Popularita a cenová dostupnosť bezpilotných lietadiel (UAV) prospela mnohým odvetviam znížením nákladov a zvýšením bezpečnosti personálu. Ale čo vedecká komunita? Stovky, ak nie tisíce, nezávislých vedcov a univerzít na celom svete používajú tieto UAV na vykonávanie zložitých vedeckých experimentov novými spôsobmi.
Zameriavame sa najmä na priemyselné a komerčné aplikácie bezpilotných lietadiel (UAV), ale aj čistá veda profituje z dostupnosti a cenovej dostupnosti letectva, keď sú rozpočty obmedzené a čas na dokončenie experimentov je kritický.
Napríklad niekoľko poľských vedcov spolupracovalo na komplexnej štúdii pobrežnej erózie s využitím niekoľkých nových technológií, ako je letecký LiDAR a batymetria.
Pawel Tysiac a Rafal Ossowski z Fakulty stavebného a environmentálneho inžinierstva Technickej univerzity v Gdansku v spolupráci s Lukaszom Janowskim z Námornej akadémie Námornej univerzity v Gdyni a Damianom Moskalewiczom z Katedry geomorfológie a kvartérnej geológie Fakulty oceánografie a geografie Gdanskej univerzity vyvrcholili komplexnou štúdiou erózie časti poľského pobrežia (konkrétnejšie 1 míľového úseku južného Baltského mora).
Článok má názov „Hodnotenie degradácie pobrežných útesov pomocou údajov z dronov a ortofotomatických snímok a batymetrického LiDARu v Google Earth Engine“. Bol publikovaný v časopise Scientific Reports v januári 2025 a je ukážkovým príkladom využitia nových technológií na zber údajov, ktoré sú kľúčové pre pochopenie spôsobov, akými príroda mení geografiu.
Mali sme možnosť porozprávať sa s Pawelom Tysiacom, jedným z autorov štúdie, aby sme lepšie pochopili vplyv dronov a LiDARu na ich projekt.
„Tradičné metódy monitorovania erózie útesov si zvyčajne vyžadujú prácnu prácu v teréne a zložité výpočty priestorového rozloženia bodov s použitím tradičných techník geodézie,“ povedal Pawel. „Naproti tomu nedávny pokrok v diaľkovom prieskume Zeme a strojovom učení ponúka nové metódy na posudzovanie degradácie útesov s väčšou účinnosťou a presnosťou.“
Degradácia pobrežia priťahuje pozornosť vlád a vedcov na celom svete, pretože počet prírodných katastrof rastie a každá katastrofa spôsobuje čoraz väčšie škody obyvateľstvu a geografickému prostrediu.
„V tomto článku používame termín „degradácia útesov“ v širšom zmysle. Definujeme ho ako celkový konečný dopad zmien eróznych pobrežných útesov spôsobených rôznymi faktormi a procesmi vrátane komplexného litologického a hydrogeologického prostredia, aktivity búrkových vĺn, zrážok, fúkania vetra a ľudských činností, ktoré vedú k rozvoju rozsiahlych pohybov a ich dopadom, ako sú zosuvy pôdy, zlomy, pukliny a trosky,“ povedal Pawel. „Na základe toho je kľúčovým predpokladom tejto štúdie, že spektrum odrazu elektromagnetických vĺn sa v oblastiach postihnutých degradáciou líši. V prípade pobrežných útesov môžu zmeny v agregácii materiálu, vegetácii a ďalších faktoroch viesť k významným rozdielom.“
Diaľkový prieskum Zeme je dnes štandardnou metódou monitorovania pobrežného prostredia. Využitím rôznych typov snímok a údajov zozbieraných zo satelitov, leteckých platforiem a pozemných senzorov môžu výskumníci získať podrobné a aktuálne priestorové informácie o pobrežných oblastiach. Snímky s včasným rozlíšením umožňujú pozorovať zmeny v morfológii pobrežia v priebehu času a pomáhajú identifikovať oblasti najviac postihnuté prírodnými katastrofami. V tomto prípade autori použili letecké snímkovanie, ktoré poskytuje snímky s vysokým rozlíšením užitočné na detailné porovnanie pred a po katastrofe. Existuje však problém s rôznym časom osvetlenia na snímkach, čo vedie k rôznym objektom, ktoré je potrebné spracovať. Z hľadiska fotogrametrie je potrebné lety vykonávať za podobných podmienok, ale v tomto ohľade stále existujú určité problémy so sezónnymi výkyvmi.
„Rozhodli sme sa použiť LiDAR ako alternatívu na zvládnutie meniacich sa svetelných podmienok,“ hovorí Pawel. „Dáta LiDAR sú nevyhnutné na meranie topografických zmien pobrežia s vysokou presnosťou a pomáhajú filtrovať dáta z vegetácie alebo izolovaných bodov. Najdôležitejším produktom LiDAR je digitálny model výšok (DEM), ktorý sa používa na vytvorenie 3D znázornenia pobrežnej krajiny. Tieto modely pomáhajú pochopiť priestorové rozloženie erózie výpočtom modelov v priebehu času.“
Problém vznikol, pretože zložka degradácie pobrežia, ktorá sa vyskytuje pod vodou, zohráva významnú úlohu pri vzniku tohto javu, a preto sa rozhodlo použiť LiDAR ako batymetrický nástroj.
Pawel povedal: „Výsledky štúdie nám poskytujú prehľad o tom, ako pobrežné útesy reagujú na súčasné a budúce klimatické zmeny, najmä na stúpanie hladiny morí a zvýšenú aktivitu búrok.“ „Zlepšenie tradičných geotechnických prieskumov využitím navrhovaných pokročilých technológií diaľkového prieskumu Zeme, ako je napríklad používanie dronov a leteckých prieskumov, poskytuje model pre ďalšie oblasti, ktoré čelia podobným výzvam. Poznatky získané z tejto štúdie môžu informovať politiky manažmentu pobrežia nielen v Poľsku, ale aj v iných regiónoch s podobnými geologickými a environmentálnymi podmienkami. Účinné plány manažmentu založené na takomto výskume môžu pomôcť zmierniť riziká pre ľudské životy a infraštruktúru, ktoré predstavuje erózia a nestabilita pobrežných útesov.“
Kombináciou leteckého a námorného zberu informácií z autonómnych vozidiel dokázala táto skupina vedcov zlepšiť kvalitu údajov, presnosť záverov a primeranosť opatrení prijatých na zmiernenie škôd na geografii a obyvateľoch postihnutých oblastí.
Čas uverejnenia: 12. februára 2025