Mehitamata õhusõidukite (UAV) populaarsus ja taskukohasus on toonud kasu paljudele tööstusharudele, vähendades kulusid ja suurendades töötajate ohutust. Aga kuidas on lood teadusringkondadega? Sajad, kui mitte tuhanded, sõltumatud teadlased ja ülikoolid üle maailma kasutavad neid UAV-sid keerukate teaduskatsete tegemiseks uutel viisidel.
Kipume keskenduma mehitamata õhusõidukite tööstuslikele ja kaubanduslikele rakendustele, kuid ka puhas teadus saab kasu lennunduse taskukohasusest ja kättesaadavusest olukorras, kus eelarved on piiratud ja katsete lõpuleviimise aeg on kriitilise tähtsusega.
Näiteks tegid mitmed Poola teadlased koostööd rannikuerosiooni põhjaliku uuringu kallal, kasutades mitmeid uusi tehnoloogiaid, nagu õhust mõõdetav LiDAR ja batümeetria.
Gdański Tehnikaülikooli tsiviil- ja keskkonnatehnika teaduskonna teadlased Pawel Tysiac ja Rafal Ossowski koostöös Gdynia Mereülikooli Mereakadeemia teadlase Lukasz Janowski ja Gdański Ülikooli okeanograafia ja geograafia teaduskonna geomorfoloogia ja kvaternaarigeoloogia osakonna teadlase Damian Moskalewicziga on lõpetanud Poola ranniku osa (täpsemalt 1 miili pikkuse Läänemere lõunaosa) erosiooni põhjaliku uuringu.
Artikli pealkiri on „Rannikukaljude lagunemise hindamine drooni- ja ortofotoandmete ning batümeetrilise LiDAR-i abil Google Earth Engine'is“. See avaldati ajakirjas Scientific Reports jaanuaris 2025 ja on suurepärane näide uute tehnoloogiate kasutamisest andmete kogumiseks, mis on olulised looduse geograafiat muutvate viiside mõistmiseks.
Meil oli võimalus vestelda uuringu ühe autori Pawel Tysiaciga, et paremini mõista droonide ja LiDAR-i mõju nende projektile.
„Traditsioonilised kaljuerosiooni jälgimise meetodid nõuavad tavaliselt töömahukat välitööd ja keerulisi ruumiliste punktide jaotuse arvutusi, kasutades traditsioonilisi maamõõtmistehnikaid,“ ütles Pawel. „Seevastu pakuvad kaugseire ja masinõppe hiljutised edusammud uusi meetodeid kaljude lagunemise hindamiseks suurema efektiivsuse ja täpsusega.“
Rannikualade halvenemine on pälvinud valitsuste ja teadlaste tähelepanu kogu maailmas, kuna loodusõnnetuste arv suureneb ja iga katastroof põhjustab üha suuremat kahju elanikkonnale ja geograafilisele keskkonnale.
„Selles artiklis kasutame terminit „kaljude lagunemine” laias tähenduses. Me defineerime seda kui erosiooniliste rannikukaljude muutuste üldist lõppmõju, mis on põhjustatud mitmesugustest teguritest ja protsessidest, sealhulgas keerulisest litoloogilisest ja hüdrogeoloogilisest keskkonnast, tormilainete aktiivsusest, sademetest, tuulest ja inimtegevusest, mis viivad ulatuslike liikumiste ja nende mõjude, näiteks maalihkete, murrangute, lõhede ja rusude tekkeni,“ ütles Pawel. „Selle põhjal on selle uuringu peamine eeldus, et elektromagnetlainete peegeldusspekter varieerub lagunemisest mõjutatud piirkondades. Rannikukaljude puhul võivad materjali agregatsiooni, taimestiku ja muude tegurite muutused põhjustada olulisi erinevusi.“
Tänapäeval on kaugseire rannikukeskkonna seire standardmeetod. Kasutades satelliitidelt, õhuplatvormidelt ja maapealsetelt anduritelt kogutud erinevat tüüpi pilte ja andmeid, saavad teadlased saada rannikualade kohta üksikasjalikku ja ajakohast ruumiteavet. Õigeaegse eraldusvõimega kaadripildid võimaldavad jälgida ranniku morfoloogia muutusi aja jooksul ja aitavad tuvastada loodusõnnetuste poolt enim mõjutatud alasid. Sel juhul kasutasid autorid õhust fotograafiat, mis pakub kõrgresolutsiooniga pilte, mis on kasulikud detailsete enne ja pärast võrdluste tegemiseks. Siiski on piltidel erineva valgustusajaga seotud probleem, mis viib erinevate objektide töötlemiseni. Fotogrammmeetria osas tuleb lende läbi viia sarnastes tingimustes, kuid selles osas on siiski mõningaid probleeme hooajaliste kõikumistega.
„Otsustasime muutuvate valgustingimustega toimetulekuks alternatiivina kasutada LiDAR-i,“ ütleb Pawel. „LiDAR-i andmed on ranniku topograafiliste muutuste täpseks mõõtmiseks hädavajalikud, aidates filtreerida andmeid taimestikust või isoleeritud punktidest. LiDAR-i kõige olulisem toode on digitaalne kõrgusmudel (DEM), mida kasutatakse rannikumaastiku 3D-kujutise loomiseks. Need mudelid aitavad aja jooksul arvutades mõista erosiooni ruumilist jaotust.“
Probleem tekkis seetõttu, et rannikualade degradeerumise komponent, mis toimub vee all, mängib selle nähtuse tekkimises olulist rolli, mistõttu otsustati kasutada LiDAR-i batümeetrilise tööriistana.
Pawel ütles: „Uuringu tulemused annavad meile ülevaate sellest, kuidas rannikukaljud reageerivad praegustele ja tulevastele kliimamuutustele, eriti merepinna tõusule ja tormide aktiivsuse suurenemisele.“ „Traditsiooniliste geotehniliste uuringute täiustamine kavandatud täiustatud kaugseiretehnoloogiate, näiteks droonide ja õhust tehtavate uuringute abil pakub eeskuju teistele sarnaste väljakutsetega silmitsi seisvatele piirkondadele. Selle uuringu käigus saadud teadmised võivad anda teavet rannikualade majandamise poliitika kohta mitte ainult Poolas, vaid ka teistes sarnaste geoloogiliste ja keskkonnatingimustega piirkondades. Sellistel uuringutel põhinevad tõhusad majandamiskavad aitavad leevendada rannikualade kaljude erosiooni ja ebastabiilsuse põhjustatud riske inimeludele ja infrastruktuurile.“
Autonoomsete sõidukite õhust ja merelt kogutud teabe kombineerimise abil suutis see teadlaste rühm parandada andmete kvaliteeti, järelduste täpsust ja kahjustatud piirkondade geograafilisele asukohale ja elanikele tekitatud kahju leevendamiseks võetud meetmete piisavust.
Postituse aeg: 12. veebruar 2025