TECH

Med hjälp av sju robotar från livsmedelsindustrin kunde som mest 10 000 foton skannas varje dag.

Historisk ”Google Earth” – en guldgruva för forskare

Under ett halvt sekel tog brittiska piloter 1,7 miljoner flygfoton, som förblivit gömda i ett skotskt bergrum. Med hjälp av robotar och AI har de dammats av, digitaliserats och ska nu göras tillgängliga för alla.
– Det är i princip som ett historiskt ”Google Earth”, säger forskaren Andreas Madestam.

Publicerad

Efter andra världskriget hade det brittiska riket ett överflöd av stridspiloter och flygplan. Det sammanföll med ett behov av att kartlägga riket, så piloterna skickades ut på uppdrag för att ta mängder av fotografier på platser som Nigeria, Singapore och Fiji.

Uppdragen kallades "att klippa gräset". Flygplanen åkte fram och tillbaka och tog ungefär var 50:e meter en ny bild, som när de läggs sida vid sida bildar en mosaisk ögonblicksbild över hela landet.

Flygningarna skedde regelbundet fram till slutet av 1980-talet. Bilderna samlades i lådor som till slut hamnade i ett skotskt källarvalv tillhörande National Collection of Aerial Photography (nationella flygfotosamlingen, NCAP).

Andreas Madestam, professor i nationalekonomi vid Stockholms universitet, fick höra om arkivet över en öl efter en konferens.

– Det lät väldigt intressant, men frågan är vad man kan göra med det, säger han.

Forskarna Anna Tompsett och Andreas Madestam på Stockholms universitet har arbetat med ett projekt som digitaliserat över en miljon svartvita flygfotografier.

Mack-robotar blev räddningen

Eftersom flyguppdragen gjordes regelbundet – kanske var tionde år – innehåller bilderna information om hur städer vuxit fram, hur virvlande floder ersatts av dammar och hur jordbruk och skogar utvecklats sedan 1940-talet. I arkivet finns material från 60 länder i Afrika, Asien och Karibien, många av dem utvecklingsländer med brister i statistisk data.

– Så vi började prata med dem på NCAP och sade att vi ville samla in pengar för att försöka digitalisera bilderna. Och de sade: "Okej, kör på", säger Anna Tompsett, lektor vid nationalekonomiska institutionen.

Från början var tanken att låta människor i flera år manuellt scanna alla bilderna – men räddningen från den tradiga arbetsuppgiften kom från oväntat håll:

– Den kom från smörgåsindustrin, där de har robotarmar som kan göra många olika uppgifter. I vårt fall har de utrustats med vakuumfästen som lyfter en bild i taget och lägger den på skannern.

En stor lokal i Edinburgh anpassades och robotarna sattes i arbete.

– Som snabbast så tog de sig igenom över en miljon skanningar på tio månader. Det är rätt extraordinärt, säger Tompsett.

”Extremt detaljerade”

Men vad ska man göra med 216 terabyte av inskannade, högupplösta foton? De ursprungliga fotografierna lades manuellt som ett pussel i flygplanshangarer, där man sedan fotograferade av bildpusslet från ovan för att kunna göra kartor.

På bilderna ses hur bebyggelse på ön Montserrat växte upp mellan 1968 och 1982. På bilden från 1999 syns hur bebyggelsen förstörts av ett vulkanutbrott.
Lagos 1961, när flygfotografierna pusslats ihop till en stor mosaik.

Det skulle kunna göras manuellt av människor i datorn. Men här kliver AI in i bilden. Kollegor vid Berkeley och Caltech i USA har skapat ett verktyg som utnyttjar det faktum att bilderna överlappar varandra något. Genom att mata in alla bilder som togs under ett specifikt flyguppdrag letar algoritmerna efter distinkta delar av dem, och syr ihop bilderna till en karta.

Kartorna kan i sin tur jämföras med senare flyguppdrag över samma yta ända fram till nutidens moderna satellitbilder. En fördel är att bilderna fortsatte att tas även efter det att länderna blev självständiga, som en del av det brittiska stödet till ex-kolonierna.

– Satellitbilder är extremt detaljerade, men vi har i princip samma detaljrikedom, fast i svartvitt, säger Madestam.

På bilderna kan man se hur många fiskebåtar som låg i Hongkongs hamn på 1940-talet, hur stora glaciärerna på Kilimanjaro var på 1950-talet och hur slumområden i Nairobi vuxit fram. Den urbana befolkningen söder om Sahara har ökat med 1 000 procent sedan 1950-talet, och med bildernas hjälp går det att se hur den tillväxten gått till.

En speciell teknik fick tas fram för att lyfta fotografierna till skannern.
Flygbilderna fanns på annat håll innan de hamnade i Skottland, och samlingarna var bitvis i riktigt dåligt skick.

Arkeologer kan jaga ruiner som syntes innan de byggdes över och klimatforskare kan studera glaciärers utbredning.

– Det här projektet låter oss på sätt och vis åka tillbaka i tiden och ge oss en känsla av hur saker och ting såg ut tidigare, innan mycket av utvecklingen ägde rum, och sedan följa den, säger Madestam.

Frågor varje vecka

Varje vecka kommer förfrågningar från forskare världen över, och resultatet från flera studier på materialet väntar på att publiceras.

Tanken är att bygga en sajt där alla bilderna finns sökbara för allmänheten.

– En lockande sätt att se på det är i princip som ett historiskt "Google Earth", där du kan gå fram och tillbaka i tiden och zooma in på olika platser, säger Andreas Madestam.