A pilóta nélküli légi járművek (UAV-k) népszerűsége és megfizethetősége számos iparág számára előnyös volt a költségek csökkentésével és a személyzet biztonságának növelésével. De mi a helyzet a tudományos közösséggel? Világszerte több száz, ha nem több ezer független tudós és egyetem használja ezeket a pilóta nélküli légi járműveket komplex tudományos kísérletek újszerű elvégzésére.
Hajlamosak vagyunk a pilóta nélküli repülőgépek ipari és kereskedelmi alkalmazásaira összpontosítani, de a tiszta tudomány is profitál a repülés megfizethetőségéből és elérhetőségéből, amikor szűkösek a költségvetések, és a kísérletek elvégzéséhez szükséges idő kritikus fontosságú.
Például több lengyel tudós működött együtt a part menti erózió átfogó tanulmányozásában, számos új technológiát, például a levegőből származó LiDAR-t és a batimetriát alkalmazva.
Pawel Tysiac és Rafal Ossowski, a Gdanski Műszaki Egyetem Építőmérnöki és Környezetmérnöki Karának munkatársai, Lukasz Janowskival, a Gdyniai Tengerészeti Egyetem Tengerészeti Akadémiájának munkatársával és Damian Moskalewiczzel, a Gdanski Egyetem Óceántani és Földrajzi Karának Geomorfológiai és Negyedidőszaki Geológiai Tanszékének munkatársával együttműködve átfogó tanulmányt készítettek a lengyel partvidék egy részének (pontosabban a Balti-tenger déli részének 1,6 kilométeres szakaszának) eróziójáról.
A tanulmány címe: „A parti sziklák leromlásának felmérése drón- és ortofotó adatok, valamint batimetrikus LiDAR felhasználásával a Google Earth Engine-ben”. A tanulmány a Scientific Reports folyóiratban jelent meg 2025 januárjában, és kiváló példa arra, hogyan lehet új technológiákat használni olyan adatok gyűjtésére, amelyek kritikus fontosságúak a természet földrajzát befolyásoló tényezők megértéséhez.
Lehetőségünk volt beszélgetni Pawel Tysiac-kal, a tanulmány egyik szerzőjével, hogy jobban megértsük a drónok és a LiDAR hatását a projektjükre.
„A sziklaerózió monitorozásának hagyományos módszerei jellemzően munkaigényes terepmunkát és a térbeli ponteloszlás komplex számításait igénylik hagyományos földmérési technikákkal” – mondta Pawel. „Ezzel szemben a távérzékelés és a gépi tanulás terén elért legújabb eredmények új módszereket kínálnak a szikladegradáció nagyobb hatékonyságú és pontosságú felmérésére.”
A tengerparti leromlás világszerte felkeltette a kormányok és tudósok figyelmét, mivel a természeti katasztrófák száma növekszik, és minden katasztrófa egyre nagyobb károkat okoz a lakosságnak és a földrajzi környezetnek.
„Ebben a tanulmányban a »szikladegradáció« kifejezést tág értelemben használjuk. Úgy definiáljuk, mint az eróziós parti sziklákban bekövetkező változások összességében és végső soron bekövetkező hatását, amelyet különféle tényezők és folyamatok okoznak, beleértve az összetett litológiai és hidrogeológiai környezetet, a viharhullám-aktivitást, a csapadékot, a szélfúvást és az emberi tevékenységeket, amelyek nagymértékű mozgások kialakulásához és azok hatásaihoz vezetnek, mint például földcsuszamlások, vetők, repedések és törmelékek” – mondta Pawel. „Ennek alapján a tanulmány egyik fő előfeltevése, hogy az elektromágneses hullámok visszaverődési spektruma változik a degradáció által érintett területeken. A parti sziklák esetében az anyagaggregáció, a növényzet és más tényezők változásai jelentős különbségekhez vezethetnek.”
Napjainkban a távérzékelés a part menti környezetek monitorozásának standard módszere. A műholdakról, légi platformokról és földi érzékelőkről gyűjtött különféle képek és adatok felhasználásával a kutatók részletes és naprakész térbeli információkat szerezhetnek a part menti területekről. Az időben feltöltött képek lehetővé teszik a part menti morfológia időbeli változásainak megfigyelését, és segítenek azonosítani a természeti katasztrófák által leginkább sújtott területeket. Ebben az esetben a szerzők légifelvételeket használtak, amelyek nagy felbontású képeket biztosítanak, amelyek hasznosak a részletes előtte-utána összehasonlításokhoz. Azonban problémát jelent a képeken a megvilágítás eltérő időpontjai, ami különböző objektumok feldolgozásához vezet. A fotogrammetria szempontjából a repüléseket hasonló körülmények között kell végrehajtani, de ebben a tekintetben továbbra is vannak problémák az évszakos eltérésekkel.
„Úgy döntöttünk, hogy a LiDAR-t használjuk alternatív megoldásként a változó fényviszonyok kezelésére” – mondja Pawel. „A LiDAR-adatok elengedhetetlenek a part menti topográfiai változások nagy pontosságú méréséhez, segítve az adatok szűrését a növényzetből vagy az elszigetelt pontokból. A LiDAR legfontosabb terméke a digitális magasságmodell (DEM), amelyet a part menti táj 3D-s ábrázolásának létrehozására használnak. Ezek a modellek segítenek megérteni az erózió térbeli eloszlását azáltal, hogy időbeli modelleket számítanak ki.”
A probléma azért merült fel, mert a víz alatt bekövetkező part menti degradáció jelentős szerepet játszik a jelenség kialakulásában, ezért döntöttek a LiDAR batimetriai eszközként való használata mellett.
Pawel elmondta: „A tanulmány eredményei betekintést nyújtanak abba, hogyan reagálnak a part menti sziklák a jelenlegi és jövőbeli éghajlatváltozásra, különösen a tengerszint emelkedésére és a megnövekedett vihartevékenységre.” „A hagyományos geotechnikai felmérések fejlesztése a javasolt fejlett távérzékelési technológiák, például a drónok és a légi felmérések alkalmazásával modellként szolgálhat más, hasonló kihívásokkal küzdő területek számára. A tanulmányból származó ismeretek nemcsak Lengyelországban, hanem más, hasonló geológiai és környezeti adottságokkal rendelkező régiókban is tájékoztatást nyújthatnak a part menti gazdálkodási politikák kidolgozásához. Az ilyen kutatásokon alapuló hatékony gazdálkodási tervek segíthetnek enyhíteni a part menti sziklák eróziója és instabilitása által az emberi életre és az infrastruktúrára jelentett kockázatokat.”
Az önvezető járművekből származó légi és tengeri információgyűjtés kombinálásával ez a tudóscsoport javítani tudta az adatok minőségét, a következtetések pontosságát, valamint az érintett területek földrajzi és lakosságának kárainak enyhítésére tett intézkedések megfelelőségét.
Közzététel ideje: 2025. február 12.