Skylight sử dụng một phương pháp học máy gọi là “Computer Vision” (Thị giác Máy tính) để phát hiện tàu từ khối lượng dữ liệu (hình ảnh) viễn thám khổng lồ.

Dù có thể phân tích hình ảnh theo cách thủ công để phát hiện tàu, phương pháp học máy có thể quét các hình ảnh khổng lồ để nhanh chóng xác định các đối tượng có khả năng là tàu. 

Nhìn chung, hình ảnh vệ tinh là một công cụ mạnh mẽ giúp phát hiện các tàu có thể không truyền dữ liệu vị trí AIS. Dù hình ảnh thu được không giống như trong các bộ phim Hollywood, khả năng quét nhanh các khu vực rộng lớn vẫn là một bước tiến quan trọng trong việc nâng cao nhận thức tình hình trên biển.

Skylight xử lý một số loại hình ảnh công khai, hầu như chưa từng được sử dụng để phát hiện tàu hoặc được cung cấp miễn phí.

Để tìm hiểu sâu hơn về các mô hình học máy thông qua thị giác máy tính, vui lòng tham khảo: 

• SatlasPretrain: Tập dữ liệu quy mô lớn để hiểu hình ảnh viễn thám
• Hình ảnh vệ tinh và AI: Kỷ nguyên mới trong bảo tồn đại dương, từ nghiên cứu đến triển khai và tác động

Viễn thám là gì?

Viễn thám là quá trình phát hiện các vật thể thông qua hình ảnh, radar và các tín hiệu khác thường thu thập từ máy bay hoặc vệ tinh. Công nghệ này thu thập dữ liệu về bề mặt Trái đất mà không cần tiếp xúc vật lý trực tiếp. 

Có thể đạt được điều này thông qua việc sử dụng các cảm biến khác nhau có thể phát hiện và đo bức xạ điện từ (chẳng hạn như ánh sáng nhìn thấy, hồng ngoại, vi sóng hoặc sóng vô tuyến) phản xạ hoặc phát ra từ khu vực mục tiêu.

Rất có thể bạn đã bắt gặp một số loại viễn thám. Công nghệ này được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực bao gồm nông nghiệp, lập bản đồ và giám sát sử dụng đất đai, quản lý thiên tai, giám sát đặc điểm đại dương, giám sát khí hậu, quy hoạch đô thị, dự báo thời tiết, lập bản đồ rừng, quản lý nước và khai thác mỏ.

Trong lĩnh vực hàng hải, nhiều loại cảm biến từ xa vệ tinh hỗ trợ các hoạt động Theo dõi, Kiểm soát và Giám sát.

Phần này được phát triển dựa trên tài liệu từ Phòng Phân tích chung. Để biết thêm thông tin, vui lòng liên hệ với Phòng Phân tích chung: jac-coord@tm-tracking.org.

Các loại cảm biến từ xa để giám sát hàng hải

Skylight áp dụng công nghệ học máy cho nhiều loại dữ liệu/hình ảnh loại cảm biến từ xa. Những cảm biến này bao gồm:

• Radar vệ tinh (Radar khẩu độ tổng hợp, SAR)
• Hình ảnh quang học (Hình ảnh quang điện, EO)
• Ánh sáng ban đêm (Máy đo bức xạ hình ảnh hồng ngoại khả kiến, VIIRS)
• Tần số vô tuyến (RF)

Mỗi loại và từng cảm biến đều có điểm mạnh và điểm yếu tùy thuộc vào hoàn cảnh và trường hợp sử dụng.

Các bài viết sau đây sẽ giới thiệu chi tiết hơn về từng loại cảm biến, cũng như các vệ tinh liên quan. 

Phát hiện tàu có diễn ra theo thời gian thực không?

Không. Từ thời điểm vệ tinh chụp ảnh cho đến khi phát hiện tàu được Skylight cung cấp có một khoảng trễ. Phần lớn thời gian trễ này là thời gian để gửi dữ liệu từ vệ tinh trở lại trái đất. Thời gian trễ này được gọi là Độ trễ.

Độ trễ này khác nhau tùy vào loại vệ tinh và vị trí địa lý. Một số phát hiện có thể có trong vòng 1 giờ. Nhưng phần lớn rơi vào khoảng 3 - 7 giờ. Skylight không thể kiểm soát độ trễ này. 

Việc truyền tín hiệu từ vệ tinh cũng phức tạp, đầy thách thức. Quá trình truyền có thể xảy ra lỗi dẫn đến dữ liệu bị chậm trễ hoặc mất. Vệ tinh cũng có thể gặp sự cố kỹ thuật gây gián đoạn trong việc thu thập dữ liệu.

Giải thích kết quả phát hiện tàu

Học máy là công cụ giúp nhanh chóng xử lý khối lượng hình ảnh khổng lồ và xác định nhanh các đối tượng nghi là tàu. Tuy nhiên, dương tính giả (lỗi) vẫn xảy ra.

Điều quan trọng là các nhà phân tích phải đánh giá từng phát hiện dựa trên kiến thức địa phương của mình.

Có thể phát hiện được tàu có kích thước nào? 

Phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Các tàu gỗ nhỏ là đối tượng khó phát hiện nhất. 

Khả năng phát hiện tàu từ hình ảnh vệ tinh phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Điều kiện thời tiết, vật liệu tàu, kích thước tàu, tình trạng biển và các yếu tố khác đều có thể ảnh hưởng đến kết quả.

Mỗi bài viết về các cảm biến khác nhau sẽ trình bày chi tiết hơn về ưu nhược điểm của từng loại. 
 

Thuật ngữ chính

Phát hiện - Khả năng xuất hiện của tàu

Khung - Khu vực mà vệ tinh đang quan sát. Còn được biết đến với các tên gọi khác như bộ sưu tập, thu thập, hình ảnh hoặc dấu chân.

Ô ảnh- Một phần nhỏ trong khung

Dải ảnh - Đường đi mà vệ tinh thu thập dữ liệu/ảnh.

Tần suất lặp lại - Mức độ thường xuyên một vệ tinh (hoặc chòm vệ tinh) chụp lại cùng một khu vực. Ví dụ: Tần suất 5 ngày nghĩa là mỗi 5 ngày vệ tinh chụp ảnh lại khu vực đó một lần. Tần suất lặp lại còn được gọi là độ phân giải theo thời gian.

Phạm vi bao phủ - Tất cả các khu vực vệ tinh, hoặc chòm vệ tinh chụp ảnh

Độ phân giải - Độ phân giải không gian là mức độ chi tiết của hình ảnh, thường dựa trên số lượng điểm ảnh.

Hình ảnh có độ phân giải cao hơn cho biết nhiều điểm ảnh hơn trong một khu vực nhất định. Ví dụ: độ phân giải 1 mét có nghĩa là mỗi điểm ảnh đại diện cho diện tích 1x1 mét.