och medförfattarna varnar för att "detta är en påminnelse om att vara mycket försiktig i våra tolkningar av miljöförändringar. Alla datakällor har sina begränsningar och kanske också integrerar dessa data. En bra idé är att överväga att integrera över flera datakällor när det är möjligt . "

Det kan finnas många fler tillämpningar av data, som att kartlägga utvecklingen av städer och byggd infrastruktur.

Catalina kommenterade, "Foton av denna karaktär kan också vara en direkt informationskälla (t.ex. en pingvinkoloni upptäckt på en ishylla) eller vara en indikation på arter eller deras livsmiljö (t.ex. tidigare arbete med murar i Kazakstan). "

Det förväntas att storskaliga tillämpningar av historiska satellitbilder, som det ses här, kan föregå med ett exempel för expansion av användningen av dessa data till andra discipliner som rör mänsklig miljöinteraktion.

Framtida arbete kan innebära utredda ekologiska chockhändelser som krig, och hur detta modifierade landskap har påverkat själva förändringen av markanvändningen.

Catalina Munteanus tal kommer att vara tillgängligt på begäran den 14–18 december 2020 på ekologiska festivalen. Delar av detta arbete är opublicerade och har ännu inte genomgått granskningsprocessen. Denna onlinekonferens kommer att samla 1, 400 ekologer från över 50 länder för att diskutera de senaste genombrotten inom ekologi.