如何利用地理信息数据库进行环境调查?

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记者可以使用 SkyTruth 燃烧地图 数据库来探索全球各地的天然气燃烧情况。图: Shutterstock

欢迎来到 GIJN 工具箱,我们在这个栏目分享调查记者们最喜欢的工具和调查技巧。在这篇文章中,我们将探讨如何利用数据库和遥感软件来对进行环境调查。

我们下面分享的一些资源是环境调查论坛(EIF,Environmental Investigative Forum)——一个非营利性的国际新闻联盟所举办的网络研讨会中的内容,外加对 EIF 总监 Alexandre Brutelle 和遥感专家 Christina Orieschnig 采访所得。

环境调查论坛总监 Alexandre Brutelle

Brutelle 认为,环境调查的前景大好。除了有越来越多的合作报道外,卫星图像开源地理信息系统(GIS)的数据工具全球森林观察(Global Forest Watch)等数据库和调查报道中援引的数据等,都为环境调查提供了便利。他举例说,记者可以从非洲调查机构 Oxpeckers 发布的 #WildEye 环境犯罪档案中,找到数据来追踪与非法生态贸易有关的法庭案件、资产扣押和逮捕,它涵盖了从缅甸的木材出口带印度的野生动物贸易的诸多内容。

“这是一个很好的例子,也是一个非常优秀的、由新闻机构出品的环境调查工具,他们的数据已经远远超出了他们所在的地(南部非洲),而涵盖了亚洲、欧洲,甚至全世界。” Brutelle 说。

他还补充道,自2020年在法国注册为非营利组织以来,尽管预算有限,但环境调查论坛已经发展了60名个人成员,其中包括中东、北非、巴尔干半岛、美国和欧洲的记者和数据科学家。

“EIF的意义在于连接记者和专家。”他说,环境调查论坛的目标是形成一个研发新的报道工具和提出新的报道倡议的全球联盟。

环境调查可以使用的数据库

无论是一个新开的矿场,还是有毒物质的泄露,当对一个特定的环境威胁进行调查时,重要的是快速获知该地现有的保护法规、管理历史、当地社区对此表达的态度和其他与环境相关的信息。Brutelle 说,以下三个全球数据库可以回答这些问题,并牵出其他相关的问题。

  • DOPA Explorer: “一个相当简单但非常有用的工具是 DOPA——它是一个用户界面友好的国际保护区目录,包括各种湿地、候鸟区、拉姆萨尔[湿地]遗址联合国教科文组织划定的保护区,”Brutelle 指出:“例如,当我听到西方矿业公司在非洲国家的新业务时,我的第一反应是获取坐标,看看它是否与 DOPA 数据中的保护区重叠。由欧盟委员会联合研究中心制作的保护区数字观测站(DOPA,Digital Observatory for Protected Areas)不仅向记者展示了地图上哪些点应受到特别保护,而且还将相关法规与该地区脆弱的生态系统、物种的情况结合起来。”他还补充说,你还可以看到该地区其他的环境保护信息,例如当地是否有濒危动物。
  • Protected Planet: 记者可以将 DOPA Explorer 与 Protected Planet 结合起来使用,Protected Planet 是一个包含26.9万个陆地和海洋保护区的数据库。EIF 的遥感专家 Christina Orieschnig 说,作为联合国环境规划署的一个项目,这个数据库包括了对保护区管理的评估、社区利益相关者的信息,以及供记者使用的简易图形下载选项。她说:“我非常喜欢这个网站,它有大量的 shapefiles,你可以下载世界上任何一个保护区的信息。”
  • EJAtlas: 环境正义地图集(EJAtlas,Environmental Justice Atlas)由巴塞罗那自治大学环境科学与技术研究所运营,它涵盖了世界各地环境冲突的数据。通过点击地图上的节点,你可以快速了解到相关的环境冲突的简报,其中包括了许多的细节,例如相关事件的法律裁决结果和抗议事件,并包括相关文件、研究等。

Brutelle 说,地图集在发掘选题时是最有效的。例如,在调查北非的滥采矿行为时,他从相关的地图集中了解到,濒危鸟类也被同一地区的外国王室王子非法猎杀。他解释说:“这个工具仅仅通过浏览就能激发你对新调查主题的想法。”它更像是一个起点,对于检查环境破坏的背景或你已经在关注的地点的相关抗议是很有用的。“在报道偏远地区的破坏环境行为时,或者在你无法去到的地方,它可以发挥很大作用。”

SkyTruth 燃烧地图

油井和炼油厂的天然气燃烧会向大气中排放大量的二氧化碳和甲烷,燃烧过程产生的火焰和甲烷浓度让从太空中对这些污染活动的探测成为可能。利用对卫星图像上红外特征的自动分析,SkyTruth 燃烧地图数据库生成了全球天然气燃烧的近实时地图,同时,它还生成了代表的高甲烷浓度的燃烧量地图。

在最近对突尼斯南部秘密的“非常规”天然气钻探项目危害的调查中,EIF 的遥感分析员 Momchil Yordanov 使用了 SkyTruth 燃烧地图,迅速确定了参与相关项目的天然气钻机和能源公司。

SkyTruth 燃烧地图截图。

“它在气体排放监测方面做得很好,绝对是我们可以继续使用的工具,” Yordanov 说。

Brutelle 补充说,SkyTruth 还有一些“非常有趣的工具”,例如关于采矿信息的地图,但燃烧地图的范围覆盖了全球。”

他说:“(燃烧地图)的分辨率足够高,可以监测到主要的燃烧点。你只需要查看地图上的红点,然后将燃烧指标与当地正在发生的事相匹配。”

Brutelle说,该工具也可用于监测产生甲烷的其他过程:“当你看到红点时,你可以问自己:为什么这个地方有很高的甲烷浓度,它是否在一个自然保护区,它是否高于当地的法定水平?这可能与露天垃圾场有关,或与燃烧垃圾/不需要的燃料有关。”

关于追踪天然气燃烧的更多信息,请参考 GIJN 出版的《气候变化报告指南》

谷歌地球引擎

当被问到最喜欢的调查工具时候,EIF 的 Orieschnig 说:“毫无疑问是谷歌地球引擎。”

谷歌地球引擎调动了云计算的力量,可以快速处理大量的卫星图像数据。例如,由马里兰大学管理的全球森林变化(Global Forest Change)项目在2013年使用该系统处理了来自美国国家航空航天局 Landsat 卫星的高达20兆像素点的图像,以绘制全球森林的减少。研究人员指出:“使用谷歌地球引擎后,原本需要一台计算机15年才能完成的工作在几天内就完成了。”

这个工具还可以帮助调查记者探测地球上土地和水面的变化。去年,EIF 调查了保加利亚瓦尔纳湖和邻近海湾的一次重大废水泄漏造成的损失,瓦尔纳湖是连接黑海的重要捕鱼和旅游区。该团队决定使用卫星图像来检测湖上的藻类繁殖,但发现他们需要更大的计算能力来处理大量的数据。

“如果我用我的电脑做这些数据分析,可能会将电脑弄坏,所以我使用了谷歌地球引擎,”Orieschnig 说,谷歌地球引擎的 API(应用程序接口)允许一个网站、应用程序调用它的数据,所以你可以在一个在线的 Javascript 环境中进行超级快速的计算,而且相当简单。当然,你可以将结果导出到你的 Google Drive,但所有的数据处理都发生在 Google 服务器上。

Christina Orieschnig

EIF 的遥感专家 Christina Orieschnig.

该服务还包括一个随时可用的卫星数据目录,其中包括40年的图像,定期更新,并可检索。Orieschnig 说,记者应该点击谷歌地球引擎主页右上方的“注册”图标来申请使用。她指出:“甚至不需要使用到机构电子邮箱就可以申请,我只等了四天时间就得到了回应,而且它对于非商业目的的使用是免费的。”

认识到藻类吸收光的波长与周围“干净”的水不同,Orieschnig 利用数据工具来测量瓦尔纳湖水华的波长特征的增长。她说:“通过这种方式使用数据,我们不仅可以检测到哪里有藻类,还可以检测到它的浓度,这很酷。”

她说,一般来说,从森林火灾到洪水和藻类繁殖,只要出现的现象比校车要大,就可以使用免费的、开放的卫星图像来进行监测,如 Sentinel Hub,它的分辨率可高达 10米。对于不太熟悉 Javascript API 的记者,Orieschnig 推荐这个教程,以及这个博客中关于使用地理空间数据的经验分享。

关于在调查中使用卫星图像的更多信息,包括记者如何向卫星公司提交数据请求,请参考 GIJN 的相关指南:寻找和使用卫星图像的资源

案例分析:亚洲的湄公河三角洲

东南亚约有5000万人依靠湄公河下游流域的河流和丰富的生物多样性获得食物、能源,并进行运输和贸易。但这个广阔的地区(延伸到泰国、老挝、柬埔寨和越南)正受到环境破坏、城市化和气候变化的威胁。幸运的是,关于湄公河三角洲的环境数据越来越多——就像世界上其他地区一样。专门研究东南亚水文学和环境问题的 Orieschnig 建议该地区的记者使用这些资源。

  • 湄公河委员会数据这个数据库根据1万多个数据集汇集并分析了该地区水道状况的数据。Orieschnig 说:“我真的很感谢这项服务中的数据,从水文和洪水到渔业和土地覆盖,应有尽有。”
  • 湄公河大坝监测:由史汀生中心(Stimson Center)的非营利性研究机构制作的“湄公河大坝监测”使用卫星图像、地理信息系统分析和其他数据源,提供该地区大坝和水电的最新信息。Orieschnig 指出,这个数据库同时也监测了东南亚水电项目的运营和建设。
  • 开放发展湄公河:为了找到有关该地区环境问题的人类背景的数据,Orieschnig 建议查看这个网站,以及像开放发展柬埔寨这样的特定网站,以及其海量数据中心。她说:“它们有很多关于人口密度以及许多环境和社会问题的开放数据。”
Mekong Dam Monitor virtual gauges map

像“湄公河大坝监测”这样的区域数据库也可以成为环境调查的重要工具。

尽管在个人成员和技能方面都不断增长,但 EIF 的资源仍然有限,他们正在为几项举措寻求资金。Brutelle 说,EIF 希望最终开发出自己的环境监测工具箱,包括检测压裂活动的人工智能或 AI 系统,并将它开放给记者们使用。

Brutelle 说:“我们已经初步规划了开发三个具有影响力的监测工具,这些工具是从我们成员的报道中产生的,我们希望能够开发和分享这些工具。”


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Rowan Philp 是全球深度报道网的记者。他曾是南非《星期天时报》(Sunday Times)的首席记者。作为一名驻外特派员,他报道过全球20多国的新闻、政治、贪腐和冲突事件

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