Populariteten och prisvärdheten hos obemannade flygfordon (UAV) har gynnat många branscher genom att minska kostnaderna och öka personalsäkerheten. Men hur är det med det vetenskapliga samfundet? Hundratals, om inte tusentals, av oberoende forskare och universitet runt om i världen använder dessa UAV: er för att genomföra komplexa vetenskapliga experiment på nya sätt.
Vi tenderar att fokusera på de industriella och kommersiella tillämpningarna av UAV: er, men ren vetenskap drar också nytta av luftfarten och tillgängligheten av luftfarten när budgetarna är trånga och tid att slutföra experiment är kritiskt.
Till exempel samarbetade flera polska forskare om en omfattande studie av kusterosion, med flera nya tekniker som luftburen lidar och badymetri.
Pawel Tysiac and Rafal Ossowski of the Faculty of Civil and Environmental Engineering at the Gdansk University of Technology, in collaboration with Lukasz Janowski of the Maritime Academy of the Maritime University of Gdynia and Damian Moskalewicz of the Department of Geomorphology and Quaternary Geology at the Faculty of Oceanography and Geography of the University of Gdansk, have culminated in En omfattande studie av erosionen av en del av den polska kusten (mer mer specifikt en 1 mil lång sträcka av södra Östersjön).
Uppsatsen har titeln "Bedömning av kustnedbrytning med användning av drone och ortofoto -data och badymetriska lidar i Google Earth -motor". Det publicerades i Scientific Reports, januari 2025 och är ett utmärkt exempel på användningen av ny teknik för att samla in data som är avgörande för att förstå hur naturen förändrar geografi.
Vi hade möjlighet att prata med Pawel Tysiac, en av studiens författare, för att bättre förstå effekterna av drönare och Lidar på deras projekt.
"Traditionella metoder för att övervaka klipp erosion kräver vanligtvis arbetsintensivt fältarbete och komplexa beräkningar av rumsliga punktfördelningar med traditionella markmätningstekniker," sade Pawel. "Däremot erbjuder de senaste framstegen inom fjärravkänning och maskininlärning nya metoder för att bedöma klippnedbrytning med större effektivitet och noggrannhet."
Kustnedbrytning har väckt uppmärksamhet från regeringar och forskare runt om i världen när antalet naturkatastrofer ökar och varje katastrof orsakar mer och mer skada på befolkningar och geografiska miljöer.
"I det här dokumentet använder vi termen" bluffnedbrytning "i stort sett. Vi definierar det som den övergripande ultimata effekten av förändringar i erosiva kustklippor orsakade av en mängd olika faktorer och processer, inklusive komplexa litologiska och hydrogeologiska miljöer, stormvågsaktiviteter, regn, vindblåsning och mänskliga aktiviteter som leder till utvecklingen av stora rörelser och deras implayer, sådana marker, fauster, fauser, fays, fays, fays, fays, fays, fays, and fissures, and coman skräp, "sa Pawel. "Baserat på detta är en viktig premiss för denna studie att det elektromagnetiska vågreflektansspektrumet varierar i områden som påverkas av nedbrytning. När det gäller kustbluffar kan förändringar i materiell aggregering, vegetation och andra faktorer leda till betydande skillnader."
Idag är fjärravkänning standardmetoden för att övervaka kustmiljöer. Genom att använda olika typer av bilder och data som samlas in från satelliter, luftburna plattformar och markbaserade sensorer kan forskare få detaljerad och uppdaterad rumslig information om kustområden. I rätt tid upplösningsramar möjliggör observation av förändringar i kustmorfologi över tid och hjälper till att identifiera områden som påverkas av naturkatastrofer. I detta fall använde författarna flygfotografering, som ger bilder med hög upplösning användbar för detaljerade före och efter jämförelser. Det finns emellertid problemet med olika tider för belysning på bilderna, vilket leder till att olika objekt ska behandlas. När det gäller fotogrammetri måste flyg genomföras under liknande förhållanden, men det finns fortfarande vissa problem med säsongsvariationer i detta avseende.
"Vi beslutade att använda Lidar som ett alternativ för att hantera förändrade belysningsförhållanden," säger Pawel. "LiDAR -data är avgörande för att mäta kusttopografiska förändringar med hög noggrannhet, vilket hjälper till att filtrera data från vegetation eller isolerade punkter. Den viktigaste produkten av LIDAR är den digitala höjdmodellen (DEM), som används för att skapa en 3D -representation av kustlandskapet. Dessa modeller hjälper till att förstå den rumsliga fördelningen av erosion genom att beräkna modeller över tid." "
Problemet uppstod eftersom komponenten i kustnedbrytning som inträffar under vattnet spelar en viktig roll för att få detta fenomen att uppstå, därmed beslutet att använda Lidar som ett badymetriskt verktyg.
Pawel sa: "Resultaten av studien ger oss inblick i hur kustklippor svarar på nuvarande och framtida klimatförändringar, särskilt havsnivån och ökad stormaktivitet." "Enhancing traditional geotechnical surveys by utilizing proposed advanced remote sensing technologies, such as the use of drones and airborne surveys, provides a model for other areas facing similar challenges. The insights gained from this study can inform coastal management policies not only in Poland, but also in other regions with similar geological and environmental conditions. Effective management plans based on such research can help mitigate the risks to human life and infrastructure posed by Kustklipperosion och instabilitet. "
Genom att kombinera flyg- och maritim informationsinsamling från autonoma fordon kunde denna grupp forskare förbättra kvaliteten på uppgifterna, precision i slutsatserna och tillräckligheten av de åtgärder som vidtagits för att mildra skadan på geografin och invånarna i de drabbade områdena.
Posttid: feb-12-2025