La popolarità e l'accessibilità economica dei veicoli aerei senza pilota (UAV) hanno beneficiato di molte industrie riducendo i costi e aumentando la sicurezza del personale. Ma per quanto riguarda la comunità scientifica? Centinaia, se non migliaia, di scienziati e università indipendenti in tutto il mondo usano questi UAV per condurre complessi esperimenti scientifici in nuovi modi.
Tendiamo a concentrarci sulle applicazioni industriali e commerciali degli UAV, ma la scienza pura beneficia anche della convenienza e della disponibilità dell'aviazione quando i budget sono stretti e il tempo per completare gli esperimenti è fondamentale.
Ad esempio, diversi scienziati polacchi hanno collaborato a uno studio completo sull'erosione costiera, utilizzando diverse nuove tecnologie come lidar e batimetria nell'aria.
Pawel Tysiac and Rafal Ossowski of the Faculty of Civil and Environmental Engineering at the Gdansk University of Technology, in collaboration with Lukasz Janowski of the Maritime Academy of the Maritime University of Gdynia and Damian Moskalewicz of the Department of Geomorphology and Quaternary Geology at the Faculty of Oceanography and Geography of the University of Gdansk, have culminated in a Studio completo sull'erosione di una parte della costa polacca (più specificamente, un tratto di 1 miglio del Mar Baltico meridionale).
Il documento è intitolato "Valutazione del degrado della scogliera costiera utilizzando i dati di droni e ortofoto e lidar batimetrico nel motore di Google Earth". È stato pubblicato su Scientific Reports, gennaio 2025 ed è un ottimo esempio dell'uso di nuove tecnologie per raccogliere dati fondamentali per comprendere i modi in cui la natura cambia geografia.
Abbiamo avuto l'opportunità di parlare con Pawel Tysiac, uno degli autori dello studio, per comprendere meglio l'impatto dei droni e del lidar sul loro progetto.
"I metodi tradizionali per monitorare l'erosione della scogliera richiedono in genere lavori sul campo ad alta intensità di lavoro e calcoli complessi delle distribuzioni di punti spaziali utilizzando le tradizionali tecniche di rilevamento del suolo", ha affermato Pawel. "Al contrario, i recenti progressi nel telerilevamento e nell'apprendimento automatico offrono nuovi metodi per valutare il degrado della scogliera con maggiore efficienza e accuratezza."
Il degrado costiero ha attirato l'attenzione di governi e scienziati di tutto il mondo all'aumentare del numero di catastrofi naturali e ogni disastro provoca sempre più danni alle popolazioni e agli ambienti geografici.
"In this paper, we use the term 'bluff degradation' broadly. We define it as the overall ultimate impact of changes in erosive coastal cliffs caused by a variety of factors and processes, including complex lithologic and hydrogeologic environments, storm surge wave activity, rainfall, wind blowing, and human activities that lead to the development of large-scale movements and their impacts, such as landslides, faults, fissures, and debris," Pawel ha detto. "Sulla base di questo, una premessa chiave di questo studio è che lo spettro di riflettanza delle onde elettromagnetiche varia nelle aree colpite dal degrado. Nel caso di bluff costieri, cambiamenti nell'aggregazione dei materiali, vegetazione e altri fattori possono portare a differenze significative."
Oggi, il telerilevamento è il metodo standard per il monitoraggio degli ambienti costieri. Utilizzando vari tipi di immagini e dati raccolti da satelliti, piattaforme aeree e sensori a terra, i ricercatori possono ottenere informazioni spaziali dettagliate e aggiornate sulle aree costiere. Le immagini del telaio di risoluzione tempestiva consentono l'osservazione dei cambiamenti nella morfologia costiera nel tempo e aiutare a identificare le aree più colpite dalle catastrofi naturali. In questo caso, gli autori hanno utilizzato la fotografia aerea, che fornisce immagini ad alta risoluzione utili per confronti dettagliati prima e dopo. Tuttavia, c'è il problema di diversi momenti di illuminazione sulle immagini, portando a diversi oggetti da elaborare. In termini di fotogrammetria, i voli devono essere condotti in condizioni simili, ma ci sono ancora alcuni problemi con variazioni stagionali al riguardo.
"Abbiamo deciso di utilizzare Lidar come alternativa per affrontare le mutevoli condizioni di illuminazione", afferma Pawel. "I dati LIDAR sono essenziali per misurare i cambiamenti topografici costieri con un'elevata precisione, aiutando a filtrare i dati da vegetazione o punti isolati. Il prodotto più importante di Lidar è il modello di elevazione digitale (DEM), che viene utilizzato per creare una rappresentazione 3D del panorama costiero. Questi modelli aiutano a comprendere la distribuzione spaziale dell'erosione calcolando nel tempo."
Il problema è sorto perché la componente del degrado costiero che si verifica sottomarino svolge un ruolo significativo nel causare questo fenomeno, quindi la decisione di utilizzare Lidar come strumento batimetrico.
Pawel ha dichiarato: "I risultati dello studio ci danno un'idea di come le scogliere costiere stanno rispondendo ai cambiamenti climatici attuali e futuri, in particolare il livello del livello del mare e l'aumento dell'attività della tempesta". "Enhancing traditional geotechnical surveys by utilizing proposed advanced remote sensing technologies, such as the use of drones and airborne surveys, provides a model for other areas facing similar challenges. The insights gained from this study can inform coastal management policies not only in Poland, but also in other regions with similar geological and environmental conditions. Effective management plans based on such research can help mitigate the risks to human life and infrastructure posato dall'erosione della scogliera costiera e dall'instabilità ".
Combinando la raccolta di informazioni aeree e marittime da veicoli autonomi, questo gruppo di scienziati è stato in grado di migliorare la qualità dei dati, la precisione delle conclusioni e l'adeguatezza delle azioni intraprese per mitigare il danno alla geografia e negli abitanti delle aree colpite.
Tempo post: febbraio-12-2025