A popularidade e a accesibilidade dos vehículos aéreos non tripulados (UAV) beneficiaron a moitas industrias ao reducir os custos e aumentar a seguridade do persoal. Pero que pasa coa comunidade científica? Centos, se non miles, de científicos e universidades independentes de todo o mundo usan estes UAV para levar a cabo experimentos científicos complexos de novas maneiras.
Tendemos a centrarnos nas aplicacións industriais e comerciais dos UAV, pero a ciencia pura tamén se beneficia da accesibilidade e dispoñibilidade da aviación cando os orzamentos son axustados e o tempo para completar os experimentos é fundamental.
Por exemplo, varios científicos polacos colaboraron nun estudo exhaustivo da erosión costeira, empregando diversas tecnoloxías novas como o LiDAR aerotransportado e a batimetría.
Pawel Tysiac e Rafal Ossowski, da Facultade de Enxeñaría Civil e Ambiental da Universidade Tecnolóxica de Gdansk, en colaboración con Lukasz Janowski, da Academia Marítima da Universidade Marítima de Gdynia, e Damian Moskalewicz, do Departamento de Xeomorfoloxía e Xeoloxía Cuaternaria da Facultade de Oceanografía e Xeografía da Universidade de Gdansk, culminaron nun estudo exhaustivo da erosión dunha parte da costa polaca (máis concretamente, un tramo dunha milla do sur do mar Báltico).
O artigo titúlase "Avaliación da degradación dos cantís costeiros mediante datos de drons e ortofotos e LiDAR batimétrico en Google Earth Engine". Publicouse en Scientific Reports en xaneiro de 2025 e constitúe un excelente exemplo do uso de novas tecnoloxías para recompilar datos que son fundamentais para comprender as formas en que a natureza cambia a xeografía.
Tivemos a oportunidade de falar con Pawel Tysiac, un dos autores do estudo, para comprender mellor o impacto dos drons e o LiDAR no seu proxecto.
«Os métodos tradicionais de monitorización da erosión dos cantís adoitan requirir traballo de campo laborioso e cálculos complexos de distribucións espaciais de puntos utilizando técnicas tradicionais de topografía», afirmou Pawel. «Pola contra, os recentes avances en teledetección e aprendizaxe automática ofrecen novos métodos para avaliar a degradación dos cantís con maior eficiencia e precisión».
A degradación costeira atraeu a atención de gobernos e científicos de todo o mundo a medida que aumenta o número de desastres naturais e cada desastre causa máis e máis danos ás poboacións e aos entornos xeográficos.
"Neste artigo, empregamos o termo "degradación dos cantís costeiros" en termos amplos. Definímolo como o impacto final global dos cambios nos cantís costeiros erosivos causados por unha variedade de factores e procesos, incluíndo ambientes litolóxicos e hidroxeolóxicos complexos, actividade das ondas de marexada, precipitacións, vento e actividades humanas que levan ao desenvolvemento de movementos a grande escala e os seus impactos, como deslizamentos de terra, fallas, fisuras e cascallos", dixo Pawel. "Baseándonos nisto, unha premisa clave deste estudo é que o espectro de reflectancia das ondas electromagnéticas varía nas zonas afectadas pola degradación. No caso dos cantís costeiros, os cambios na agregación de materiais, a vexetación e outros factores poden levar a diferenzas significativas".
Hoxe en día, a teledetección é o método estándar para a monitorización dos ambientes costeiros. Mediante a utilización de varios tipos de imaxes e datos recollidos por satélites, plataformas aéreas e sensores terrestres, os investigadores poden obter información espacial detallada e actualizada sobre as zonas costeiras. As imaxes de fotogramas de resolución oportuna permiten a observación dos cambios na morfoloxía costeira ao longo do tempo e axudan a identificar as zonas máis afectadas polos desastres naturais. Neste caso, os autores empregaron fotografía aérea, que proporciona imaxes de alta resolución útiles para comparacións detalladas do antes e o despois. Non obstante, existe o problema dos diferentes momentos de iluminación das imaxes, o que leva a procesar diferentes obxectos. En termos de fotogrametría, os voos deben realizarse en condicións similares, pero aínda hai algúns problemas coas variacións estacionais neste sentido.
«Decidimos empregar o LiDAR como alternativa para xestionar as condicións de iluminación cambiantes», afirma Pawel. «Os datos do LiDAR son esenciais para medir os cambios topográficos costeiros con alta precisión, o que axuda a filtrar os datos da vexetación ou de puntos illados. O produto máis importante do LiDAR é o Modelo Dixital de Elevación (MED), que se emprega para crear unha representación en 3D da paisaxe costeira. Estes modelos axudan a comprender a distribución espacial da erosión mediante o cálculo de modelos ao longo do tempo».
O problema xurdiu porque o compoñente de degradación costeira que se produce baixo a auga xoga un papel significativo á hora de provocar este fenómeno, de aí a decisión de empregar o LiDAR como ferramenta batimétrica.
Pawel afirmou: «Os resultados do estudo permítennos comprender como os cantís costeiros están a responder ao cambio climático actual e futuro, en particular á subida do nivel do mar e ao aumento da actividade das tormentas». «A mellora dos estudos xeotécnicos tradicionais mediante a utilización de tecnoloxías avanzadas de teledetección propostas, como o uso de drons e estudos aéreos, proporciona un modelo para outras áreas que afrontan desafíos similares. Os coñecementos obtidos deste estudo poden servir de base para as políticas de xestión costeira non só en Polonia, senón tamén noutras rexións con condicións xeolóxicas e ambientais similares. Os plans de xestión eficaces baseados nesta investigación poden axudar a mitigar os riscos para a vida humana e as infraestruturas que supoñen a erosión e a inestabilidade dos cantís costeiros».
Ao combinar a recollida de información aérea e marítima procedente de vehículos autónomos, este grupo de científicos puido mellorar a calidade dos datos, a precisión das conclusións e a idoneidade das accións levadas a cabo para mitigar os danos á xeografía e aos habitantes das zonas afectadas.
Data de publicación: 12 de febreiro de 2025