Drones zorgen voor een revolutie in de manier waarop wetenschappers observeren, meten en bewaken van de natuurlijke omgeving. Van het in kaart brengen van de patronen van bosbranden, zoals die in Californië, om de grootte van kwallenpopulaties te meten, drones hebben het potentieel om ons begrip van de natuurlijke omgeving te verbeteren.

Hoewel we verschillende namen gebruiken om naar drones te verwijzen, bijvoorbeeld, op afstand bestuurde vliegtuigsystemen of onbemande luchtsystemen/voertuigen — er is een sterke consensus onder de wetenschappelijke gemeenschap over hun potentieel om ons begrip van de natuurlijke wereld te verbeteren.

De technologische vooruitgang en commerciële investeringen in de dronemarkt zijn de afgelopen 10 jaar fenomenaal geweest, met schattingen dat de jaarlijkse wereldmarkt in 2024 meer dan 40 miljard dollar zou kunnen bedragen. De groei van de commerciële drone-industrie betekent dat investeringen hen helpen kleiner te worden, sneller, slimmer, veiliger en gemakkelijker te vliegen.

De Integrated Remote Sensing Studio (IRSS) van de faculteit bosbouw van de University of British Columbia loopt voorop bij het onderzoeken van nieuwe toepassingen van drones. De IRS laat zien dat haar gegevens veel meer kunnen zijn dan alleen mooie plaatjes. Het werk tot nu toe omvatte het karakteriseren van bosregeneratie, het verbeteren van bosinventarisatiemethoden, vuurpatronen in kaart brengen, het schatten van kwallenpopulaties en het in kaart brengen van inheemse plantensoorten.

Ecologische onderzoekstoepassingen

Nadat je hebt geleerd hoe je veilig een drone kunt besturen, gebruikers kunnen een verscheidenheid aan wetenschappelijke gegevens verkrijgen. Bijvoorbeeld, drones die boven een bladerdak vliegen, kunnen uiterst gedetailleerde beelden en video's vastleggen die helpen bij het bestuderen van vegetatie, het identificeren en tellen van dieren in het wild en het verbeteren van ecologisch begrip.

Het potentieel om drones snel en gemakkelijk in te zetten in anders moeilijk toegankelijke omgevingen stelt onderzoekers in staat informatie te verzamelen die voorheen te duur was om te verzamelen.

De mogelijkheid voor drones om gegevens vast te leggen zonder fysiek interessegebieden te betreden, beperkt de kosten van veldcampagnes en vermindert de menselijke impact op (soms kwetsbare) ecosystemen. Dit is belangrijk, vooral bij het bestuderen van zeldzame soorten flora en fauna, zoals die in arctische omgevingen.

Met aanhoudende zorgen over de gevolgen van klimaatverandering, drone-gegevens leggen een momentopname met hoge resolutie vast van de toestand van omgevingen op een specifiek moment in de tijd. Aangezien sommige drones goedkoop zijn en gemakkelijk kunnen worden ingezet, herhaalde vluchten over hetzelfde gebied in de loop van de tijd kunnen helpen om veranderingen te verlichten die anders onopgemerkt zouden blijven.

Zien hoe omgevingen in de loop van de tijd veranderen, is belangrijk om de gevolgen van klimaatverandering te begrijpen. Bijvoorbeeld, drones kunnen helpen bij het kwantificeren van veranderingen in vegetatiesamenstelling, of de groei consistent is of dat natuurlijke verstoringen zoals vuur of insectenaanvallen steeds vaker voorkomen.

Gegevenstypen

Beelden en high-definition video met behulp van camera's, zoals die in een smartphone, worden algemeen gebruikt. De ontwikkeling van digitale fotogrammetrische technieken die beelden omzetten in 3D-gegevens helpt bij het beschrijven van de fysieke structuur van vegetatie.

Hightech sensoropties, zoals nabij-infrarood of thermisch, leggen vast wat we met het blote oog niet kunnen zien, en komen steeds vaker voor. Lasersensoren die lichtpulsen afgeven, helpen onderzoekers om 3D-weergaven van begroeide gebieden te creëren om managementbeslissingen te informeren. Deze lasers, gewoonlijk aangeduid als lichtdetectie en -bereik (LIDAR), zijn ook te vinden op sommige zelfrijdende auto's.

Het brede scala aan sensoren die op drones kunnen worden gemonteerd, betekent dat het vastleggen van deze nuttige wetenschappelijke gegevens al een realiteit is. Informatie over bossen - hun verspreiding, uiterlijk en gezondheid, samen met details over hun structuur - levert baanbrekend onderzoek op en verbetert bosbeheerpraktijken.

Een toekomst met drones

Veel aspecten van dronetechnologie maken ze steeds wenselijker voor wetenschappelijk onderzoek. Eerder dit jaar, we publiceerden een commentaar in het tijdschrift Natuur die stelden dat standaardisatie van regelgeving, verbeteringen in de vluchtbesturing en verdere ontwikkelingen op het gebied van batterij- en softwaretechnologie zullen de gegevenskwaliteit helpen verbeteren en drones effectiever maken.

Voortdurende investeringen in dronetechnologie stimuleren een snelle ontwikkeling in de efficiëntie en capaciteit van lithium-ionbatterijen; lichtgewicht hardwarematerialen zoals koolstofvezel, en vermindering van de componentgrootte. Deze hardware-verbeteringen hebben invloed op de tijd dat drones in de lucht kunnen blijven om meer gegevens vast te leggen, wat minder uitvaltijd betekent, meer gegevens en steeds zinvollere analyses.

Wet- en regelgeving

Hoewel de snelle vooruitgang van dronetechnologie geweldig nieuws is, het kan moeilijk zijn om in hetzelfde tempo wet- en regelgeving te ontwikkelen.

De veiligheid en privacy van het grote publiek moeten altijd de hoogste prioriteit hebben. Het is daarom belangrijk geweest voor wetgevers, technologische ontwikkelaars en eindgebruikers om samen te werken over hoe technologie wordt gebruikt en hoe regelgeving veiligheid en privacy kan handhaven, terwijl we het gebruik blijven promoten.

zichtlijnen

Een voorbeeld van de huidige ontwikkeling van regelgeving is de mogelijkheid voor geselecteerde gebruikers, zoals milieuonderzoekers, toe te passen om drones buiten de gezichtslijn van de operator (BLOS) te besturen.

De meeste federale en gerechtelijke overheden over de hele wereld eisen dat operators altijd visueel contact hebben met hun drone. In sommige situaties, alsof je met een drone over een bos vliegt, het kan voor de operator erg moeilijk zijn om de drone in het zicht te houden. Exploitanten kunnen een BLOS-vergunning aanvragen, aangeven hoe ze hun drone zullen bedienen volgens specifieke veiligheidsprotocollen. Dit soort vergunningen verbeteren aanzienlijk hoe drones kunnen worden gebruikt in moeilijk bereikbare gebieden. Het laat ook zien hoe taken zoals bosonderzoek of dierentellingsprojecten kostenefficiënter en nauwkeuriger kunnen worden gemaakt met behulp van een drone.

Het lijdt geen twijfel dat drones in de nabije toekomst zullen blijven rondhangen, and that novel applications for their use will continue to pop up. The benefits they have had, and continue to offer, in ecological research in such a short period is promising, helping researchers to better understand their environments with extremely high quality data. Ongoing imagery acquisitions will no doubt help in uncovering important findings and help to develop evidence-based policy.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.