A popularidade e a acessibilidade de veículos aéreos não tripulados (UAVs) beneficiaram muitos setores, reduzindo os custos e aumentando a segurança do pessoal. Mas e a comunidade científica? Centenas, senão milhares, de cientistas e universidades independentes em todo o mundo usam esses UAVs para conduzir experimentos científicos complexos de novas maneiras.
Nós tendemos a nos concentrar nas aplicações industriais e comerciais dos UAVs, mas a ciência pura também se beneficia da acessibilidade e disponibilidade da aviação, quando os orçamentos são apertados e é fundamental o tempo para concluir experimentos.
Por exemplo, vários cientistas poloneses colaboraram em um estudo abrangente da erosão costeira, usando várias novas tecnologias, como LiDar e batimetria no ar.
Pawel Tysiac e Rafal Ossowski da Faculdade de Engenharia Civil e Ambiental da Universidade de Tecnologia de Gdansk, em colaboração com Lukasz Janowski, da Academia Maritime da Universidade Maritime de Gdynia e Damian Moskalewicz, do Departamento de Geomorfologia e Quaternário, o Latiathy, que o Oceanythy e o Gdynia Geology, o Gdynia, o Moskalewiczz, do Departamento de Geomorfologia e Quaternário. Em um estudo abrangente da erosão de uma parte da costa polonesa (mais especificamente, um trecho de 1,6 km do Mar Báltico do Sul).
O artigo é intitulado "Avaliação da degradação do penhasco costeiro usando dados de drone e ortofoto e lidar batimétrico no Google Earth Engine". Foi publicado em relatórios científicos, janeiro de 2025 e é um excelente exemplo do uso de novas tecnologias para coletar dados que são críticos para entender as maneiras pelas quais a natureza muda a geografia.
Tivemos a oportunidade de conversar com Pawel Tysiac, um dos autores do estudo, de entender melhor o impacto dos drones e do Lidar em seu projeto.
"Os métodos tradicionais de monitoramento da erosão do penhasco geralmente requerem trabalho de campo intensivo em mão-de-obra e cálculos complexos de distribuições de pontos espaciais usando técnicas tradicionais de levantamento de terras", disse Pawel. "Por outro lado, os recentes avanços no sensoriamento remoto e no aprendizado de máquina oferecem novos métodos para avaliar a degradação do penhasco com maior eficiência e precisão".
A degradação costeira atraiu a atenção de governos e cientistas em todo o mundo à medida que o número de desastres naturais aumenta e cada desastre causa cada vez mais danos às populações e ambientes geográficos.
"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 disse. "Com base nisso, uma premissa -chave deste estudo é que o espectro de refletância de ondas eletromagnéticas varia nas áreas afetadas pela degradação. No caso de penhascos costeiros, mudanças na agregação, vegetação e outros fatores podem levar a diferenças significativas".
Hoje, o sensoriamento remoto é o método padrão para monitorar os ambientes costeiros. Ao utilizar vários tipos de imagens e dados coletados de satélites, plataformas transportadas pelo ar e sensores baseados no solo, os pesquisadores podem obter informações espaciais detalhadas e atualizadas sobre as áreas costeiras. As imagens de quadro de resolução oportuna permitem a observação das mudanças na morfologia costeira ao longo do tempo e ajudam a identificar áreas mais afetadas por desastres naturais. Nesse caso, os autores usaram fotografia aérea, que fornece imagens de alta resolução úteis para comparações detalhadas antes e depois. No entanto, existe o problema de diferentes momentos de iluminação nas imagens, levando a processos diferentes a serem processados. Em termos de fotogrametria, os vôos precisam ser conduzidos em condições semelhantes, mas ainda existem alguns problemas com as variações sazonais nesse sentido.
"Decidimos usar o Lidar como uma alternativa para lidar com as mudanças nas condições de iluminação", diz Pawel. "Os dados do LIDAR são essenciais para medir as mudanças topográficas costeiras com alta precisão, ajudando a filtrar dados da vegetação ou de pontos isolados. O produto mais importante do Lidar é o modelo de elevação digital (DEM), que é usado para criar uma representação 3D da paisagem costeira. Esses modelos ajudam a entender a distribuição espacial da erosão por modelos de calculação sobre o tempo de tempo".
O problema surgiu porque o componente da degradação costeira que ocorre debaixo d'água desempenha um papel significativo em fazer com que esse fenômeno ocorra, daí a decisão de usar o Lidar como uma ferramenta batimétrica.
Pawel disse: "Os resultados do estudo nos dão informações sobre como os penhascos costeiros estão respondendo às mudanças climáticas atuais e futuras, particularmente o aumento do nível do mar e o aumento da atividade da tempestade". "O aprimoramento de pesquisas geotécnicas tradicionais, utilizando tecnologias avançadas de sensoriamento remoto avançadas, como o uso de drones e pesquisas no ar, fornece um modelo para outras áreas que enfrentam desafios semelhantes. As idéias obtidas com as empresas de gerenciamento costeiras e também em outras regiões de geologia com base em condições de gerenciamento costeiras. Erosão e instabilidade costeira do penhasco. "
Ao combinar a coleta de informações aéreas e marítimas de veículos autônomos, esse grupo de cientistas conseguiu melhorar a qualidade dos dados, a precisão das conclusões e a adequação das ações tomadas para mitigar os danos à geografia e aos habitantes das áreas afetadas.
Hora de postagem: fevereiro-12-2025