Popularita a cenová dostupnost bezpilotních letounů (UAV) prospěla mnoha odvětvím, protože snížila náklady a zvýšila bezpečnost personálu. Ale co vědecká komunita? Stovky, ne-li tisíce, nezávislých vědců a univerzit po celém světě používají tyto bezpilotní letouny k provádění složitých vědeckých experimentů novými způsoby.
Obvykle se zaměřujeme na průmyslové a komerční aplikace bezpilotních letounů (UAV), ale čistá věda také těží z cenové dostupnosti a dostupnosti letectví, když jsou rozpočty napjaté a čas na dokončení experimentů je kritický.
Například několik polských vědců spolupracovalo na komplexní studii eroze pobřeží s využitím několika nových technologií, jako je letecký LiDAR a batymetrie.
Pawel Tysiac a Rafal Ossowski z Fakulty stavebního a environmentálního inženýrství Gdaňské technické univerzity ve spolupráci s Lukaszem Janowskim z Námořní akademie Námořní univerzity v Gdyni a Damianem Moskalewiczem z katedry geomorfologie a kvartérní geologie na Fakultě oceánografie a geografie Gdaňské univerzity vyvrcholili komplexní studií eroze části polského pobřeží (konkrétněji úseku jižního Baltského moře o délce 1 míle).
Článek s názvem „Hodnocení degradace pobřežních útesů s využitím dat z dronů a ortofotografií a batymetrického LiDARu v Google Earth Engine“. Byl publikován v časopise Scientific Reports v lednu 2025 a je ukázkovým příkladem využití nových technologií ke sběru dat, která jsou klíčová pro pochopení způsobů, jakými příroda mění geografii.
Měli jsme možnost hovořit s Pawelem Tysiacem, jedním z autorů studie, abychom lépe porozuměli dopadu dronů a LiDARu na jejich projekt.
„Tradiční metody monitorování eroze útesů obvykle vyžadují pracnou terénní práci a složité výpočty prostorového rozložení bodů s využitím tradičních technik geodetického měření,“ řekl Pawel. „Naproti tomu nedávný pokrok v dálkovém průzkumu Země a strojovém učení nabízí nové metody pro posuzování degradace útesů s větší efektivitou a přesností.“
Degradace pobřeží přitahuje pozornost vlád a vědců po celém světě, protože počet přírodních katastrof roste a každá katastrofa způsobuje stále větší škody obyvatelstvu a geografickému prostředí.
„V tomto článku používáme termín ‚degradace útesů‘ v širším smyslu. Definujeme ho jako celkový dopad změn erozivních pobřežních útesů způsobených řadou faktorů a procesů, včetně komplexního litologického a hydrogeologického prostředí, aktivity bouřkových vln, srážek, větru a lidské činnosti, které vedou k rozvoji rozsáhlých pohybů a jejich dopadům, jako jsou sesuvy půdy, zlomy, pukliny a trosky,“ řekl Pawel. „Na základě toho je klíčovým předpokladem této studie, že spektrum odrazivosti elektromagnetických vln se v oblastech postižených degradací liší. V případě pobřežních útesů mohou změny v agregaci materiálu, vegetaci a dalších faktorech vést k významným rozdílům.“
Dálkový průzkum Země je dnes standardní metodou pro monitorování pobřežního prostředí. Využitím různých typů snímků a dat shromážděných ze satelitů, leteckých platforem a pozemních senzorů mohou vědci získat detailní a aktuální prostorové informace o pobřežních oblastech. Snímky s včasným rozlišením umožňují pozorování změn v pobřežní morfologii v čase a pomáhají identifikovat oblasti nejvíce postižené přírodními katastrofami. V tomto případě autoři použili letecké snímkování, které poskytuje snímky s vysokým rozlišením užitečné pro detailní srovnání před a po katastrofě. Existuje však problém s různou dobou osvětlení snímků, což vede ke zpracování různých objektů. Z hlediska fotogrammetrie je třeba lety provádět za podobných podmínek, ale v tomto ohledu stále existují určité problémy se sezónními výkyvy.
„Rozhodli jsme se použít LiDAR jako alternativu k řešení měnících se světelných podmínek,“ říká Pawel. „Data LiDAR jsou nezbytná pro měření topografických změn pobřeží s vysokou přesností a pomáhají filtrovat data z vegetace nebo izolovaných bodů. Nejdůležitějším produktem LiDARu je digitální model výškové polohy (DEM), který se používá k vytvoření 3D znázornění pobřežní krajiny. Tyto modely pomáhají pochopit prostorové rozložení eroze výpočtem modelů v čase.“
Problém vznikl, protože složka degradace pobřeží, ke které dochází pod vodou, hraje významnou roli při vzniku tohoto jevu, a proto bylo rozhodnuto použít LiDAR jako batymetrický nástroj.
Pawel uvedl: „Výsledky studie nám poskytují vhled do toho, jak pobřežní útesy reagují na současné a budoucí klimatické změny, zejména na stoupání hladiny moří a zvýšenou bouřkovou aktivitu.“ „Vylepšení tradičních geotechnických průzkumů využitím navrhovaných pokročilých technologií dálkového průzkumu Země, jako je použití dronů a leteckých průzkumů, poskytuje model pro další oblasti, které čelí podobným výzvám. Poznatky získané z této studie mohou informovat o politikách správy pobřeží nejen v Polsku, ale i v dalších regionech s podobnými geologickými a environmentálními podmínkami. Efektivní plány správy založené na takovém výzkumu mohou pomoci zmírnit rizika pro lidské životy a infrastrukturu, která představuje eroze a nestabilita pobřežních útesů.“
Kombinací leteckého a námořního sběru informací z autonomních vozidel dokázala tato skupina vědců zlepšit kvalitu dat, přesnost závěrů a adekvátnost opatření přijatých ke zmírnění škod na geografii a obyvatelích postižených oblastí.
Čas zveřejnění: 12. února 2025