Vinsældir og hagkvæmni ómönnuðra loftfara (UAV) hefur komið mörgum atvinnugreinum til góða með því að lækka kostnað og auka öryggi starfsfólks. En hvað með vísindasamfélagið? Hundruð, ef ekki þúsundir, sjálfstæðra vísindamanna og háskóla um allan heim nota þessi ómönnuð loftför til að framkvæma flóknar vísindalegar tilraunir á nýjan hátt.
Við höfum tilhneigingu til að einbeita okkur að iðnaðar- og viðskiptalegum notkun ómönnuðra loftfara, en hrein vísindi njóta einnig góðs af hagkvæmni og aðgengi að flugi þegar fjárhagsáætlun er þröng og tíminn til að ljúka tilraunum er mikilvægur.
Til dæmis unnu nokkrir pólskir vísindamenn saman að ítarlegri rannsókn á strandrofi og notuðu nokkrar nýjar tækni eins og loftborna LiDAR og dýptarmælingar.
Pawel Tysiac og Rafal Ossowski frá byggingar- og umhverfisverkfræðideild Tækniháskólans í Gdansk, í samstarfi við Lukasz Janowski frá Sjómannaskólanum við Sjómannaháskólann í Gdynia og Damian Moskalewicz frá jarðmyndunar- og fjórðungsjarðfræðideild við haffræði- og landafræðideild Háskólans í Gdansk, hafa lokið ítarlegri rannsókn á rofi á hluta pólsku strandlengjunnar (nánar tiltekið eins mílna kafla af suðurhluta Eystrasaltisins).
Greinin ber heitið „Mat á hnignun strandbjarga með því að nota dróna- og réttmyndagögn og dýptarmælingar á LiDAR í Google Earth Engine“. Hún birtist í Scientific Reports í janúar 2025 og er frábært dæmi um notkun nýrrar tækni til að safna gögnum sem eru mikilvæg til að skilja hvernig náttúran breytir landafræði.
Við fengum tækifæri til að ræða við Pawel Tysiac, einn af höfundum rannsóknarinnar, til að skilja betur áhrif dróna og LiDAR á verkefni þeirra.
„Hefðbundnar aðferðir til að fylgjast með rofi kletta krefjast yfirleitt vinnuaflsfrekrar vettvangsvinnu og flókinna útreikninga á dreifingu punkta í rúmfræði með hefðbundnum landmælingaaðferðum,“ sagði Pawel. „Aftur á móti bjóða nýlegar framfarir í fjarkönnun og vélanámi upp á nýjar aðferðir til að meta rof kletta með meiri skilvirkni og nákvæmni.“
Hnignun strandlengja hefur vakið athygli stjórnvalda og vísindamanna um allan heim þar sem fjöldi náttúruhamfara eykst og hver hamför veldur meira og meira tjóni á íbúum og landfræðilegu umhverfi.
„Í þessari grein notum við hugtakið „niðurbrot á hamrinum“ í víðara samhengi. Við skilgreinum það sem heildaráhrif breytinga á rofandi strandbjörgum af völdum ýmissa þátta og ferla, þar á meðal flókins jarðfræðilegs og vatnsfræðilegs umhverfis, stormbylgjuvirkni, úrkomu, vinds og athafna manna sem leiða til þróunar stórfelldra hreyfinga og áhrifa þeirra, svo sem skriðufalla, misgengis, sprungna og jarðar,“ sagði Pawel. „Byggt á þessu er lykilforsenda þessarar rannsóknar sú að endurskinsróf rafsegulbylgna er breytilegt á svæðum sem verða fyrir áhrifum af niðurbroti. Í tilviki strandbjörgunar geta breytingar á efnissöfnun, gróðri og öðrum þáttum leitt til verulegs mismunar.“
Í dag er fjarkönnun staðlaða aðferðin til að fylgjast með strandumhverfi. Með því að nota ýmsar gerðir mynda og gagna sem safnað er frá gervihnöttum, loftbornum pöllum og skynjurum á jörðu niðri geta vísindamenn fengið ítarlegar og uppfærðar landfræðilegar upplýsingar um strandsvæði. Myndir með tímanlegri upplausn gera kleift að fylgjast með breytingum á strandlögun með tímanum og hjálpa til við að bera kennsl á svæði sem hafa orðið fyrir mestum áhrifum náttúruhamfara. Í þessu tilviki notuðu höfundarnir loftmyndatökur, sem veita myndir í hárri upplausn sem eru gagnlegar til ítarlegrar samanburðar fyrir og eftir. Hins vegar er vandamálið með mismunandi lýsingartíma á myndunum, sem leiðir til þess að mismunandi hlutir þurfa að vera unnin. Hvað varðar ljósritun þarf að fljúga við svipaðar aðstæður, en það eru samt nokkur vandamál með árstíðabundnar sveiflur í þessu sambandi.
„Við ákváðum að nota LiDAR sem valkost til að takast á við breyttar birtuskilyrði,“ segir Pawel. „LiDAR gögn eru nauðsynleg til að mæla breytingar á landslagi strandlengjanna með mikilli nákvæmni og hjálpa til við að sía gögn frá gróðri eða einangruðum stöðum. Mikilvægasta afurð LiDAR er stafrænt hæðarlíkan (DEM), sem er notað til að búa til þrívíddarmynd af strandlandslaginu. Þessi líkön hjálpa til við að skilja dreifingu jarðvegsrofs með því að reikna líkön yfir tíma.“
Vandamálið kom upp vegna þess að sá þáttur í hnignun stranda sem á sér stað neðansjávar gegnir mikilvægu hlutverki í að valda þessu fyrirbæri, þess vegna var ákveðið að nota LiDAR sem dýptarmælingartæki.
Pawel sagði: „Niðurstöður rannsóknarinnar gefa okkur innsýn í hvernig strandbjörg bregðast við núverandi og framtíðar loftslagsbreytingum, einkum hækkun sjávarmáls og aukinni stormvirkni.“ „Að efla hefðbundnar jarðtæknilegar kannanir með því að nýta sér fyrirhugaðar háþróaðar fjarkönnunartækni, svo sem notkun dróna og loftkönnunar, veitir fyrirmynd fyrir önnur svæði sem standa frammi fyrir svipuðum áskorunum. Innsýnin sem fæst með þessari rannsókn getur upplýst stefnumótun um strandstjórnun ekki aðeins í Póllandi, heldur einnig á öðrum svæðum með svipaðar jarðfræðilegar og umhverfislegar aðstæður. Árangursríkar stjórnunaráætlanir byggðar á slíkum rannsóknum geta hjálpað til við að draga úr áhættu fyrir mannlíf og innviði sem stafar af rofi og óstöðugleika strandbjörg.“
Með því að sameina upplýsingaöflun úr lofti og sjó frá sjálfkeyrandi ökutækjum gat þessi hópur vísindamanna bætt gæði gagnanna, nákvæmni niðurstaðna og nægjanleika aðgerða sem gripið var til til að draga úr tjóni á landfræði og íbúa á viðkomandi svæðum.
Birtingartími: 12. febrúar 2025