A popularidade e o custo acessível dos Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) têm beneficiado muitos setores, reduzindo custos e aumentando a segurança do pessoal. Mas e a comunidade científica? Centenas, senão milhares, de cientistas independentes e universidades ao redor do mundo utilizam esses VANTs para conduzir experimentos científicos complexos de maneiras inovadoras.
Tendemos a focar nas aplicações industriais e comerciais dos VANTs (Veículos Aéreos Não Tripulados), mas a ciência pura também se beneficia da acessibilidade e disponibilidade da aviação quando os orçamentos são apertados e o tempo para concluir os experimentos é crucial.
Por exemplo, vários cientistas polacos colaboraram num estudo abrangente sobre a erosão costeira, utilizando diversas novas tecnologias, como o LiDAR aerotransportado e a batimetria.
Pawel Tysiac e Rafal Ossowski, da Faculdade de Engenharia Civil e Ambiental da Universidade Tecnológica de Gdansk, em colaboração com Lukasz Janowski, da Academia Marítima da Universidade Marítima de Gdynia, e Damian Moskalewicz, do Departamento de Geomorfologia e Geologia do Quaternário da Faculdade de Oceanografia e Geografia da Universidade de Gdansk, concluíram um estudo abrangente sobre a erosão de uma porção da costa polonesa (mais especificamente, um trecho de 1,6 km no sul do Mar Báltico).
O artigo, intitulado "Avaliação da degradação de falésias costeiras utilizando dados de drones, ortofotos e LiDAR batimétrico no Google Earth Engine", foi publicado na revista Scientific Reports em janeiro de 2025 e é um excelente exemplo da utilização de novas tecnologias para coletar dados essenciais para a compreensão das formas como a natureza transforma a geografia.
Tivemos a oportunidade de conversar com Pawel Tysiac, um dos autores do estudo, para entender melhor o impacto dos drones e do LiDAR em seu projeto.
"Os métodos tradicionais de monitoramento da erosão de falésias geralmente exigem trabalho de campo intensivo e cálculos complexos de distribuição espacial de pontos usando técnicas tradicionais de levantamento topográfico", disse Pawel. "Em contrapartida, os recentes avanços em sensoriamento remoto e aprendizado de máquina oferecem novos métodos para avaliar a degradação de falésias com maior eficiência e precisão."
A degradação costeira tem atraído a atenção de governos e cientistas em todo o mundo, à medida que o número de desastres naturais aumenta e cada desastre causa danos cada vez maiores às populações e aos ambientes geográficos.
"Neste artigo, usamos o termo 'degradação de falésias' em sentido amplo. Definimos como o impacto final geral das mudanças em falésias costeiras erosivas causadas por uma variedade de fatores e processos, incluindo ambientes litológicos e hidrogeológicos complexos, atividade de ondas de tempestade, precipitação, ação do vento e atividades humanas que levam ao desenvolvimento de movimentos em grande escala e seus impactos, como deslizamentos de terra, falhas, fissuras e detritos", disse Pawel. "Com base nisso, uma premissa fundamental deste estudo é que o espectro de refletância de ondas eletromagnéticas varia em áreas afetadas pela degradação. No caso de falésias costeiras, mudanças na agregação de materiais, vegetação e outros fatores podem levar a diferenças significativas."
Atualmente, o sensoriamento remoto é o método padrão para o monitoramento de ambientes costeiros. Utilizando diversos tipos de imagens e dados coletados por satélites, plataformas aéreas e sensores terrestres, pesquisadores podem obter informações espaciais detalhadas e atualizadas sobre áreas costeiras. Imagens de alta resolução permitem a observação de mudanças na morfologia costeira ao longo do tempo e auxiliam na identificação das áreas mais afetadas por desastres naturais. Neste caso, os autores utilizaram fotografia aérea, que fornece imagens de alta resolução úteis para comparações detalhadas de antes e depois. No entanto, existe o problema das diferentes condições de iluminação nas imagens, o que leva ao processamento de objetos distintos. Em termos de fotogrametria, os voos precisam ser realizados em condições semelhantes, mas ainda existem alguns problemas relacionados às variações sazonais.
"Decidimos usar o LiDAR como 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 de vegetação ou pontos isolados. O produto mais importante do LiDAR é o Modelo Digital de Elevação (MDE), que é usado para criar uma representação 3D da paisagem costeira. Esses modelos ajudam a entender a distribuição espacial da erosão, calculando modelos ao longo do tempo."
O problema surgiu porque a componente da degradação costeira que ocorre debaixo de água desempenha um papel significativo na ocorrência deste fenómeno, daí a decisão de utilizar o LiDAR como ferramenta batimétrica.
Pawel afirmou: "Os resultados do estudo nos dão uma visão de como as falésias costeiras estão respondendo às mudanças climáticas atuais e futuras, particularmente à elevação do nível do mar e ao aumento da atividade de tempestades." "Aprimorar os levantamentos geotécnicos tradicionais utilizando tecnologias avançadas de sensoriamento remoto, como o uso de drones e levantamentos aéreos, fornece um modelo para outras áreas que enfrentam desafios semelhantes. Os conhecimentos obtidos com este estudo podem orientar as políticas de gestão costeira não apenas na Polônia, mas também em outras regiões com condições geológicas e ambientais similares. Planos de gestão eficazes baseados em pesquisas como esta podem ajudar a mitigar os riscos à vida humana e à infraestrutura causados pela erosão e instabilidade das falésias costeiras."
Ao combinar a coleta de informações aéreas e marítimas a partir 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.
Data da publicação: 12 de fevereiro de 2025