محبوبیت و مقرون به صرفه بودن هواپیماهای بدون سرنشین (UAV) با کاهش هزینه‌ها و افزایش ایمنی پرسنل، برای بسیاری از صنایع سودمند بوده است. اما در مورد جامعه علمی چطور؟ صدها، اگر نگوییم هزاران، دانشمند و دانشگاه مستقل در سراسر جهان از این پهپادها برای انجام آزمایش‌های علمی پیچیده به روش‌های جدید استفاده می‌کنند.
ما تمایل داریم روی کاربردهای صنعتی و تجاری پهپادها تمرکز کنیم، اما علوم محض نیز از مقرون به صرفه بودن و در دسترس بودن هوانوردی در زمانی که بودجه‌ها محدود است و زمان برای تکمیل آزمایش‌ها بسیار مهم است، سود می‌برند.
برای مثال، چندین دانشمند لهستانی با استفاده از چندین فناوری جدید مانند لیدار هوایی و عمق‌سنجی، در یک مطالعه جامع فرسایش ساحلی همکاری کردند.
پاول تیسیاک و رافال اوسوسکی از دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه فنی گدانسک، با همکاری لوکاش یانوفسکی از آکادمی دریایی دانشگاه دریایی گدنیا و دامیان موسکالویچ از گروه ژئومورفولوژی و زمین شناسی کواترنری دانشکده اقیانوس شناسی و جغرافیای دانشگاه گدانسک، در یک مطالعه جامع از فرسایش بخشی از ساحل لهستان (به طور خاص، یک بخش ۱ مایلی از دریای بالتیک جنوبی) به نتیجه رسیده‌اند.
این مقاله با عنوان «ارزیابی تخریب صخره‌های ساحلی با استفاده از داده‌های پهپاد و ارتوفتو و لیدار عمق‌سنجی در موتور گوگل ارث» منتشر شده است. این مقاله در مجله Scientific Reports، ژانویه ۲۰۲۵ منتشر شده است و نمونه بارزی از استفاده از فناوری‌های جدید برای جمع‌آوری داده‌هایی است که برای درک روش‌های تغییر جغرافیا توسط طبیعت بسیار مهم است.
ما این فرصت را داشتیم که با پاول تایاک، یکی از نویسندگان این مطالعه، صحبت کنیم تا تأثیر پهپادها و لیدار را بر پروژه آنها بهتر درک کنیم.
پاول گفت: «روش‌های سنتی نظارت بر فرسایش صخره‌ها معمولاً نیاز به کار میدانی پرزحمت و محاسبات پیچیده توزیع نقاط مکانی با استفاده از تکنیک‌های سنتی نقشه‌برداری زمین دارند. در مقابل، پیشرفت‌های اخیر در سنجش از دور و یادگیری ماشینی، روش‌های جدیدی را برای ارزیابی تخریب صخره‌ها با کارایی و دقت بیشتر ارائه می‌دهد.»
با افزایش تعداد بلایای طبیعی و آسیب‌های بیشتر و بیشتر هر فاجعه به جمعیت‌ها و محیط‌های جغرافیایی، تخریب سواحل توجه دولت‌ها و دانشمندان سراسر جهان را به خود جلب کرده است.
پاول گفت: «در این مقاله، ما از اصطلاح «تخریب صخره‌ای» به طور گسترده استفاده می‌کنیم. ما آن را به عنوان تأثیر نهایی کلی تغییرات در صخره‌های ساحلی فرسایشی ناشی از عوامل و فرآیندهای مختلف، از جمله محیط‌های پیچیده سنگ‌شناسی و هیدروژئولوژیکی، فعالیت موج طوفان، بارندگی، وزش باد و فعالیت‌های انسانی که منجر به ایجاد حرکات در مقیاس بزرگ و تأثیرات آنها، مانند رانش زمین، گسل‌ها، شکاف‌ها و آوارها می‌شود، تعریف می‌کنیم.» «بر این اساس، فرضیه اصلی این مطالعه این است که طیف بازتاب موج الکترومغناطیسی در مناطقی که تحت تأثیر تخریب قرار گرفته‌اند، متفاوت است. در مورد صخره‌های ساحلی، تغییرات در تجمع مواد، پوشش گیاهی و سایر عوامل می‌تواند منجر به تفاوت‌های قابل توجهی شود.»
امروزه، سنجش از دور روش استاندارد برای نظارت بر محیط‌های ساحلی است. با استفاده از انواع مختلف تصاویر و داده‌های جمع‌آوری‌شده از ماهواره‌ها، سکوهای هوایی و حسگرهای زمینی، محققان می‌توانند اطلاعات مکانی دقیق و به‌روزی در مورد مناطق ساحلی به دست آورند. تصاویر فریم با وضوح به موقع، امکان مشاهده تغییرات در مورفولوژی ساحلی را در طول زمان فراهم می‌کند و به شناسایی مناطقی که بیشتر تحت تأثیر بلایای طبیعی قرار گرفته‌اند، کمک می‌کند. در این مورد، نویسندگان از عکاسی هوایی استفاده کردند که تصاویر با وضوح بالا را برای مقایسه دقیق قبل و بعد مفید ارائه می‌دهد. با این حال، مشکل زمان‌های مختلف روشنایی روی تصاویر وجود دارد که منجر به پردازش اشیاء مختلف می‌شود. از نظر فتوگرامتری، پروازها باید تحت شرایط مشابه انجام شوند، اما هنوز هم برخی از مشکلات مربوط به تغییرات فصلی در این زمینه وجود دارد.
پاول می‌گوید: «ما تصمیم گرفتیم از لیدار به عنوان جایگزینی برای مقابله با تغییر شرایط نوری استفاده کنیم. داده‌های لیدار برای اندازه‌گیری تغییرات توپوگرافی ساحلی با دقت بالا ضروری است و به فیلتر کردن داده‌ها از پوشش گیاهی یا نقاط ایزوله کمک می‌کند. مهم‌ترین محصول لیدار، مدل ارتفاعی دیجیتال (DEM) است که برای ایجاد یک نمایش سه‌بعدی از چشم‌انداز ساحلی استفاده می‌شود. این مدل‌ها با محاسبه مدل‌ها در طول زمان، به درک توزیع مکانی فرسایش کمک می‌کنند.»
این مشکل به این دلیل ایجاد شد که مؤلفه تخریب ساحلی که در زیر آب رخ می‌دهد، نقش مهمی در ایجاد این پدیده دارد، از این رو تصمیم به استفاده از لیدار به عنوان یک ابزار عمق‌سنجی گرفته شد.
پاول گفت: «نتایج این مطالعه به ما بینشی در مورد چگونگی واکنش صخره‌های ساحلی به تغییرات اقلیمی فعلی و آینده، به ویژه افزایش سطح دریا و افزایش فعالیت طوفان‌ها، می‌دهد.» «تقویت بررسی‌های ژئوتکنیکی سنتی با استفاده از فناوری‌های پیشرفته سنجش از دور پیشنهادی، مانند استفاده از پهپادها و بررسی‌های هوایی، مدلی را برای سایر مناطقی که با چالش‌های مشابه روبرو هستند، فراهم می‌کند. بینش‌های به دست آمده از این مطالعه می‌تواند سیاست‌های مدیریت ساحلی را نه تنها در لهستان، بلکه در سایر مناطق با شرایط زمین‌شناسی و زیست‌محیطی مشابه نیز آگاه کند. برنامه‌های مدیریتی مؤثر بر اساس چنین تحقیقاتی می‌تواند به کاهش خطرات ناشی از فرسایش و بی‌ثباتی صخره‌های ساحلی برای زندگی انسان و زیرساخت‌ها کمک کند.»
این گروه از دانشمندان با ترکیب جمع‌آوری اطلاعات هوایی و دریایی از وسایل نقلیه خودران، توانستند کیفیت داده‌ها، دقت نتیجه‌گیری‌ها و کفایت اقدامات انجام‌شده برای کاهش خسارات وارده به جغرافیا و ساکنان مناطق آسیب‌دیده را بهبود بخشند.
زمان ارسال: ۱۲ فوریه ۲۰۲۵