Droner hjælper med at spore skovbrande, tælle dyreliv og kortplanter

Droner revolutionerer den måde, videnskabsmænd observerer, måle og overvåge det naturlige miljø. Fra at kortlægge mønstrene for skovbrande, som dem i Californien, at måle størrelsen af ​​vandmænds populationer, droner har potentialet til at forbedre vores forståelse af det naturlige miljø.

Selvom vi bruger forskellige navne til at henvise til droner — f.eks. fjernstyrede flysystemer eller ubemandede luftsystemer/køretøjer — der er stærk konsensus blandt det videnskabelige samfund om deres potentiale til at forbedre vores forståelse af den naturlige verden.

Teknologiske fremskridt og kommercielle investeringer på dronemarkedet har været fænomenale i løbet af de sidste 10 år, med skøn over, at det årlige globale marked kan nå op på over 40 milliarder US$ i 2024. Væksten i den kommercielle droneindustri betyder, at investeringer hjælper dem med at blive mindre, hurtigere, klogere, sikrere og nemmere at flyve.

The Integrated Remote Sensing Studio (IRSS) ved University of British Columbia's Faculty of Forestry er på forkant med forskning i nye anvendelser af droner. IRSS demonstrerer, at dens data kan være meget mere end bare smukke billeder. Arbejdet til dato har omfattet karakterisering af skovforyngelse, forbedring af skovopgørelsesmetoder, kortlægning af brandmønstre, estimering af vandmandspopulationer og kortlægning af hjemmehørende plantearter.

Økologiske forskningsapplikationer

Efter at have lært at betjene en drone sikkert, brugere kan erhverve en række videnskabelige data. For eksempel, droner, der flyver over en skovkrone, kan fange ekstremt detaljerede billeder og video, der hjælper med at studere vegetation, at identificere og tælle dyreliv og forbedre den økologiske forståelse.

Potentialet til hurtigt og nemt at indsætte droner i ellers svært tilgængelige miljøer giver forskere mulighed for at indsamle information, som tidligere har været for dyr at indsamle.

Drones evne til at fange data uden fysisk at gå ind i områder af interesse begrænser omkostningerne ved feltkampagner og reducerer menneskelig påvirkning af (til tider skrøbelige) økosystemer. Dette er vigtigt, især når man studerer sjældne arter af flora og fauna, som dem i arktiske miljøer.

Med vedvarende bekymringer om virkningerne af klimaændringer, dronedata fanger et øjebliksbillede i høj opløsning af miljøernes tilstand på et bestemt tidspunkt. I betragtning af at nogle droner er billige og lette at installere, gentagne flyvninger over det samme område over tid kan hjælpe med at belyse ændringer, der ellers ville gå ubemærket hen.

At se, hvordan miljøer ændrer sig over tid, er vigtigt for at forstå virkningerne af klimaændringer. For eksempel, droner kan hjælpe med at kvantificere ændringer i vegetationssammensætning, om væksten er konsistent, eller om naturlige forstyrrelser som brand eller insektangreb bliver mere udbredte.

Datatyper

Billeder og high-definition video ved hjælp af kameraer, som dem i en smartphone, er almindeligt anvendte. Udviklingen af ​​digitale fotogrammetriske teknikker, der konverterer billeder til 3D-data, hjælper med at beskrive vegetationens fysiske struktur.

Højteknologiske sensormuligheder — såsom nær-infrarød eller termisk — fanger det, vi ikke kan se med det blotte øje, og bliver mere almindelige. Lasersensorer, der skyder lysimpulser, hjælper forskere med at skabe 3D-repræsentationer af vegeterede områder for at informere ledelsesbeslutninger. Disse lasere, almindeligvis omtalt som lysdetektion og rækkevidde (LIDAR), findes også på nogle selvkørende biler.

Det brede udvalg af sensorer, der kan monteres på droner, betyder, at det allerede er en realitet at fange disse nyttige videnskabelige data. Oplysninger om skove - deres udbredelse, udseende og sundhed, sammen med detaljer om deres struktur – producerer banebrydende forskning og forbedrer skovforvaltningspraksis.

En fremtid med droner

Mange aspekter af droneteknologi gør dem mere og mere eftertragtede for videnskabelig forskning. Tidligere i år, vi udgav en kommentar i tidsskriftet Natur der argumenterede for, at standardisering af regler, forbedringer i flyvekontrol og yderligere udvikling af batteri- og softwareteknologi vil bidrage til at forbedre datakvaliteten og gøre droner mere effektive.

Fortsat investering i droneteknologi ansporer til hurtig udvikling i lithium-ion-batteriets effektivitet og kapacitet; lette hardwarematerialer som kulfiber, og reduktioner i komponentstørrelse. Disse hardwarefremskridt påvirker mængden af ​​tid, droner kan blive på himlen for at fange flere data, hvilket betyder mindre nedetid, flere data og stadig mere meningsfulde analyser.

Lovgivning og regulering

Mens den hurtige udvikling af droneteknologi er gode nyheder, det kan være svært at udvikle love og regler i samme tempo.

Sikkerheden og privatlivets fred for den brede offentlighed skal altid være topprioritet. Det har derfor været vigtigt for lovgiverne, teknologiske udviklere og slutbrugere til at samarbejde om, hvordan teknologi bruges, og hvordan regler kan opretholde sikkerhed og privatliv, samtidig med at de fortsætter med at fremme brugen.

Synslinjer

Et eksempel på den nuværende lovgivningsmæssige udvikling er muligheden for udvalgte brugere, som miljøforskere, at ansøge om at betjene droner uden for operatørens sigtelinje (BLOS).

De fleste føderale og jurisdiktionsregeringer over hele verden kræver, at operatører altid har visuel kontakt med deres drone. I nogle situationer, som at flyve en drone over en skov, det kan være meget svært for operatøren at holde dronen i syne. Operatører kan ansøge om en BLOS-tilladelse, angiver, hvordan de vil betjene deres drone i henhold til specifikke sikkerhedsprotokoller. Disse typer tilladelser forbedrer markant, hvordan droner kan bruges i svært tilgængelige områder. Det fremhæver også, hvordan opgaver som skovmåling eller dyretællingsprojekter kan gøres mere omkostningseffektive og nøjagtige ved hjælp af en drone.

Der er ingen tvivl om, at droner vil blive ved i en overskuelig fremtid, og at nye applikationer til deres brug vil fortsætte med at dukke op. De fordele de har haft, and continue to offer, in ecological research in such a short period is promising, helping researchers to better understand their environments with extremely high quality data. Ongoing imagery acquisitions will no doubt help in uncovering important findings and help to develop evidence-based policy.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.