La popularité et l'abordabilité des véhicules aériens sans pilote (UAU) ont profité à de nombreuses industries en réduisant les coûts et en augmentant la sécurité du personnel. Mais qu'en est-il de la communauté scientifique? Des centaines, voire des milliers, de scientifiques et d'universités indépendants du monde entier utilisent ces drones pour mener des expériences scientifiques complexes de nouvelles façons.
Nous avons tendance à nous concentrer sur les applications industrielles et commerciales des drones, mais la science pure bénéficie également de l'abordabilité et de la disponibilité de l'aviation lorsque les budgets sont serrés et que le temps pour terminer les expériences est essentiel.
Par exemple, plusieurs scientifiques polonais ont collaboré à une étude complète de l'érosion côtière, en utilisant plusieurs nouvelles technologies telles que le lidar aéroporté et la bathymétrie.
Pawel Tysiac et Rafal Ossowski de la Faculté de génie civil et environnemental de l'Université de technologie de Gdansk, en collaboration avec Lukasz Janowski de la Maritime Academy of the Maritime University of Gdynia et Damian Moskalewicz du Département de géomorphology Étude complète de l'érosion d'une partie de la côte polonaise (plus précisément, un tronçon de 1 mile de la mer Baltique du Sud).
Le document est intitulé "Évaluation de la dégradation côtière des falaises à l'aide de données sur le drone et l'orthophoto et le lidar bathymétrique dans Google Earth Engine". Il a été publié dans Scientific Reports, janvier 2025 et est un excellent exemple de l'utilisation de nouvelles technologies pour collecter des données essentielles pour comprendre les façons dont la nature change de géographie.
Nous avons eu l'occasion de parler avec Pawel Tysiac, l'un des auteurs de l'étude, pour mieux comprendre l'impact des drones et du lidar sur leur projet.
"Les méthodes traditionnelles de surveillance de l'érosion des falaises nécessitent généralement des travaux sur le terrain à forte intensité de main-d'œuvre et des calculs complexes des distributions de points spatiaux à l'aide de techniques traditionnelles d'arpentage des terres", a déclaré Pawel. "En revanche, les progrès récents de la télédétection et de l'apprentissage automatique offrent de nouvelles méthodes pour évaluer la dégradation des falaises avec une plus grande efficacité et précision."
La dégradation côtière a attiré l'attention des gouvernements et des scientifiques du monde entier à mesure que le nombre de catastrophes naturelles augmente et chaque catastrophe cause de plus en plus de dommages aux populations et aux environnements géographiques.
"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 débris, "a déclaré Pawel. "Sur la base de cela, une prémisse clé de cette étude est que le spectre de réflectance des ondes électromagnétiques varie dans les zones affectées par la dégradation. Dans le cas des falaises côtières, les changements dans l'agrégation des matériaux, la végétation et d'autres facteurs peuvent conduire à des différences significatives."
Aujourd'hui, la télédétection est la méthode standard pour surveiller les environnements côtiers. En utilisant divers types d'images et de données collectées à partir de satellites, de plates-formes aéroportées et de capteurs au sol, les chercheurs peuvent obtenir des informations spatiales détaillées et à jour sur les zones côtières. Les images de trame de résolution en temps opportun permettent l'observation des changements de la morphologie côtière au fil du temps et aident à identifier les zones les plus affectées par les catastrophes naturelles. Dans ce cas, les auteurs ont utilisé la photographie aérienne, qui fournit des images à haute résolution utiles pour des comparaisons détaillées avant et après. Cependant, il y a le problème des différents moments d'éclairage sur les images, conduisant à différents objets à traiter. En termes de photogrammétrie, les vols doivent être effectués dans des conditions similaires, mais il y a encore des problèmes avec les variations saisonnières à cet égard.
"Nous avons décidé d'utiliser le lidar comme alternative pour gérer les conditions d'éclairage changeantes", explique Pawel. "Les données du LiDAR sont essentielles pour mesurer les changements topographiques côtiers avec une grande précision, aidant à filtrer les données de la végétation ou des points isolés. Le produit le plus important du lidar est le modèle d'élévation numérique (DEM), qui est utilisé pour créer une représentation 3D du paysage côtier. Ces modèles aident à comprendre la distribution spatiale de l'érosion par calcul dans le temps."
Le problème s'est posé parce que la composante de la dégradation côtière qui se produit sous-marine joue un rôle important dans le fait que ce phénomène se produise, d'où la décision d'utiliser le lidar comme outil bathymétrique.
Pawel a déclaré: "Les résultats de l'étude nous donnent un aperçu de la façon dont les falaises côtières réagissent au changement climatique actuel et futur, en particulier l'élévation du niveau de la mer et une activité de tempête accrue." «L'amélioration des enquêtes géotechniques traditionnelles en utilisant des technologies de télédétection avancées proposées, telles que l'utilisation de drones et d'enquêtes aéroportées, fournit un modèle pour d'autres domaines confrontés à des défis similaires. par l'érosion et l'instabilité des falaises côtières. "
En combinant la collecte d'informations aériennes et maritimes à partir de véhicules autonomes, ce groupe de scientifiques a pu améliorer la qualité des données, la précision des conclusions et l'adéquation des actions prises pour atténuer les dommages à la géographie et aux habitants des zones affectées.
Heure du poste: 12 février-2025