Drönare revolutionerar sättet som forskare observerar, mäta och övervaka naturmiljön. Från att kartlägga mönstren för skogsbränder, som de i Kalifornien, att mäta storleken på manetpopulationer, drönare har potential att förbättra vår förståelse för den naturliga miljön.

Även om vi använder olika namn för att referera till drönare — till exempel, fjärrstyrda flygplanssystem eller obemannade flygsystem/fordon – det finns stark enighet bland forskarvärlden om deras potential att förbättra vår förståelse av den naturliga världen.

Teknologiska framsteg och kommersiella investeringar på drönarmarknaden har varit fenomenala under de senaste 10 åren, med uppskattningar om att den årliga globala marknaden kan nå över 40 miljarder USD år 2024. Tillväxten av den kommersiella drönarindustrin innebär att investeringar hjälper dem att bli mindre, snabbare, smartare, säkrare och lättare att flyga.

The Integrated Remote Sensing Studio (IRSS) vid University of British Columbias fakultet för skogsbruk ligger i framkant när det gäller forskning om nya tillämpningar av drönare. IRSS visar att dess data kan vara mycket mer än bara vackra bilder. Hittills har arbetet innefattat att karakterisera skogsföryngring, förbättra metoderna för skogsinventering, kartlägga brandmönster, uppskattning av manetpopulationer och kartläggning av inhemska växtarter.

Ekologiska forskningsapplikationer

Efter att ha lärt sig hur man använder en drönare säkert, användare kan skaffa en mängd olika vetenskapliga data. Till exempel, drönare som flyger ovanför ett skogstak kan fånga extremt detaljerade bilder och video som hjälper till att studera vegetation, identifiera och räkna vilda djur och förbättra den ekologiska förståelsen.

Potentialen att snabbt och enkelt distribuera drönare i annars svåråtkomliga miljöer gör att forskare kan samla in information som tidigare varit för dyr att samla in.

Möjligheten för drönare att fånga data utan att fysiskt gå in i områden av intresse begränsar kostnaderna för fältkampanjer och minskar mänsklig påverkan på (ibland ömtåliga) ekosystem. Det här är viktigt, speciellt när man studerar sällsynta arter av flora och fauna, som de i arktiska miljöer.

Med pågående oro över effekterna av klimatförändringar, drönardata fångar en högupplöst ögonblicksbild av miljöernas tillstånd vid ett specifikt ögonblick. Med tanke på att vissa drönare är billiga och lätta att installera, upprepade flygningar över samma område över tid kan hjälpa till att belysa förändringar som annars skulle förbli obemärkta.

Att se hur miljöer förändras över tid är viktigt för att förstå effekterna av klimatförändringar. Till exempel, drönare kan hjälpa till att kvantifiera förändringar i vegetationssammansättning, om tillväxten är konsekvent eller om naturliga störningar som brand eller insektsangrepp blir allt vanligare.

Datatyper

Bilder och högupplöst video med kameror, som de i en smart telefon, används ofta. Utvecklingen av digitala fotogrammetriska tekniker som omvandlar bilder till 3D-data hjälper till att beskriva vegetationens fysiska struktur.

Högteknologiska sensoralternativ — som nära infraröd eller termisk — fångar det vi inte kan se med blotta ögat, och blir allt vanligare. Lasersensorer som skjuter ljuspulser hjälper forskare att skapa 3D-representationer av vegeterade områden för att informera förvaltningsbeslut. Dessa lasrar, brukar kallas ljusdetektion och avståndsintervall (LIDAR), finns även på vissa självkörande bilar.

Det breda utbudet av sensorer som kan monteras på drönare betyder att det redan är en realitet att fånga dessa användbara vetenskapliga data. Information om skogar – deras utbredning, utseende och hälsa, tillsammans med detaljer om deras struktur – producerar spetsforskning och förbättrar skogsbruksmetoderna.

En framtid med drönare

Många aspekter av drönarteknik gör dem allt mer önskvärda för vetenskaplig forskning. Tidigare i år, vi publicerade en kommentar i tidskriften Natur som hävdade att standardisering av regelverk, förbättringar av flygkontroll och ytterligare utveckling av batteri- och mjukvaruteknik kommer att bidra till att förbättra datakvaliteten och göra drönare mer effektiva.

Fortsatta investeringar i drönarteknik stimulerar snabb utveckling av litiumjonbatteriets effektivitet och kapacitet; lättviktsmaterial som kolfiber, och minskningar i komponentstorlek. Dessa hårdvaruframsteg påverkar hur lång tid drönare kan stanna på himlen för att fånga mer data, vilket innebär mindre stillestånd, mer data och allt mer meningsfulla analyser.

Lagstiftning och reglering

Medan den snabba utvecklingen av drönarteknik är goda nyheter, det kan vara svårt att utveckla lagar och regler i samma takt.

Allmänhetens säkerhet och integritet måste alltid ha högsta prioritet. Det har därför varit viktigt för lagstiftarna, tekniska utvecklare och slutanvändare för att samarbeta om hur teknik används och hur regler kan upprätthålla säkerhet och integritet, samtidigt som de fortsätter att främja användningen.

Synlinjer

Ett exempel på aktuell regelutveckling är möjligheten för utvalda användare, som miljöforskare, att ansöka om att köra drönare utanför operatörens siktlinje (BLOS).

Most federal and jurisdictional governments across the world require that operators always have visual contact with their drone. In some situations, like flying a drone over a forest, it can be very difficult for the operator to keep the drone in sight. Operators can apply for a BLOS permit, indicating how they will operate their drone according to specific safety protocols. These types of permits significantly improve how drones can be used in difficult-to-access areas. It also highlights how tasks like forest surveying or animal census projects can be made more cost-efficient and accurate using a drone.

There is no doubt that drones will be sticking around for the foreseeable future, 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.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.