В последнее время было много работы, но мне наконец-то удалось справиться с несколькими недавними задачками из викторины от Quiztime .
В этом посте будет рассказано, как мне удалось решить задачу Тилмана Вагнера от 30 октября, но я должен сказать, что это была самая сложная задача викторины, которую мне когда-либо удавалось решить.
Конечно этот пост не просто о решении задачи, он больше о том, чему вы можете научиться в процессе, и, должен сказать, я многое узнал, выполняя этот тест. Вот фотография с задачей:
Единственная информация, которую предоставляет Тилман, заключается в следующем:
Самолет в небе - это Boeing 747, летящий из Лондона в Гонконг
Фотография была сделана 30 октября 2019 года.
Тиллман был в отеле.
Задача состоит в том, чтобы определить, в каком отеле останавливался Тилман, но перед этим нужно уточнить еще очень много других вещей.
На фотографии также есть некоторая информация, которая нам поможет:
На фотографии ясный и солнечный день.
Осмотрев тень, мы можем предположить, что солнце, находится позади Тилмана.
Положение самолета в небе. Это будет иметь решающее значение.
Если вы попытались решить эту задачу с помощью обратного поиска изображений, то вам не повезло. Здание на картинке недостаточно различимо, чтобы его можно было сопоставить с любым результатом поиска.
Я попробовал обрезать фотографию, чтобы попытаться найти совпадение, но безуспешно.
Я также проверил твиттер-аккаунт Тилмана, чтобы узнать, где он мог быть 30 октября, но снова безуспешно.
Если вы когда-либо раньше пробовали решать какие-либо из его викторин, то прекрасно знаете, что Тилман много путешествует. Он часто бывает в Германии, но иногда заглядывает в Албанию и даже в Монголию.
Бессмысленно пытаться угадать, в каком городе он может быть в любой момент времени. Я рад этому обстоятельству, потому что, если бы он был в одном и том же месте каждую неделю, было бы заманчиво просто предположить, в каком городе он был, а не доказывать, где он находился на самом деле.
Первое правило методологии расследования - ничего не не предполагайте.
Итак, с чего начать? Я мог бы либо начать с попыток найти здание, что, вероятно, заняло бы целую вечность, либо начать с самолета, у которого, по крайней мере, было немного информации о нем.
Как всегда, лучший способ решить подобную GEOINT головоломку - начать с большого и идти к меньшему.
Теоретически этот снимок можно было сделать практически в любой точке мира, но выявление все большего и большего количества информации о нем означало, что можно было делать параметры все более и более жесткими, пока не будет идентифицировано конкретное здание.
Возможно, с самого начала это казалось не так, но, просто зная дату и маршрут полета самолета, можно определить, на какое здание смотрел Тилман.
Здание может находиться в любой точке мира (неплохая отправная точка, не находите?), но мы также знаем, что оно находится на пути полета между Лондоном и Гонконгом.
Сразу же это означает, что он находится не в Северной или Южной Америке, Африке или Океании. Это должно быть либо в Европе, либо в Центральной Азии, либо в самой Азии. Это может показаться не таким уж большой зацепкой, но это уже сужает возможные местоположения больше, чем вы думаете.
Мы также знаем, что когда был сделан снимок, было светло. Это означает, что как только самолет идентифицирован, можно определить маршрут, и когда маршрут известен, можно будет сказать, где находился самолет в любой момент времени.
Легко можно заявить, что если самолет пролетал над точкой ночью, это отсеивает эти координаты. Но для начала необходимо идентифицировать самолет.
Чтобы идентифицировать самолет, нам нужно знать все рейсы и типы самолетов, которые совершали рейсы между Лондоном и Гонконгом в эту дату. Единственная проблема заключается в том, что в Лондоне есть пять международных аэропортов (Хитроу, Гатвик, Сити, Станстед и Лутон), а в Гонконге только один. Это означает, что будет проще просмотреть рейсы, прибывшие в Гонконг из любого лондонского аэропорта, чем пытаться действовать наоборот с пятью возможными отправными точками.
Исторические данные о рейсах доступны из нескольких разных сервисов. FlightRadar является наиболее известным, но есть также Airportia и Flight Aware, среди прочих.
Я немного опоздал с этой задачей и начал ее примерно через десять дней после того, как был сделан снимок, а это значит, что я не мог получить данные с FlightRadar без премиум-аккаунта.
FlightAware также просил плату за такого рода данные, а Airportia перечисляет только регулярные пассажирские рейсы.
К счастью, Тоби Блюм уже определил, что рейс, должно быть, был N617UP, грузовым рейсом UPS, который вылетел из лондонского Станстеда в 06:12 UTC 30 октября и направлялся в Гонконг.
Спасибо Тоби – без вашей помощи это заняло бы еще больше времени и, возможно, тоже стоило бы немного денег!
Может показаться, что это не так, но точные данные о самолете самолете подскажут нам, как определить, в какой отеле (и номере) располагался Тилман, и когда именно (с точностью до пары минут) был сделан снимок.
Отель находится очень близко к этой линии:
С использованием геометриии, историческими прогнозами погоды и расчетом захода солнца можно будет использовать траекторию полета, чтобы резко сузить возможные места, где, возможно, была сделана фотография.
Теоретически все это достаточно просто, но как мы можем использовать траекторию длиной более 6000 миль, для того чтобы определить отель?
К счастью, и FlightRadar, и FlightAware предоставляют треки полетов, доступные для загрузки в виде файлов KML.
Если вы не знакомы с файлами KML, это просто файлы, содержащие данные о ряде географических точек, таких как координаты GPS, высота над уровнем моря и так далее.
Файлы можно открыть в Google Earth, что затем позволяет просматривать и анализировать картографические данные KML. Наличие у нас файла KML для полета на картинке Тилмана означает, что мы сможем видеть точное положение, высоту и ориентацию самолета на каждом этапе его полета.
Просмотр этих данных в Google Earth поможет точно визуализировать, где находился самолет, а затем, сопоставив вид в Google Earth с информацией на фотографии Тилмана, можно будет определить его местоположение.
Чтобы загрузить файл KML для любого рейса, вам нужна платная учетная запись Flightradar, или вы можете зарегистрироваться в FlightAware и получить бесплатную пробную версию, которая позволит получить доступ к файлам KML.
Когда файл KML открывается в Google Earth, вся траектория полета накладывается на карту. Вот самолет, вылетающий из Станстеда:
Обратите внимание, что наложение KML показывает не только положение, но и высоту. Ползунок (вверху слева от рисунка) можно переместить на определенное время, чтобы вы могли видеть, где находился самолет. Вот спуск и посадка в Гонконге:
Итак, как мы можем использовать эту информацию, чтобы помочь найти Тилмана? Сначала нам нужно немного поработать с геометрией.
Теперь у нас есть все данные о траектории полета, мы можем объединить их с информацией о заходе / восходе солнца и используя немного геометрии, можем вычислить положение Тилмана.
Мы знаем, что самолет вылетел из лондонского Станстеда в 06:12 по Гринвичу. Ввод этой информации в Suncalc показывает, что в то время в Станстеде было еще темно:
Затем самолет направляется в сторону Амстердама. Может быть, это и есть тот самый город? Если мы повторим тот же метод Suncalc для Амстердама, мы увидим, что там тоже было темно, когда самолет пролетел над ним в 06:37 UTC, так что это не может быть место, где был Тилман.
На этом этапе важно помнить, что данные о рейсе всегда указаны в UTC, независимо от местного времени. Это включает в себя ползунок времени в Google Earth, который можно использовать, чтобы показать, где находился самолет.
Suncalc, с другой стороны, всегда показывает местное время относительно UTC, поэтому Амстердам - это UTC + 1. Легко запутаться, если вы не помните эту деталь!
Итак, Амстердам - это не то место, но есть более быстрый способ узнать, в каком городе может находиться Тилман, кроме как проверить каждый отдельный город рядом с маршрутом полета?
Вот тут-то и пригодится немного геометрии. Пролетев над Амстердамом, самолет меняет курс на 089 градусов, что почти прямо на восток.
На самом деле, если мы посмотрим на журнал полета, самолет делает всего несколько крошечных корректировок курса на всем пути через Нидерланды, Германию, Польшу, Беларусь и Россию.
Только в России он вносит значительную коррекцию в курс, поворачиваясь в сторону Казахстана, Китая и Гонконга:
Самолет пересек границу Казахстана примерно в 10:00 UTC (15:00 по местному времени), но к тому времени, когда он пересек границу Китая, уже стемнело. Это означает, что Тиллман не мог быть в Китае, когда делал снимок, так что мы можем вычеркнуть его как потенциальное местоположение.
Кроме того, поскольку курс самолета всегда лежал на Восток, Тилман должен был смотреть примерно на Запад, чтобы самолет приближался к нему. Тот факт что солнце светит сзади него в сочетании с углом тени наводит на мысль что солнце находится примерно на юго-востоке то есть прямо над его левым плечом:
Это не может быть вечером, иначе солнце было бы обращено к нему. Таким образом, возможные страны включают в себя самую восточную часть Нидерландов, Германию, Польшу, Беларусь или, возможно, Западную Россию, потому что это единственные места, над которыми самолет пролетал, когда было светло и солнце все еще было на юго-востоке.
Это все еще оставляет много возможных городов и поселков, но был и способ сузить круг поисков.
Я был уверен, что Тилман находится в городе, из-за размера здания на картинке. Видны пять этажей и, по крайней мере, еще один или два, в зависимости от высоты, на которой, по-видимому, находится Тилман.
Таким образом, здание имеет по меньшей мере шесть или семь этажей в высоту и находится в непосредственной близости от отеля Тилмана.
Все вышеуказанное подсказывает нам, что Тилман находится в городе, а не в сельской местности.
Таким образом, это означает, что нам нужно найти город в одной из возможных стран, который находится не только близко к траектории полета, но и правильно ориентирован относительно траектории самолета.
Итак, далее нам нужно заняться геометрией, чтобы получить правильную ориентацию:
Из данных полета мы знаем, что этот самолет направлялся почти строго на восток на протяжении большей части своего путешествия по Европе.
Наложив точки компаса на исходное изображение, можно сделать вывод, что местоположение Тилмана, следовательно, должно находиться к северу от траектории полета.
Если бы он находился к югу от траектории полета самолета, направляющегося строго на восток, инверсионный след выглядел бы следующим образом:
Если вам трудно представить это мысленно, то не волнуйтесь, потому что я сейчас покажу, как это можно подтвердить визуально с помощью Google Earth. Существует также проблема с тем, почему кажется, что самолет летит вертикально к кому-то, находящемуся на уровне земли.
Я также кратко остановлюсь на этом, потому что это также поможет определить точное местоположение, но сначала нам нужно знать, в каком городе находится Тилман.
Поскольку угол на рисунке указывает на то, что Тилман находится к северу от траектории полета, мы можем исключить множество возможных местоположений, поскольку они находятся в неправильном положении относительно самолета.
В любом случае, погода не соответствует солнечному голубому небу, под которым котором был Тиллман на фотографии:
Однако есть один город, который выделяется как очень сильный кандидат. Это близко к траектории полета, и большая часть города тоже находится на правильной стороне:
Сводки погоды также подтверждают, что в то время в небе над Берлином не было ни облачка:
Солнце также находится в правильном положении (юго-восток) в течение того времени, когда самолет проходил над Берлином:
Так что Берлин, безусловно, кажется наиболее вероятным местом, где мог бы находиться Тилман. Начав с параметров поиска “где-то между Лондоном и Гонконгом”, мы исключили целые страны, проверив дневное время в момент пролета самолета, чтобы оставить небольшой пул возможных местоположений.
Затем, используя ориентацию фотографии относительно траектории полета, можно было бы исключить многие возможные города в этих странах, такие как Ганновер или Варшава.
Берлин действительно является единственным городом, который соответствует правильным критериям для дневного света, погодных условий, положения солнца, а также ориентации и положения относительно траектории полета самолета.
Итак, если Тилман в Берлине, как мы можем использовать то, что мы знаем о фотографии и траектории полета, чтобы найти его? Конечно, вы могли бы просто поискать в Google “отели в Берлине” и попытаться найти подходящие или потратить часы на изучение города на картах Google.
Такого рода методы GEOINT скучны, очень медленны и крайне неэффективны. В конце концов мы можем найти искомое, но только таким же образом, как обезьяна может в конечном итоге написать полное собрание сочинений Шекспира, если оставить ее с пишущей машинкой на достаточно долгое время.
В файле KML достаточно данных, которые позволят нам использовать Google Earth для установки очень жестких параметров для окончательного визуального поиска, поэтому мы сможем очень быстро найти Тилмана теперь, когда мы поняли, что он в сделал фотографию в Берлине.
Прежде чем мы это сделаем, в этой картине все еще есть нерешенная проблема, которую нам нужно прояснить. Почему кажется, что самолет движется вертикально вверх, когда мы знаем, что он прошел над головой?
Тилман слегка приподнимает камеру над горизонтом, и кажется, что самолет летит почти вертикально. Это явно не прямо над головой. Причина, по которой кажется, что самолет движется вертикально, хотя он летит горизонтально, связана с кривизной земли.
Самолеты, приближающиеся из-за горизонта, по-видимому, движутся вертикально по мере приближения. Их истинное положение в горизонтальном полете становится более очевидным, когда они находятся над головой, и когда они улетают, кажется, что они снижаются к горизонту.
Подробнее об этом эффекте вы можете прочитать здесь, но для целей этогй задачки достаточно показать, что, когда Тилман делал снимок, самолет приближался к нему, но все еще находился на некотором расстоянии и, вероятно, не над самим Берлином.
Итак, мы знаем, что Тилман был где-то в Берлине, а самолет направлялся к нему, как мы можем точно определить, где именно, не тратя часы на просмотр карт? Использование файла KML и функции 3D зданий Google Earth позволит нам (почти) идеально воссоздать изображение Тилмана, используя инверсионный след самолета в качестве точки отсчета. Для этого нам нужно определить, где находился самолет относительно Берлина, когда Тилман делал снимок.
Самолеты движутся очень быстро. Используя ползунок времени, мы можем видеть, что в 07:11 UTC (08:11 по берлинскому времени) самолет находился далеко от Берлина, примерно недалеко от Бранденбурга:
Самолеты движутся очень быстро. Используя ползунок времени, мы можем видеть, что в 07:11 UTC (08:11 по берлинскому времени) самолет находился далеко от Берлина, примерно недалеко от Бранденбурга:
Всего через пять минут самолет почти скрылся из виду и уже полностью пролетел над Берлином:
Итак, чтобы попытаться воссоздать вид с земли, нам нужно попытаться поймать момент, когда самолет направлялся над горизонтом к позиции Тилмана. Но если я не знаю, где был Тилман, как я могу начать воссоздавать вид в Google Earth? Это непросто, но небольшой метод проб и ошибок быстро все прояснит. Вспомнив, что Тилман, должно быть, находился к северу от траектории полета, я сосредоточился на уровне земли у Бранденбургских ворот и повернулся лицом на запад, так как Тилман был на снимке:
Обратите внимание, что траектория самолета (серая линия на горизонте) видна с уровня земли в Google Earth. Файл KML также содержит данные о высоте, поэтому самолет будет отображаться на правильной высоте относительно земли.
На этой фотографии время установлено на 07:11 UTC. На самом деле в этот момент самолет находился рядом с городом Бранденбург (примерно в 60 км / 37 милях от Бранденбургских ворот), но вы можете видеть, как Google Earth воспроизводит эффект вертикального положения самолета в небе из-за кривизны земли. Вот тот же вид всего две минуты спустя в 07:13 UTC:
И снова в 07:15 по Гринвичу. Обратите внимание, что к этому моменту самолет полностью прошел над головой. Это также означает, что Тилман, должно быть, сделал фотографию до 07:15 UTC:
Таким образом, чтобы Тилман увидел самолет, приближающийся к нему вертикально, как на картинке, он должен был сделать снимок не ранее 07:08 UTC и уж точно не позже 07:15 UTC. Чтобы попытаться наилучшим образом воссоздать точные условия, я установил ползунок времени на 07:13 UTC, что дало следующий вид:
На своем снимке Тилман смотрит почти прямо перед собой, поэтому, чтобы воссоздать тот же вид, мы должны быть в состоянии видеть самолет на той же высоте и под тем же углом, когда смотрим прямо перед собой с уровня земли. (Примечание: Чтобы “осмотреться” в Google Earth, просто удерживайте правую клавишу Ctrl и используйте мышь, чтобы осмотреться).
Все это, конечно, очень полезно, но Тилман не остановился у Бранденбургских ворот, но он не может быть далеко. Нам нужно установить еще более жесткие параметры, чтобы определить его точное местоположение.
Это будет простой вопрос перемещения на уровне земли в Google Earth до тех пор, пока угол траектории полета не совпадет с углом инверсионного следа на исходной фотографии. Я не использовал для этого никаких сложных математических формул. Я просто настроил свой рабочий стол таким образом и продолжал двигаться влево и вправо (на север и юг), пока угол не стал примерно одинаковым.
Подбор ракурса сделал все очень быстро. Поскольку я не мог быть на 100% точным с соответствующим углом инверсионного следа, я хотел установить границы поля, в котором должен был находиться отель Тилмана, а затем проверить область вручную. Чтобы сделать это, мне пришлось установить границу поиска на север, юг, восток и запад.
Установить восточную и западную границы было довольно просто. Тилман находится рядом с высоким зданием, поэтому я знал, что мне не придется высматривать окрестности, где здания поменьше. Пригороды Берлина с восточной и западной границ зоны поиска:
Как оказалось, это было слишком широкок, но, как всегда, лучше установить слишком большие границы, чем слишком маленькие.
Чтобы установить северную границу, я двигался “вправо”, глядя на запад, пока угол инверсионного следа не стал слишком плоским по сравнению с исходной точкой обзора.. Это означало, что я, должно быть, нахожусь слишком далеко к северу от позиции Тилмана:
Затем тот же процесс повторился, переместившись на юг, то есть влево. На этот раз я понял, что зашел слишком далеко, когда угол инверсионного следа стал слишком крутым:
В этот момент я был слишком далеко на юге. Угол инверсионного следа здесь ближе к абсолютно вертикальному, чем на исходном изображении, так что я зашел слишком далеко.
Просто чтобы доказать ранее высказанную мысль – обратите внимание, что происходит, когда я перестаю находиться к северу от траектории полета, а затем двигаюсь к югу от нее. Угол полностью перевернут:
Вот как можно было быть абсолютно уверенным в том, что если самолет летел строго на восток, то Тилман должен был находиться к северу от траектории полета.
Итак, теперь у меня была красивая синяя область поиска, выделенная в Google Earth. Тилман должен быть где-то там, но нужно еще больше сузить круг, прежде чем осматриваться на уровне улицы.
Я добавил красным области, на которых не было никаких крупных зданий, подобных тому, что изображено на картинке, например, парковые зоны или загородное жилье.
Тилман должен находиться в синей области, а не в красной. Я знал, что был немного чересчур щедр с первоначальными границами, но я не хотел ничего непреднамеренно упустить. Даже если сделать его немного большим, зона поиска все равно будет иметь ширину всего 2 км, так что проверка не займет много времени.
Затем мне просто нужно было повернуться лицом примерно на запад к приближающемуся самолету, как это сделал Тилман:
Затем я двинулся с востока на Запад через весь город на этой высоте:
Слева есть знакомое здание…
Идеальное совпадение! Это означает, что отель, из которого Тилман сделал свою фотографию, был отелем H+ Mitte Berlin:
Итак, насколько точной была моя попытка воссоздать изображение инверсионного следа? Это было довольно близко. Чтобы самолет находился в таком положении относительно Тилмана, он должен был сделать снимок примерно в 07:13-07:14 UTC (08:13-08:14 по местному времени).
Вот оригинал и Google Earth бок о бок для сравнения:
Мы даже можем примерно определить, в каком номере он, должно быть, останавливался в отеле H+:
Это, безусловно, было самое сложное испытание, которое я когда-либо пытался выполнить. Если вы хотите попробовать повторить эту задачу самостоятельно, файл KML доступен здесь.