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技巧开源调查伊拉克石油结构化污染

发布时间:2021/6/9 18:16:11   
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以前都是分享一些OSINT技术没有触及根本,今天它来了,通过OSINT深度挖掘伊拉克石油结构性污染问题。

很少有国家拥有像伊拉克这样深的石油储备。

采掘业为这个近二十年来一直受到入侵,战争和叛乱困扰的国家带来了就业和税收。然而,这种经济活动是有代价的。漏油,污染和空气质量下降对环境和许多伊拉克人的健康造成了重大损失。最重要的是,石油行业的温室气体排放继续助长了全球变暖。甚至预计在未来几十年内,伊拉克的某些地区将不再有人居住。

然而,评估问题的真实范围以及确切地说明伊拉克的污染情况是一项艰巨的任务。伊拉克政府在年申请绿色气候基金时,与联合国环境规划署(UNEnvironmentProgramme)一起概述了环境数据收集不足的情况,这是对实施应对气候变化政策的挑战。尽管当地研究人员做出了最大努力,但关于污染源和污染对许多伊拉克社区的影响的精确信息仍然很少。

但是,如本文所示,开源方法可以提供帮助。

我们选择了伊拉克的两个石油资源丰富的地区,南部的巴士拉和北部的伊拉克库尔德斯坦,以展示开源技术如何帮助衡量和发现与石油工业相关的污染。

概述的一般方法应可广泛推广到其他国家和产油区。但是,必须指出的是,伊拉克独特的一系列压力,尤其是近来动荡的历史,创造了一系列条件,很少会在其他地方重复。

尽管如此,仍鼓励读者和研究人员尝试以下详细的工具和技术。

这些包括:

使用火炬和遥感工具上的开源数据来更好地了解与石油行业有关的空气污染

利用GoogleEarthEngine等服务以及机器学习工具来跟踪石油行业的活动和影响

使用免费提供的卫星图像和开放源数据以及地图工具来绘制潜在的环境热点。

案例研究的结果之一是,有证据表明,炼油厂的污染正在向伊拉克许多城镇转移,而破坏性的石油泄漏和泄漏似乎在石油管道和基础设施周围很普遍。

数据显示的是如何可视化伊拉克的污染以及炼油厂附近持续存在的石油废物和垃圾场问题。

映射场景

首先进行此类研究,首先要确定石油基础设施位于何处,要寻找的化学品类型以及可能受到污染影响的区域。

绘图服务以及历史报告都可以帮助完成这项工作。

例如,以下年美国国会文件中的图表有助于详细描述伊拉克的主要管道和油田。

一张详细描绘伊拉克石油基础设施的图像,取自年美国国会文件

我们可以将本文档用作参考点,以查看其在公开地图服务中提供的详细信息,以获取最新图片。

在这方面,Wikimapia是一个特别有用的资源,因为它允许用户搜索与行业类别有关的位置。为此目的,我们正在伊拉克寻找“石油和天然气工业”设施。

屏幕抓图,显示Wikimapia中的石油和天然气类别搜索选项

在伊拉克境内指定区域内搜索该类别后,我们将获得一张包含要点的地图,这些点详细描述了已知的油田,设施以及与石油和天然气工业有关的其他位置。

Wikimapia上的屏幕抓图,其中详细列出了石油和天然气行业的已知位置

Wikimapia的另一个有用方面是,它允许用户从著名的地图服务(例如GoogleMaps和Bing)中选择基本图层地图。

为您的项目选择正确的基础层选项可能很重要,因为某些地图服务会提供特定区域的最新报道。例如,必应似乎比Google具有更多有关伊拉克的最新图像。

来自Wikimapia的屏幕抓图,其中的点详细说明了必应卫星地图设置中已知的石油和天然气行业位置

其他有用的映射源包括OpenInfrastructureMap和OpenStreetMap。与Wikimapia一样,前者允许对特定行业(例如石油和天然气)中的站点进行详细搜索。例如,在下图中,在巴士拉以西搜索“石油和天然气”设施时,详细介绍了管道以及个别井的散布情况(用灰色点表示)。

OpenInfrastructureMap的屏幕截图,详细描述了巴士拉附近的油井位置

可以通过MapHub之类的工具找到其他卫星图像,MapHub是另一种开源地图绘制工具,它允许用户标记自己感兴趣的站点。这是在下面的图像中完成的,其中记录了巴士拉以外的石油设施并对其进行了分类。MapHub还提供了一系列基础层选项,包括AppleMaps和ESRI(受欢迎的地理信息提供商)提供的选项。

MapHub的屏幕截图,详细介绍了巴士拉以外的石油设施

这些是一些主要平台,这些平台将使我们能够识别和挑选感兴趣的站点,并以有用的方式对其进行可视化。

但是,接下来,我们需要熟悉可以监控污染的工具。其中一些还使用卫星和地图技术,但其他一些则需要利用可公开获得的感官数据网络。

通过将这些监视工具与上面详述的制图平台相结合,我们最终将能够以一种有助于我们开始了解其范围和影响的方式来发现和可视化污染。

将OSINT推向空中视角

研究人员可以使用许多有用的公共可用工具来衡量世界各地的污染和空气质量。尽管下面详述的并不是所有这些都与伊拉克的污染问题有关,但要强调一些可能需要做的事情,仍然值得一提。

空气质量指数

的空气质量指数(AQI)使用数百基于地面的传感器中的一个网络来测量的五个主要污染物在世界各地的不同位置的水平(二氧化硫,二氧化氮,PM2.5,臭氧和一氧化碳)。下表描述了与这些与伊拉克特别相关的三种污染物相关的来源和健康影响。

一张表格,详细说明了美国环境保护署所描述的NO2,PM2.5和SO2的来源及其对健康的影响

虽然在许多城市都是有用的工具,但伊拉克(位于美国驻巴格达大使馆)只有一个AQI监测站。虽然这意味着将不可能使用AQI数据来了解该国的广泛污染情况,但该站仍可以揭示一些有趣的(即使是本地化的)细节。

一张地图的屏幕抓图,详细显示了伊拉克的一个AQI监视站。可以看出,邻国伊朗还有几十个

以下是旧金山和巴格达之间的平均每日颗粒物(PM2.5)每日平均AQI值的比较,已下载该数据以创建下图。

一张图表,比较了巴格达和旧金山之间的AQI读数

旧金山在年9月经历的空气质量指数(AQI)飙升反映了加利福尼亚州历史上最严重的野火季节对空气污染的影响。在一年中的大部分时间里,巴格达的PM2.5污染水平与野火旺季期间加利福尼亚的空气质量相当。

巴格达空气质量差是冲突的遗产。由于伊拉克的能源基础设施遭到连续战争的破坏,私人柴油发电机组约占伊拉克电力供应的30%。这些发电机每产生一兆瓦特的气体,其污染程度就比燃气发电厂高出60倍。在巴格达等城市,一项研究发现,一个社区可以拥有多个柴油发电机组。

尽管全球AQI监测站网络提供了一种标准化,直观的评估空气质量的方法,但覆盖范围仍然存在很大差距(正如伊拉克仅有一个AQI站所强调的那样)。这些地面站通常由当地的环境保护机构运营,并且仅在传感器的直接附近测量空气质量。许多国家根本不发布AQI数据。

多媒体广告管理系统

哥白尼大气监视服务(CAMS)通过提供包括宽阵列污染物的卫星获得测量值,包括AQI的所有成分开源气象数据解决其中的一些问题。

CAMS数据的高时间分辨率和全球覆盖范围使其成为监视例行污染和环境恐怖主义的宝贵工具。例如,年10月20日,撤退的ISIS武装分子纵火焚烧了Al-Mishraq的硫磺加工设施。据报道,由此产生的二氧化硫羽流可与火山喷发相媲美,杀死了两名平民,并使至少1,多人入院。下面的时间间隔(使用QGIS开源地理信息系统创建)通过CAMS存档可视化了年10月的全球SO2水平:

使用CAMS可视化显示年10月的二氧化硫含量。通过选择相关的时间和污染物参数,可以在此处找到用于可视化的数据。

直到十月中旬,人们才能发现二氧化硫的最高含量:中国和印度的工业区,东南亚的火山以及繁忙的港口城市。当Al-Mishraq着火时,释放出大量的SO2烟气。在最高峰时,二氧化硫云从肯尼亚延伸到北极圈,从阿尔及利亚延伸到日本。

VIIRS

由于许多重要的空气污染源也会发光,因此夜间拍摄的地球图像可以帮助追踪污染。NASA可见光红外成像辐射计套件(VIIRS)的夜间图像可以快速识别主要的空气污染源,包括城市地区,高速公路,野火和瓦斯燃烧-这是一种特别有害的做法,燃烧掉油中的气泡并通过上升到石油平台上方的火焰释放,在此过程中释放出许多污染物。

以下VIIRS影像的间隔时间为5年(-年),以一个月为增量,重点是伊拉克北部。选择该时间段是为了突出摩苏尔的陷落和夺回-如年至年城市周围的灯光变暗所描绘的-但VIIRS数据至今仍可用。VIIRS影像除了突出来自城市,乡村和道路的光线外,还使石油基础设施的空间分布立即清晰。从埃尔比勒(Erbil)向南延伸的一排亮点是沿着巨大的基尔库克(Kirkuk)油田分布的甲烷火炬(如上图所示,在伊拉克的石油基础设施地图中)。

年至年之间,伊拉克夜间灯火通明。数据和源代码在GoogleEarthEngine中可见。源代码也在GitHub中可见-来自OllieBallinger的可视化

GoogleEarthEngine已用于汇总来自多个来源的卫星图像,包括VIIR以及指向用于生成上述图形和可视化的代码的链接,并在全文中提供了以下内容(请注意,读者可能必须登录GoogleEarthEngine才能看到代码和数字)。

VIIRS数据有助于追踪空气污染。该SkyTruth迸出地图使用VIIRS估算气体通过根据他们个人的热信号在世界各地爆发井卷。在伊斯兰国家的Qayyarah油田燃烧的年,空气污染的另一个来源庞大,也是在上面的延时可见。

前哨5P

尽管VIIRS能够识别出燃烧或油火等空气污染源,但它并不能直接测量排放量。为此,我们可以转向欧洲航天局的Sentinel-5P(S5-P)卫星,该卫星收集有关一系列污染物的数据,包括二氧化氮,二氧化硫和一氧化碳。

Sentinel-5P可测量在地面与大多数飞机的巡航高度之间的垂直栏中发现的污染量。尽管它们之间具有高度相关性,但这并不能直接反映出我们呼吸的空气中的污染(表面污染),因为烟雾会被带走。但是,S5-P提供了公众可获得的一些最高分辨率的空气传播污染物测量值,并且具有一日重访时间,从而可以跟踪各个油井,发电厂或工厂的排放。唯一的收获是这是一颗相对较新的卫星,仅从年中期开始提供图像。

通过将Sentinel-5P与夜间灯光图像结合使用,我们可以查明空气污染源。通过观察NO2云与市区之间的重叠,我们甚至可以了解受到污染的人数。下面的游戏中时光倒流显示了年全伊拉克每周的二氧化氮水平,覆盖了夜间照明灯。

可视化显示年期间伊拉克的NO2含量水平及其原始来源。数据和源代码可在GoogleEarthEngine中查看。源代码也在GitHub中可见。OllieBallinger的可视化。

在三个主要区域观察到大量的NO2:北部的伊拉克库尔德斯坦,南部的巴士拉和该国中部的巴格达。在巴格达以南的纳杰夫也可以看到较小的浓度。在年3月COVID-19锁定之后,NO2含量暂时下降,但很快恢复。

案例研究:伊拉克库尔德人

综合上面介绍的一些技术,现在让我们尝试了解有关伊拉克石油生产的污染的发现。

使用AQI数据,我们已经能够确定,在加利福尼亚州有史以来最严重的野火季节中,巴格达的颗粒物(PM2.5)值通常与旧金山一样高。但是,其他没有AQI数据的伊拉克地区呢?

在该国北部资源丰富的伊拉克库尔德斯坦地区,估计有亿桶石油和25万亿立方英尺(tcf)的探明天然气储量,我们有一个很好的开端。地方政府网站上的一张非常有用的地图详细说明了主要炼油厂,发电厂和管道所处的位置以及控制它们的人。

一个地图从自然资源的KRG部展示在伊拉克库尔德斯坦地区的主要石油基础设施

这缩小了我们的搜索范围,使我们能够快速专注于特定领域。SkyTruth及其对石油和天然气燃烧场所的精确定位是有用信息的另一个来源。

在伊拉克库尔德斯坦的埃尔比勒(Erbil)以南的一家炼油厂中,有一个火炬发电厂(图片:WimZwijnenburg)

一次火炬每天可释放超过吨的SO2,强调了这种做法可能造成的污染程度。就上下文而言,这大约相当于英国每日产生的二氧化硫的20%。

库尔德地区的石油中的硫含量也特别高。

SkyTruth位于伊拉克库尔德斯坦的火炬发源的屏幕截图

SkyTruth还为用户提供了“年度燃烧量估算”交互式地图,其中提供了年至年之间的数据。我们可以选择我们要评估的区域(如上图所示,其中详细说明了伊拉克库尔德斯坦的所有地区)。

这表明在此期间有个燃烧源,燃烧气体超过亿立方米。

但是,请务必注意,鉴于数据收集过程的怪异,SkyTruth数据在某些位置可能包含双点或三点。真实的总数可能少于,但考虑到SkyTruth不管其位置如何,仍可检测到相同数量的热量释放,因此亿立方米的天然气总燃烧量保持不变。

SkyTruth在年至年期间,伊拉克库尔德斯坦的销量激增

尽管最新的SkyTruth全年数据可追溯到年,但正如本Twitter帖子所述,伊拉克库尔德斯坦仍继续出现新的火炬发车站点。

但是,火炬燃烧及其产生的污染物如何影响伊拉克库尔德斯坦?

我们可以通过将VIIRS图像与Sentinel-5p数据(关于在SkyTruth以及各种制图服务和资源帮助我们识别的站点周围产生的NO2)相结合来寻求答案。

?

可以看到NO2散布在伊拉克北部的部分地区。数据和源代码可通过GoogleEarthEngine查看。源代码在GitHub中可见?-?OllieBallinger的可视化?

上面的视频显示了从埃尔比勒(Erbil)和基尔库克(Kirkuk)之间一排明亮的火炬喷出的二氧化氮(NO2)羽流。随着风向的变化,我们可以看到年10月受影响的区域。

大量的NO2似乎流向了摩苏尔,埃尔比勒和基鲁克等城市。

尽管风向不断变化,NO2的羽流似乎始终源于埃尔比勒南部的Khurmala精炼厂。Bellingcat通过电子邮件与炼油厂的经营者联系,询问此事,但在发布之前未收到答复。

通过Sentinel-5p卫星在库尔玛拉炼油厂可以看到燃烧的NO2燃烧火焰,并通过缩放获得高分辨率的图像

使用Skytruth和Wikimapia的数据对Kirkuk周围地区进行的快速扫描显示,在,人的城市周围,至少有15个燃油点。

在基尔库克(Kerkuk)东北部的居民区旁边,似乎是一个特别的喇叭口。可以从年12月下旬访问该网站的库尔德荷兰激进分子发布的社交媒体上发布的此视频中将此视频定位在此处。

年11月,孩子们在玩着煤气燃烧管。照片由达什尼·莫拉德(DashniMorad)摄影。通过Zoom.Earth映射

其他可以帮助找到爆炸地点的卫星监视工具包括NASA的资源管理系统火灾信息(FIRMS)。这是一个使用VIIRS和MODIS/Aqua/Terra卫星传感器来拾取热信号(包括火炬散发出的热信号)的平台。

下图中的红色方块显示了FIRMS在Dohuk西北的Kashe工业区发现的火或火炬。

年10月,NASA的VIIRS传感器在Kashe工业区获得了热信号

我们可以通过使用Sinergise的SentinelHub平台,并使用来自欧洲航天局Sentinel系统的卫星图像,来进一步分析该区域。

要检测火灾,我们需要使用SentinelHub的FalseColor(城市)频段设置。这种特殊的设置使用近红外波段作为其组成的一部分,以吸收热信号。

在年3月17日的(下图)Sentinel-2图像中,我们可以看到似乎是火炬在FIRMS数据所指出的相同粗略位置上填充。

Kashe工业区看到Sentinel-2错误色带和显示耀斑的MAXAR高分辨率图像

我们选择使用该图像,该图像是在该区域部分被云覆盖的一天拍摄的,因为在晴天时拍摄的图像会渲染出类似的彩色物体,而这些物体竟然是屋顶。但是,当遮盖了屋顶的颜色时,通过云层可以看到近红外热信号。

上面SentinelHub图像上浮雕的照片是从Zoom.Earth于年8月14日拍摄的。这显然表明在这些位置进行扩口已经有很多年了。

当然,在伊拉克和伊拉克库尔德斯坦,火炬并不是唯一的污染源。

伊斯兰国对石油设施的袭击导致油井被烧毁。

在工业场所的许多小型炼油厂附近,也有石油泄漏的记录,造成当地的污染热点。

年11月28日,从埃尔比勒南部的垃圾场流出的废油:WimZwijnenburg

持续的漏油会影响普通民众和农业活动中使用的地下水。牲畜,野生生物以及更广泛的自然环境和生物多样性也可能受到影响。

使用卫星图像可以检测出此类溢出的迹象。这样做时,有一些关键项可以作为视觉线索。独特的存储油轮,如图(红色)下面在所述图像中的位置,将其关闭在年,有一个这样的项。

年的Zoom.Earth图片详细显示了Kashe工业区的一个可见漏油的区域

在上面的图像中甚至可以看到漏油现象,同时还伴随着来自同一位置的视频。

但是,请务必牢记,并非所有图像都会包含此类细节,甚至并非通过卫星图像可见的油箱将用于存储油。因此,重要的是检查其他来源进行确认。

让我们再拿一张来自Zoom.Earth的Dohuk附近的Kashe工业区的卫星图像.年的地球。

年8月,通过Zoom/Earth/MAXAR在高分辨率卫星图像上可以看到Kashe工业区小型炼油厂的漏油事件

同样,在该图像中确实可以看到漏油现象。

下面的卫星图像大约在米外拍摄,显示了同一地区的另一座炼油厂。在标记区域内可见的红色油轮附近,可见溢油。

通过Zoom看到的漏油事件.年8月在Kashe工业区的一家工厂的地球图像

但是,由于这两个卫星图像都已经使用了近三年了,我们将不得不找到一些最新的信息,以便能够说出或表明该地区仍在发生某种形式的污染。

幸运的是,同一张精炼厂的无人机图像已于今年3月上传到GoogleMaps,该图像已于今年3月上传到GoogleMaps,使您可以更仔细地查看上述储罐。

可以看到油从墙壁泄漏,并沿着一条土路的侧面滴入溪流。

可以看到漏油从炼油厂的墙上泄漏出来。通过谷歌地图图片

Kashe区的进一步卫星图像似乎突出显示了炼油厂以南的露天废料池。

PlanetLabs的图像显示了年4月正在建造的池塘。

PlanetLabs影像显示了一个废油库的建设

为了准确分析该站点发生的情况,我们通过SentinelHub的EO浏览器订购了0.5m分辨率的空客Pleiades图像,价格低至6欧元(7美元)。

空中客车公司的高分辨率图像,显示了一个废油库

该矿井似乎是为收集和收集该地区精炼厂的废水和沥青/沥青副产品而建造的。

虽然这远比倾倒废物或让废物形成溪流要好得多,但露天矿坑仍会构成环境风险,具体取决于它们的构造方式。大雨甚至可能导致它们溢出。

为了进一步验证这些发现,我们联系了当地新闻工作者,看他们是否可以在该研究的基础上对该地区进行实地报道。

他们参观了我们在年3月中旬着重介绍的地点,并分享了几张从炼油厂涌出的漏油图片。

看到废油从一堆精炼厂流下。插图为年3月拍摄的插图,年8月为Zoom.Earth/MAXAR的卫星图像

地面上拍摄的其他图像显示,在Kashe工业区的北部和东部,正在运行着火炬发电厂,并浪费了石油。

在Kashe区的北地拍摄的图像中可以看到油的浪费和燃烧。拍摄于1年3月的图像,通过Zoom.Earth/MAXAR拍摄的卫星图像始于年8月

总而言之,通过使用各种空气监测和地球观察工具,我们已经能够追踪火炬并显示其如何助长了伊拉克库尔德斯坦的空气污染。

使用开源工具,我们还能够显示在Dohuk附近一个工业区的炼油厂发生的漏油事件。可以采用相同的方法来分析伊拉克及其他地区其他令人

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