Möt miljöövervakningens nya ansikte - en kombination av obemannade flygbilar (UAV) och en högspecialiserad kamera som en gång var så stor och dyr bara satelliter och flygplan kunde bära dem.

QUT fjärranalysforskare och UAV -ingenjörer är banbrytande i användningen av nya miniatyriserade hyperspektralkameror för att övervaka hälsan i australiensiska landskap mer detaljerat än någonsin tidigare.

Projektledare Docent Felipe Gonzalez sa att hans team var bland de första i världen som fick hyperspektrala bilder från ett korallrev i extraordinär upplösning - det orörda Ningaloo -revet vid Ningaloo Coast World Heritage Site i västra Australien - i ett datainsamlingsuppdrag som hjälper till att informera framtida forskning.

"Normala kameror spelar in bilder i tre band i det synliga spektrumet - rött, grönt och blått - blanda dessa band tillsammans för att skapa färger som människor ser dem, "sade professor Gonzalez, från QUT's Institute for Future Environments (IFE).

"Som jämförelse den hyperspektrala kameran fångar 270 band i de synliga och nära infraröda delarna av spektrumet, ger mycket mer detaljer än det mänskliga ögat kan se.

"Och, som vi flyger den på små UAV på 30-100m över vattnet, data som samlas in har en otroligt hög upplösning. "

På 290 kilometer, Ningaloo Reef är ett av de längsta och strukturellt komplexa nära havet rev i världen.

Professor Gonzalez sa att nya lätta hyperspektrala kameror skulle öppna många möjligheter för revövervakning och samarbete med marina forskare.

IFE -forskare arbetar redan med att integrera en hyperspektral kameraenhet i ett undervattenshus för marina robotar.

"UAV är en kostnadseffektiv sensorplattform och ett utmärkt kompletterande verktyg för befintlig satellit, bemannade flygplan och undersökningar under vattnet, "Professor Gonzalez sa.

"Storskalig, undersökningar på hög höjd av Ningaloo och Great Barrier rev kan sakna den upplösning som krävs för att identifiera enskilda koraller, så det här är nischen för UAV-undersökningar på låg höjd. "

Med hjälp av data som samlats in av ingenjörer i IFE:s Research Engineering Facility (REF), Professor Gonzalez och hans team utvecklar revolutionerande programvara för att snabbt analysera den luftburna hyperspektrala informationen från Ningaloo -revet, och för en mängd andra miljöändamål, inklusive upptäckt av invasiva växter i västra Australien och sjukdomar i vetegrödor.

Systemet stöds av en toppmodern teknik, REF-designad och tillverkad gimbal som möjliggör stabiliserad bildtagning från den hyperspektrala kameran ombord på QUTs obemannade flygbilar.

QUT -forskningsingenjör Dr Dmitry Bratanov sa att det hyperspektrala UAV -systemet undersökte cirka 40ha Ningaloo Reef på 30 minuter vid en flyghöjd på 100m.

"Detta ger oss en rumslig upplösning på cirka 15 cm per pixel - mer än tillräckligt med detaljer för att upptäcka och övervaka enskilda korallarter", sa Bratanov.

"Det riktigt speciella med den hyperspektrala kameran är att den tar bilder över 270 bitar av spektrumet. Denna enorma mängd information möjliggör klassificering av korallarter, sand och alger baserat på deras unika spektrala signaturer. "

Professor Gonzalez sa att dessa signaturer fungerar väldigt mycket som fingeravtryck.

"Vi bygger algoritmer för artificiell intelligens som automatiskt kan känna igen och klassificera dessa unika signaturer - den hyperspektrala ekvivalenten till en polis" fingeravtrycksdatabas ", Professor Gonzalez sa.

"Denna databas kommer att bli värdefullare för alla miljöforskare i framtiden."

NASA:s Coral Reef Airborne Laboratory (CORAL) uppdrag genomför för närvarande hyperspektral kartläggning av Great Barrier Reef på hög höjd med bemannade flygplan.

"CORAL -systemet ger en upplösning på 7,5 m per pixel jämfört med QUT:s UAV -system med 15 cm per pixel, och vårt bemannade flygplan utrustat med en hyperspektral kamera som fångar data med 35 cm per pixel vid 230 m från marken, "Professor Gonzalez sa.

"Våra data skulle göra en fascinerande jämförelse mellan ett avlägset orört rev i västra Australien och ett revsystem under tryck från mänskliga aktiviteter längs Queensland kusten.

"Det finns många fördelar med att använda mindre hyperspektrala kameror och en UAV-det är kostnadseffektivt, snabb att distribuera och flexibel - ett uppdrag kan planeras när som helst på strategiska platser där en högre detaljnivå krävs.

"Det är spännande att ligga i framkant i en ny strategi för övervakning och hantering av den australiska miljön."