天空之眼助力执法 | “自然聚焦-空间研究”增刊

据称为伊斯兰武装组织Ansar Dine成员的Al Hassan Ag Abdoul Aziz Ag Mohamed Ag Mahmoud于 6 月被判犯有战争罪，针对他的部分证据来自天空。

检察官称，Al Hassan是负责执行宗教法的伊斯兰警察的实际领导者。他面临多项指控，包括2012 年和 2013 年Hassan在马里廷巴克图活动期间，从事酷刑、残害和未经公正审判就判刑。

2022 年，他的案件在荷兰海牙国际刑事法院（ICC）开庭审理。证据之一是对廷巴克图罪行发生地的 3D 数字重建。该重建由纽约布鲁克林的视觉调查公司 SITU Research 使用卫星图像以及照片、视频和其他证据创建，使检察官能清晰叙述事件过程。

荷兰莱顿大学Kalshoven-Gieskes国际人道主义法论坛的律师兼研究员Sabrina Rewald 表示：“他们能够利用这种数字重建技术在法庭上还原犯罪现场，从而增强证人的证词。” Al Hassan案将于 11 月 20 日宣判。

虽然这是一个积极迹象，表明卫星图像可能在未来诉讼中发挥作用，但目前它在执法中的使用还很零散。位于瑞士日内瓦的联合国训练研究所（UNITAR）称卫星图像是刑事司法领域“一个相对较新的信息和证据来源”。据该研究所称，最大的障碍之一是法官和律师几乎没有使用此类证据的经验，而图像专家则不了解刑事司法系统。

但这种情况正在改变。截至 2022 年底，轨道上共有约 1192 颗地球观测卫星，预计未来十年这一数字将增加近五倍。随着卫星数量的激增，出现了一波高分辨率图像和用于解读这些图像的人工智能（AI）程序，这些程序很可能成为执法部门的宝贵资产。尽管在某些情况下，这些数据被用作战争和环境犯罪的证据，但它们也被用于调查和起诉当地违法行为，例如保险欺诈。

卫星图像首次用于起诉战争罪，是在 1993 年至 2017 年间的联合国前南斯拉夫问题国际刑事法庭。“航拍和卫星图像改变了游戏规则。” Rewald说。1995 年 7 月波斯尼亚战争期间，斯雷布雷尼察大屠杀造成 8000 多名男子和男孩丧生，美国政府提供了卫星和飞机图像，帮助识别了乱葬坑。“这是来自地面的法医信息和航拍和卫星图像的汇编。”她说。

尽管斯雷布雷尼察事件的证据来自政府卫星，但马里事件的图像则由 WorldView-1 和 WorldView-2 卫星提供，这两颗卫星由位于加利福尼亚州帕洛阿尔托的 Maxar Space Systems 私有。该公司的最新卫星提供了目前商用分辨率最高的一些卫星；它们可以探测到的最小细节是约 34 厘米的物体，即使这样也只占图像中的一个像素。它们可以探测从蓝光到近红外的波长，从而有机会看到肉眼可能无法看到的东西。它们每天可以拍摄覆盖地球表面 500 万平方公里的照片。

另一家私营公司位于加利福尼亚州旧金山，名为 Planet Labs，拥有 150 多颗在轨卫星，其中许多是鞋盒大小的 Dove 卫星，可以捕捉地球表面的广阔区域。巴西联邦警察利用 Planet Lab 的卫星数据监测亚马逊雨林的变化，以发现非法砍伐树木和采矿行为。该公司发言人表示，自 2020 年以来，巴西已收取了超过 30 亿美元的罚款、扣押货物和冻结资产。专家认为，这类证据的使用具有增长潜力。位于英国斯特劳德的调查服务公司 Air & Space Evidence 首席执行官Ray Purdy表示：“越来越多的卫星图像和检测模型正在免费提供，因此不久之后，[非政府组织] 和普通民众就可以开始更多地使用它来检查自己所在地区的环境和事物。”

Air & Space Evidence 开发了一种人工智能模型，该模型可以梳理低分辨率卫星数据，以识别可能发生非法倾倒废物的地点。当它标记出一个区域时，专家会用高分辨率图像查看该地点，以确定是否发生了可疑的事情。一般来说，这样的图像不足以在法庭上使用，Purdy 说。“这些情报提示检查员或税务欺诈人员前往该地点查看情况。”他说。卫星图像可用于证实证人证词和地面观察。

Purdy 和他的同事撰写了一份关于使用卫星打击非法倾倒的 2017 年报告，当时，非法倾倒导致英国每年损失高达 10 亿英镑（13 亿美元）的收入、税收和清理费用（R. Purdy et al. Action B8 - Remote Sensing – Phase 1 (Research) Final Report; SEPA, 2017）。“卫星监测法律还处于基础层面，通常理论性强于实际应用性，其在监管战略中的应用在全球范围内仍处于起步阶段。”报告中写道。Purdy 说，自那以后的几年里，情况并没有太大变化。

不过，他确实列举了此类监测得到有效利用的例子。在澳大利亚，州政府根据卫星证据对许多人提起了诉讼和其他制裁，这些证据显示，这些人非法清除了原生植被，为农业腾出空间。欧洲海事安全局运营的另一项服务名为 CleanSeaNet，它使用合成孔径雷达对远洋船舶等物体进行 2D 和 3D 重建，帮助识别漏油并追溯其源头。

卫星技术不仅可以揭露战争和环境犯罪。波哥大哥伦比亚天主教大学社会法律研究中心主任、律师 Jairo Becerra 使用欧洲航天局哥白尼哨兵卫星的图像来追踪可能走私毒品的小型船只的动向。

大多数合法船只使用自动跟踪系统报告其位置，旨在防止碰撞和遵守捕鱼法规。而有些非法航行的船只避开了此类系统，隐匿行踪。但有了 Sentinel 的合成孔径雷达，这些船只在周围的海洋中清晰可见。如果它们似乎在前往既定目的地时选择了异常路线，船上的人可能有所图谋。“我们可以向当局提供信息，他们可以尝试拦截船只。” Becerra说。

他说，飞机或无人机也可以进行类似的监视，但与卫星相比，它们只能在有限的时间内覆盖较小的区域。Becerra还发现，他可以识别穿过达连隘口的路线，这是哥伦比亚和巴拿马边境的危险丛林，走私毒品、武器和人口的人经常经过这里。使用开源数据进行此类监视的缺点是，它们的分辨率低于私有卫星的数据——Becerra主要使用分辨率为 20 米的图像——而且这些数据可能已经是几天前的了。

Becerra表示，根据现有条约，包括通过国际刑警组织（Interpol），可以共享有关贩运和其他跨境犯罪的信息。隐私通常不是问题，因为卫星图像的分辨率太低，无法识别人脸，而试图监视特定个人的成本又太高。Purdy表示，收集卫星信息通常没必要获取搜查令，不过在某些司法管辖区，如果有人想利用卫星捕捉特定行为，而不是仅仅在事后查看现有图像，可能会需要搜查令。

Purdy讲述了他的一次经历。他很幸运地找到了一个图像，涵盖了警方感兴趣的特定时间和地点。执法人员曾就一名美国谋杀嫌疑人与他联系，该嫌疑人声称案发时他在家，车停在车道上。Purdy的公司设法找到了那个时间这所房子的卫星图像，显示车道上是空的，推翻了他的不在场证词。Purdy不知道这名嫌疑人是否被起诉或定罪。

然而，在大多数情况下，抓凶手超出了卫星的能力范围。30 厘米的分辨率无法让用户识别人员，或读取车辆的车牌号，而且由于卫星在天空中移动，地球上并非每个地方都处于持续监控之下。Purdy说，人们通常对卫星能看到的东西有种好莱坞式的想象。他补充说，他收到的约 70% 的询问来自警察，或绑架、谋杀受害者的亲属。“这真的很难，但你必须解释卫星在黑暗中无法真正看到，它们无法识别人，我们也无法识别逃跑的汽车。”Purdy说。

而且，普通人不可能只看卫星图像就说自己发现了不法行为的迹象。卫星证据要想在法庭上被采纳，通常需要法医专家的证词。荷兰瓦赫宁根的地图服务公司 BlackShore 使用基于人群的标记技术，即个人标记卫星图像中的物体，并利用这些物体训练人工智能更有效地搜索图像。该公司正在发展一个卫星图像取证部门。该公司首席执行官兼创始人 Hans van ’t Woud 利用卫星图像拼凑出 2022 年 2 月俄罗斯侵入乌克兰城市马里乌波尔后可能发生的情况。同年 7 月，大约 50 名乌克兰战俘被杀，数十人受伤，当时关押他们的奥列尼夫卡一栋建筑被毁。俄罗斯称，击中该建筑的是乌克兰发射的一枚美国制造的 HIMARS 火箭（一种远程高精度火箭系统）。但包括van ’t Woud在内的专家表示，卫星图像以及在地面拍摄的照片和视频表明，火灾是其他原因引起的，而且为了准备埋葬尸体已挖了万人坑。

尽管图像无法明确说明火灾原因，但van ’t Woud表示，“通过这幅图像，我们可以肯定这不是 HIMARS 导弹袭击。”

有几个原因可以解释为什么这项技术没有得到更广泛的应用。一是资源紧张。Rewald 说，大多数免费提供的图像分辨率都很低，虽然能有很多用处，但执法机构往往需要高分辨率。为了将其用作证据，警方需要原始数据，然后将图像送去处理。获取原始数据和高分辨率图像通常需要花钱。执法部门还可能认为要求私营公司提供特定地点和时间的图像存在安全风险，可能会泄露有关调查的信息，Rewald 说。

还有一些人的因素。Purdy表示，一些破案率较高的机构可能不愿意使用能发现新案件的技术，这会迫使他们用同样的资源做更多的工作，甚至可能让他们的形象受损。“如果你突然开始使用卫星数据，发现的犯罪案件数量是用传统手段的四五倍，这会影响到现有资源，也会影响关键绩效指标。”他说。

此外，人们也缺乏意识。“大多数人认为能用的只有 Google Earth，”van’t Woud 说。他认为自己的工作是教育人们卫星如何帮助他们解决问题。他还在尝试教会人们，用卫星图像可以看到什么。

Rewald说，有人呼吁建立一个中央存储库，为警方和非政府组织提供图像和相关分析。

随着越来越多的轨道观测器提供更多图像，利用卫星图像发现和起诉犯罪的现象可能很快就会开始增多。增加卫星数量，至少意味着地球上更多地点可能随时受到监控，从而增加找到相关证据的几率。而且，分辨率的提高也提供了更多细节，使人们更容易理解图像中的内容。

目前商用的最高分辨率为每像素 30 厘米，但可以通过计算机算法增强，提供相当于 15 厘米的分辨率，让用户看到更多细节。科罗拉多州布鲁姆菲尔德的卫星成像公司 Albedo Space 表示，计划在 2025 年发射一颗分辨率为 10 厘米的卫星。一些政府拥有的卫星被认为已经具备这种能力。2019 年 8 月，时任美国总统的唐纳德·特朗普在推特上发布了一张疑似伊朗卫星发射场的照片，专家表示，这表明美国的分辨率能力达到或超过 10 厘米。

让人们更加了解可用的信息、让数据更易于使用，以及拥有更多数据，这些因素结合起来，可以为未来的执法带来回报。“卫星图像中有很多证据，” van ’t Woud说。“这是一个非常重要的视角，我认为它应该成为法庭的标准。”

Neil Savage是马萨诸塞州洛厄尔的一名科技记者。

原文以Eyes in the sky usher in new era of law and order为标题发布在2024年11月6日出版的《自然》增刊“自然聚焦-空间研究”上

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Nature | doi: 10.1038/d41586-024-03593-x