Populariteten og overkommeligheden af ubemandede luftfartøjer (UAV'er) har gavnet mange industrier ved at reducere omkostninger og øge personalets sikkerhed. Men hvad med det videnskabelige samfund? Hundredvis, hvis ikke tusindvis, af uafhængige forskere og universiteter over hele verden bruger disse UAV'er til at udføre komplekse videnskabelige eksperimenter på nye måder.
Vi har en tendens til at fokusere på de industrielle og kommercielle anvendelser af droner, men ren videnskab drager også fordel af luftfartens overkommelige priser og tilgængelighed, når budgetterne er stramme, og tiden til at gennemføre eksperimenter er afgørende.
For eksempel samarbejdede adskillige polske forskere om en omfattende undersøgelse af kysterosion ved hjælp af adskillige nye teknologier såsom luftbåren LiDAR og batymetri.
Pawel Tysiac og Rafal Ossowski fra Det Fakultet for Byggeri og Miljøteknik ved Gdansk Teknologiske Universitet har i samarbejde med Lukasz Janowski fra Det Maritime Akademi ved Det Maritime Universitet i Gdynia og Damian Moskalewicz fra Institut for Geomorfologi og Kvartærgeologi ved Det Oceanografiske og Geografiske Fakultet ved Gdansk Universitet kulmineret i en omfattende undersøgelse af erosionen af en del af den polske kyst (mere specifikt en 1-mile lang strækning af den sydlige Østersø).
Artiklen har titlen "Vurdering af kystnære klippenedbrydning ved hjælp af drone- og ortofotodata og bathymetrisk LiDAR i Google Earth Engine". Den blev offentliggjort i Scientific Reports, januar 2025, og er et godt eksempel på brugen af nye teknologier til at indsamle data, der er afgørende for at forstå de måder, hvorpå naturen ændrer geografi.
Vi havde mulighed for at tale med Pawel Tysiac, en af forfatterne til undersøgelsen, for bedre at forstå droners og LiDARs indflydelse på deres projekt.
"Traditionelle metoder til overvågning af klippeerosion kræver typisk arbejdskrævende feltarbejde og komplekse beregninger af rumlige punktfordelinger ved hjælp af traditionelle landmålingsteknikker," sagde Pawel. "I modsætning hertil tilbyder nylige fremskridt inden for fjernmåling og maskinlæring nye metoder til at vurdere klippenedbrydning med større effektivitet og nøjagtighed."
Kystforringelser har tiltrukket sig opmærksomhed fra regeringer og forskere over hele verden i takt med at antallet af naturkatastrofer stiger, og hver katastrofe forårsager mere og mere skade på befolkninger og geografiske miljøer.
"I denne artikel bruger vi udtrykket 'nedbrydning af klippeskær' bredt. Vi definerer det som den samlede, ultimative påvirkning af ændringer i erosive kystklipper forårsaget af en række faktorer og processer, herunder komplekse litologiske og hydrogeologiske miljøer, stormflodsbølgeaktivitet, nedbør, vind og menneskelige aktiviteter, der fører til udviklingen af storskalabevægelser og deres påvirkninger, såsom jordskred, forkastninger, sprækker og affald," sagde Pawel. "Baseret på dette er en central præmis for denne undersøgelse, at det elektromagnetiske bølgereflektansspektrum varierer i områder, der er berørt af nedbrydning. I tilfælde af kystklipper kan ændringer i materialeaggregering, vegetation og andre faktorer føre til betydelige forskelle."
I dag er fjernmåling standardmetoden til overvågning af kystmiljøer. Ved at bruge forskellige typer billeder og data indsamlet fra satellitter, luftbårne platforme og jordbaserede sensorer kan forskere få detaljerede og opdaterede geografiske oplysninger om kystområder. Billedrammer med rettidig opløsning muliggør observation af ændringer i kystmorfologien over tid og hjælper med at identificere de områder, der er mest berørt af naturkatastrofer. I dette tilfælde brugte forfatterne luftfotografering, som giver billeder i høj opløsning, der er nyttige til detaljerede før-og-efter-sammenligninger. Der er dog problemet med forskellige belysningstidspunkter på billederne, hvilket fører til forskellige objekter, der skal behandles. Med hensyn til fotogrammetri skal flyvninger udføres under lignende forhold, men der er stadig nogle problemer med sæsonbestemte variationer i denne henseende.
"Vi besluttede at bruge LiDAR som et alternativ til at håndtere skiftende lysforhold," siger Pawel. "LiDAR-data er afgørende for at måle kysttopografiske ændringer med høj nøjagtighed og hjælper med at filtrere data fra vegetation eller isolerede punkter. Det vigtigste produkt af LiDAR er Digital Elevation Model (DEM), som bruges til at skabe en 3D-repræsentation af kystlandskabet. Disse modeller hjælper med at forstå den rumlige fordeling af erosion ved at beregne modeller over tid."
Problemet opstod, fordi den del af kystnære nedbrydning, der forekommer under vandet, spiller en væsentlig rolle i at forårsage dette fænomen, deraf beslutningen om at bruge LiDAR som et batymetrisk værktøj.
Pawel sagde: "Resultaterne af undersøgelsen giver os indsigt i, hvordan kystklipper reagerer på nuværende og fremtidige klimaændringer, især stigende havniveauer og øget stormaktivitet." "Forbedring af traditionelle geotekniske undersøgelser ved at udnytte foreslåede avancerede fjernmålingsteknologier, såsom brugen af droner og luftbårne undersøgelser, giver en model for andre områder, der står over for lignende udfordringer. Indsigten fra denne undersøgelse kan informere kystforvaltningspolitikker ikke kun i Polen, men også i andre regioner med lignende geologiske og miljømæssige forhold. Effektive forvaltningsplaner baseret på sådan forskning kan bidrage til at afbøde de risici for menneskeliv og infrastruktur, som erosion og ustabilitet af kystklipper udgør."
Ved at kombinere luft- og maritim informationsindsamling fra selvkørende køretøjer var denne gruppe af forskere i stand til at forbedre datakvaliteten, præcisionen af konklusionerne og tilstrækkeligheden af de foranstaltninger, der blev truffet for at afbøde skaderne på geografien og beboerne i de berørte områder.
Opslagstidspunkt: 12. feb. 2025