La popularidad y asequibilidad de los vehículos aéreos no tripulados (UAV) ha beneficiado a muchas industrias al reducir los costos y aumentar la seguridad del personal. Pero, ¿qué pasa con la comunidad científica? Cientos, si no miles, de científicos y universidades independientes de todo el mundo usan estos UAV para realizar experimentos científicos complejos de nuevas maneras.
Tendemos a centrarnos en las aplicaciones industriales y comerciales de los UAV, pero la ciencia pura también se beneficia de la asequibilidad y la disponibilidad de la aviación cuando los presupuestos son apretados y el tiempo para completar los experimentos es fundamental.
Por ejemplo, varios científicos polacos colaboraron en un estudio exhaustivo de la erosión costera, utilizando varias tecnologías nuevas como LiDar y batimetría en el aire.
Pawel Tysiac y Rafal Osowski, de la Facultad de Ingeniería Civil y Ambiental, en la Universidad de Tecnología Gdansk, en colaboración con Lukasz Janowski de la Academia Marítima de la Universidad Marítima de Gdynia y Damian Moskalewicz de la Geomorfología y Geología Quaternaria en la Facultura de la Facultad de Facultivos de la Universidad de la Universidad de la Universidad de la Geomorfo de Geomorfo, tienen Geomorfología de la Facultad de Facultad de Facultura de la Universidad de la Universidad de la Universidad de Geomorf. Un estudio exhaustivo de la erosión de una porción de la costa polaca (más específicamente, un tramo de 1 milla del Mar del Sur Báltico).
El documento se titula "Evaluación de la degradación del acantilado costero utilizando datos de drones y ortofoto y lidar batimétrico en Google Earth Engine". Fue publicado en Scientific Reports, enero de 2025 y es un excelente ejemplo del uso de nuevas tecnologías para recopilar datos que son críticos para comprender las formas en que la naturaleza cambia la geografía.
Tuvimos la oportunidad de hablar con Pawel Tysiac, uno de los autores del estudio, para comprender mejor el impacto de los drones y el lidar en su proyecto.
"Los métodos tradicionales para monitorear la erosión del acantilado generalmente requieren trabajo de campo intensivo en mano de obra y cálculos complejos de distribuciones de puntos espaciales utilizando técnicas tradicionales de topografía de tierras", dijo Pawel. "Por el contrario, los avances recientes en la teledetección y el aprendizaje automático ofrecen nuevos métodos para evaluar la degradación del acantilado con mayor eficiencia y precisión".
La degradación costera ha atraído la atención de los gobiernos y científicos de todo el mundo a medida que aumenta el número de desastres naturales y cada desastre causa más y más daño a las poblaciones y entornos 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," Dijo Pawel. "En base a esto, una premisa clave de este estudio es que el espectro de reflectancia de las olas electromagnéticas varía en áreas afectadas por la degradación. En el caso de los acantilados costeros, los cambios en la agregación de materiales, la vegetación y otros factores pueden conducir a diferencias significativas".
Hoy, la teledetección es el método estándar para monitorear entornos costeros. Al utilizar varios tipos de imágenes y datos recopilados de satélites, plataformas en el aire y sensores terrestres, los investigadores pueden obtener información espacial detallada y actualizada sobre áreas costeras. Las imágenes de marco de resolución oportuna permiten la observación de cambios en la morfología costera a lo largo del tiempo y ayudan a identificar áreas más afectadas por desastres naturales. En este caso, los autores usaron fotografía aérea, que proporciona imágenes de alta resolución útiles para comparaciones detalladas de antes y después. Sin embargo, existe el problema de diferentes tiempos de iluminación en las imágenes, lo que lleva a procesar diferentes objetos. En términos de fotogrametría, los vuelos deben realizarse en condiciones similares, pero todavía hay algunos problemas con las variaciones estacionales a este respecto.
"Decidimos usar LiDAR como una alternativa para lidiar con el cambio de condiciones de iluminación", dice Pawel. "Los datos LIDAR son esenciales para medir los cambios topográficos costeros con alta precisión, lo que ayuda a filtrar datos de vegetación o puntos aislados. El producto más importante de LiDAR es el modelo de elevación digital (DEM), que se utiliza para crear una representación 3D del paisaje costero. Estos modelos ayudan a comprender la distribución espacial de la erosión mediante los modelos calculadores sobre el tiempo".
El problema surgió porque el componente de la degradación costera que ocurre bajo el agua juega un papel importante en la que ocurra este fenómeno, de ahí la decisión de usar LiDAR como una herramienta batimétrica.
Pawel dijo: "Los resultados del estudio nos dan una idea de cómo los acantilados costeros están respondiendo al cambio climático actual y futuro, particularmente el aumento del nivel del mar y la mayor actividad de la tormenta". "Mejorar las encuestas geotécnicas tradicionales mediante la utilización de tecnologías de teledetección avanzadas propuestas, como el uso de drones y encuestas aéreas, proporciona un modelo para otras áreas que enfrentan desafíos similares. Las ideas obtenidas de este estudio pueden informar las políticas de gestión costera no solo en Poland, sino también en otras regiones con condiciones geológicas y ambientales similares. por erosión e inestabilidad del acantilado costero ".
Al combinar la recopilación de información aérea y marítima de vehículos autónomos, este grupo de científicos pudo mejorar la calidad de los datos, la precisión de las conclusiones y la adecuación de las acciones tomadas para mitigar el daño a la geografía y los habitantes de las áreas afectadas.
Tiempo de publicación: Feb-12-2025