Fjernmålingskort over Canadas første motorvej til Arktis færdiggjort

Medlemmer af Alaska Center for Unmanned Aircraft Systems Integration (ACUASI) færdiggjorde for nylig et højopløsningskort over Inuvik-Tuktoyaktuk Highway, Canadas første alvejsvej til Arktis.

Teamet påtog sig projektet i 2019, fanger over 60, 000 overlappende luftfotos af den nye vej og en stor strækning af den tilstødende Dempster Highway med et fjernstyret SeaHunter-fly i et af de største ikke-militære fjernmålingsprojekter af sin art. Billederne blev kombineret ved hjælp af en metode kaldet fotogrammetri til en enkelt mosaik, som blev afsluttet i marts i år.

Den nye tosporede, all-weather grus highway slanger sig nordpå i 86 miles, forbi kanten af ​​den boreale skov og ind i den grænseløse tundra bagved, krydser adskillige vandløb undervejs, der understøtter fiskebestande, der er integreret i de oprindelige samfund i regionen. Disse fisk hører under fiskeri og oceaner Canada, som ønskede at finde en måde til sikkert og effektivt at overvåge potentielle ændringer i ferskvandshabitater.

"Med støtte fra den lokale fælles fiskeriforvaltningskomité og regeringen i de nordvestlige territorier, Fisheries and Oceans Canada var begejstret for at bruge SeaHunter som en mulighed for at teste fjernstyrede systemer i Canadas nord, hvor adgangen kan begrænses, "sagde Carolyn Bakelaar, en regional GIS-koordinator for afdelingen, som hjalp med at føre tilsyn med projektet.

ACUASI er en af ​​flere Geophysical Institute -faciliteter ved University of Alaska Fairbanks og er den største UAS -operatør i Arktis. ACAUSI havde tidligere samarbejdet med Transport Canada for at hjælpe med overvågning af truede hvaler i Canadas travleste sejlruter i St. Lawrence-bugten.

Men opgaven var ikke en lille opgave. For at kortlægge motorvejen, holdet skulle først installere en række udstyr på SeaHunter-flyet på 300 pund og designe en flyveplan, der ville give dem mulighed for at kortlægge hele Inuvik-Tuktoyaktuk Highway og en stor del af Dempster.

En gang på stedet, holdet arbejdede sammen med personalet i lufthavnen i Inuvik og Nav Canada for at koordinere deres undersøgelser uden at forstyrre andres flyvning i området, hvilket var sværere end man kunne forvente, i betragtning af byens størrelse.

"Mike Zubko Lufthavn i Inuvik er et logistikcenter for hele regionen, med rutinemæssigt planlagt pendler, fragt- og videnskabsmissioner, der afgår og ankommer næsten konstant, " sagde Andrew Wentworth, chefpiloten og stedfortrædende programchef for missionen.

SeaHunter var den første langtrækkende, fjernstyrede fly til at flyve ud af den regionale lufthavn, stå i kø mellem leviathan-lignende C-130 fragtfly og 737 passagerfly, inden de letter og lander under undersøgelser.

Koordinering af indsatsen mellem luftfartsembedsmænd og fjernstyrede flyoperatører har været et primært fokus for ACUASI-medarbejdere og forskere i de sidste mange år. Den enorme opgave blev gjort mere håndterbar af grundarbejdet, der blev sat i værk af et undersøgelsesteam før ankomst fra Transport Canada, ACUASI og canadiske luftfartsembedsmænd, sammen med en detaljeret logistikplan, der var to år undervejs.

En gang i flyvningen, SeaHunter gennemgik tusindvis af miles, fotografere hver kvadratcentimeter af vejene i overlappende intervaller. Eyal Saiet, en ACUASI fjernmålingsspecialist, syede disse billeder sammen ved hjælp af en proces kaldet fotogrammetri for at skabe en detaljeret mosaik. Teamet samlede så mange billeder i høj opløsning, at varigheden af ​​hver flyvning ikke blev bestemt af, hvor meget brændstof flyet havde tilbage, men i stedet af, hvor meget datalagring der var tilbage til billedet.

"Kameraet tog fotografier cirka en gang hvert sekund i næsten hele flyvningen, som nogle gange kunne vare op til otte timer, sagde Saiet.

Under de lange flyvninger, holdet kommunikerede med flyet og udstyret om bord via et netværk af polære kredsløbssatellitter, giver dem mulighed for at vurdere, hvor mange billeder der var blevet taget, og hvor meget hukommelse der stadig var tilgængelig.

På trods af arbejdsbyrden, dårligt arktisk vejr og travl landingsbane, besætningen gennemførte undersøgelserne med lidt over en uges flyvninger. Men at indsamle data var mindre end halvdelen af ​​historien. Tilbage i Fairbanks, den møjsommelige proces med at analysere omkring 60, 000 fotografier tilbage.

"Eyal havde den tvivlsomme sondring at skulle sortere nogle gange terabytes af billeder, " sagde Wentworth.

I det nordlige Canada, detaljerede kortlægningsprojekter udføres sporadisk af bemandede fly og kortlægges med LiDAR, eller med kortdistancedroner på bestemte steder af interesse. Men ubemandede fly, såsom SeaHunter, ses som et sikrere og mere brændstofeffektivt middel til at generere billeder i høj opløsning og højdemodeller over store områder.

"Typiske menneskelige pilotfotoundersøgelser udføres ved 20-30 cm pixelopløsninger, der henviser til, at satellitbillederne med højeste opløsning også kommer ind på 30 cm pixels, sagde Jurjen van der Sluijs, en ubemandet flysystemkoordinator med Northwest Territories Center for Geomatics, som samarbejdede om projektet. "Med en opløsning på 6 cm, Inuvik-Tuktoyaktuk Highway-billederne kan derfor vise flere detaljer, end hvad der ellers er tilgængeligt."

Både Wentworth og Saiet modtog for nylig Immediate Awards af Fisheries and Oceans Canada som en anerkendelse af det omhyggelige og krævende arbejde med at kortlægge motorvejene.

Med dette projekt bag sig, teamet ser frem til yderligere samarbejde med amerikanske og canadiske agenturer i fremtiden. Deres kontrakt med Transport Canada om at overvåge nordatlantiske rethvaler blev for nylig fornyet, hvilket betyder, at besætningen og SeaHunter forventer at tage tilbage til Atlanterhavet til sommer for at genoptage deres bestræbelser på at forhindre kollisioner mellem hval-fragtfartøjer.