Die gewildheid en bekostigbaarheid van onbemande lugvoertuie (UAV's) het baie nywerhede bevoordeel deur koste te verminder en personeelveiligheid te verhoog. Maar wat van die wetenskaplike gemeenskap? Honderde, indien nie duisende, onafhanklike wetenskaplikes en universiteite regoor die wêreld gebruik hierdie UAV's om komplekse wetenskaplike eksperimente op nuwe maniere uit te voer.
Ons is geneig om te fokus op die industriële en kommersiële toepassings van onbemande vliegtuie (HOV's), maar suiwer wetenskap trek ook voordeel uit die bekostigbaarheid en beskikbaarheid van lugvaart wanneer begrotings knap is en tyd om eksperimente te voltooi krities is.
Byvoorbeeld, verskeie Poolse wetenskaplikes het saamgewerk aan 'n omvattende studie van kuserosie, deur gebruik te maak van verskeie nuwe tegnologieë soos luggedraagde LiDAR en batimetrie.
Pawel Tysiac en Rafal Ossowski van die Fakulteit Siviele en Omgewingsingenieurswese aan die Gdansk Universiteit van Tegnologie, in samewerking met Lukasz Janowski van die Maritieme Akademie van die Maritieme Universiteit van Gdynia en Damian Moskalewicz van die Departement Geomorfologie en Kwaternêre Geologie aan die Fakulteit Oseanografie en Geografie van die Universiteit van Gdansk, het gekulmineer in 'n omvattende studie van die erosie van 'n gedeelte van die Poolse kus (meer spesifiek, 'n 1-myl-strek van die suidelike Oossee).
Die artikel is getiteld "Assessment of coastal cliff degradation using hommeltuig- en ortofotodata en batimetriese LiDAR in Google Earth Engine". Dit is gepubliseer in Scientific Reports, Januarie 2025 en is 'n uitstekende voorbeeld van die gebruik van nuwe tegnologieë om data in te samel wat krities is om die maniere waarop die natuur geografie verander, te verstaan.
Ons het die geleentheid gehad om met Pawel Tysiac, een van die studie se outeurs, te praat om die impak van hommeltuie en LiDAR op hul projek beter te verstaan.
"Tradisionele metodes om kranserosie te monitor, vereis tipies arbeidsintensiewe veldwerk en komplekse berekeninge van ruimtelike puntverspreidings met behulp van tradisionele landopmetingstegnieke," het Pawel gesê. "In teenstelling hiermee bied onlangse vooruitgang in afstandwaarneming en masjienleer nuwe metodes om kransdegradasie met groter doeltreffendheid en akkuraatheid te bepaal."
Kusdegradasie het die aandag van regerings en wetenskaplikes regoor die wêreld getrek namate die aantal natuurrampe toeneem en elke ramp meer en meer skade aan bevolkings en geografiese omgewings veroorsaak.
"In hierdie artikel gebruik ons die term 'klipdegradasie' breedweg. Ons definieer dit as die algehele uiteindelike impak van veranderinge in erosiewe kuskranse wat veroorsaak word deur 'n verskeidenheid faktore en prosesse, insluitend komplekse litologiese en hidrogeologiese omgewings, stormvloedgolfaktiwiteit, reënval, windwaai en menslike aktiwiteite wat lei tot die ontwikkeling van grootskaalse bewegings en hul impakte, soos grondverskuiwings, verskuiwings, skeure en puin," het Pawel gesê. "Gebaseer hierop, is 'n sleuteluitgangspunt van hierdie studie dat die elektromagnetiese golfreflektansiespektrum wissel in gebiede wat deur degradasie geraak word. In die geval van kuskranse kan veranderinge in materiaalaggregasie, plantegroei en ander faktore tot beduidende verskille lei."
Vandag is afstandwaarneming die standaardmetode vir die monitering van kusomgewings. Deur gebruik te maak van verskillende tipes beelde en data wat van satelliete, lugplatforms en grondgebaseerde sensors versamel word, kan navorsers gedetailleerde en opgedateerde ruimtelike inligting oor kusgebiede verkry. Tydige resolusie-raambeelde maak dit moontlik om veranderinge in kusmorfologie oor tyd waar te neem en help om gebiede wat die meeste deur natuurrampe geraak word, te identifiseer. In hierdie geval het die outeurs lugfotografie gebruik, wat hoëresolusiebeelde verskaf wat nuttig is vir gedetailleerde voor-en-na-vergelykings. Daar is egter die probleem van verskillende tye van beligting op die beelde, wat daartoe lei dat verskillende voorwerpe verwerk moet word. Wat fotogrammetrie betref, moet vlugte onder soortgelyke toestande uitgevoer word, maar daar is steeds 'n paar probleme met seisoenale variasies in hierdie verband.
"Ons het besluit om LiDAR as 'n alternatief te gebruik om veranderende ligtoestande te hanteer," sê Pawel. "LiDAR-data is noodsaaklik om kustopografiese veranderinge met hoë akkuraatheid te meet, wat help om data van plantegroei of geïsoleerde punte te filter. Die belangrikste produk van LiDAR is die Digitale Hoogtemodel (DEM), wat gebruik word om 'n 3D-voorstelling van die kuslandskap te skep. Hierdie modelle help om die ruimtelike verspreiding van erosie te verstaan deur modelle oor tyd te bereken."
Die probleem het ontstaan omdat die komponent van kusdegradasie wat onder water plaasvind, 'n belangrike rol speel in die veroorsaking van hierdie verskynsel, vandaar die besluit om LiDAR as 'n batimetriese instrument te gebruik.
Pawel het gesê: "Die resultate van die studie gee ons insig in hoe kuskranse reageer op huidige en toekomstige klimaatsverandering, veral seevlakstyging en verhoogde stormaktiwiteit." "Die verbetering van tradisionele geotegniese opnames deur gebruik te maak van voorgestelde gevorderde afstandwaarnemingstegnologieë, soos die gebruik van hommeltuie en lugopnames, bied 'n model vir ander gebiede wat soortgelyke uitdagings in die gesig staar. Die insigte wat uit hierdie studie verkry word, kan kusbestuursbeleide nie net in Pole inlig nie, maar ook in ander streke met soortgelyke geologiese en omgewingstoestande. Doeltreffende bestuursplanne gebaseer op sulke navorsing kan help om die risiko's vir menslike lewe en infrastruktuur wat deur kuskranseerosie en -onstabiliteit veroorsaak word, te verminder."
Deur die insameling van lug- en maritieme inligting van outonome voertuie te kombineer, kon hierdie groep wetenskaplikes die gehalte van die data, die akkuraatheid van die gevolgtrekkings en die toereikendheid van die stappe wat geneem is om die skade aan die geografie en inwoners van die betrokke gebiede te verminder, verbeter.
Plasingstyd: 12 Februarie 2025