Medlemmar av Alaska Center for Unmanned Aircraft Systems Integration (ACUASI) färdigställde nyligen en högupplöst karta över Inuvik-Tuktoyaktuk Highway, Kanadas första allvädersväg till Arktis.

Teamet genomförde projektet 2019, fånga över 60, 000 överlappande flygfoton av den nya vägen och en stor sträcka av den angränsande Dempster Highway med ett fjärrstyrt SeaHunter-flygplan i ett av de största icke-militära fjärranalysprojekten i sitt slag. Bilderna kombinerades med en metod som kallas fotogrammetri till en enda mosaik, som avslutades i mars i år.

Den nya tvåfiliga, allväders grusmotorväg ormar sig norrut i 86 miles, förbi kanten av den boreala skogen och in i den gränslösa tundran bortom, korsar många strömmar längs vägen som stödjer fiskpopulationer som är en del av ursprungsbefolkningen i regionen. Dessa fiskar faller under Fisheries and Oceans Canadas ansvarsområde, som ville hitta ett sätt att säkert och effektivt övervaka potentiella förändringar av sötvattensmiljöer.

"Med stöd av den lokala gemensamma fiskeriförvaltningskommittén och regeringen i nordvästra territorierna, Fisheries and Oceans Canada var glada över att använda SeaHunter som en möjlighet att testa fjärrstyrda system i Kanadas norra, där tillgången kan begränsas, sa Carolyn Bakelaar, en regional GIS-koordinator för avdelningen som hjälpte till att övervaka projektet.

ACUASI är en av flera Geophysical Institute-anläggningar vid University of Alaska Fairbanks och är den största UAS-operatören i Arktis. ACAUSI hade tidigare samarbetat med Transport Canada för att hjälpa till med övervakning av hotade valar i Kanadas mest trafikerade farleder i St. Lawrencebukten.

Men uppgiften var ingen liten uppgift. För att kartlägga motorvägen, teamet var först tvungen att installera en mängd utrustning på SeaHunter-flygplanet på 300 pund och utforma en färdplan som skulle göra det möjligt för dem att kartlägga hela Inuvik-Tuktoyaktuk Highway och en stor del av Dempster.

Väl på plats, teamet arbetade med personal på flygplatsen i Inuvik och Nav Canada för att samordna sina undersökningar utan att störa flygningen för någon annan i området, vilket var svårare än man kunde förvänta sig, med tanke på stadens storlek.

"Mike Zubko flygplats i Inuvik är ett logistiknav för hela regionen, med rutinschemalagd pendling, last- och vetenskapsuppdrag som avgår och anländer nästan konstant, sa Andrew Wentworth, chefspilot och biträdande programchef för beskickningen.

SeaHunter var den första långdistansen, fjärrstyrda flygplan för att flyga ut från den regionala flygplatsen, köa mellan leviathanliknande C-130 fraktplan och 737 passagerarjetplan innan de lyfter och landar under undersökningar.

Att samordna insatser mellan flygtjänstemän och fjärrstyrda flygplansoperatörer har varit ett primärt fokus för ACUASI-personal och forskare under de senaste åren. Den enorma uppgiften gjordes mer hanterbar av grundarbetet som gjorts av ett undersökningsteam före ankomst från Transport Canada, ACUASI och kanadensiska flygtjänstemän, tillsammans med en detaljerad logistikplan som var under två år.

Väl i flyget, SeaHunter korsade tusentals miles, fotografera varje kvadrattum av vägarna i överlappande steg. Eyal Saiet, en ACUASI fjärranalysspecialist, sammanfogade dessa foton med hjälp av en process som kallas fotogrammetri för att skapa en detaljerad mosaik. Teamet samlade in så många högupplösta bilder att varaktigheten av varje flygning inte bestämdes av hur mycket bränsle flygplanet hade kvar utan istället av hur mycket datalagring som återstod för bilderna.

"Kameran tog bilder ungefär en gång i sekunden under nästan hela flygningen, som ibland kunde vara upp till åtta timmar, sa Saiet.

Under de långa flygningarna, teamet kommunicerade med flygplanet och utrustningen ombord via ett nätverk av polära satelliter, så att de kan uppskatta hur många bilder som har tagits och hur mycket minne som fortfarande finns tillgängligt.

Trots arbetsbördan, dåligt arktiskt väder och upptagen landningsbana, besättningen genomförde undersökningarna med drygt en veckas flygningar. Men att samla in data var mindre än halva historien. Tillbaka i Fairbanks, den mödosamma processen att analysera ett 60-tal, 000 fotografier återstod.

"Eyal hade den tvivelaktiga utmärkelsen att behöva sortera ibland terabyte av bilder, sa Wentworth.

I norra Kanada, detaljerade kartläggningsprojekt utförs sporadiskt av bemannade flygplan och kartläggs med LiDAR, eller med kortdistansdrönare på specifika platser av intresse. Men obemannade flygplan, som SeaHunter, ses som ett säkrare och mer bränsleeffektivt sätt att generera högupplösta bilder och höjdmodeller över stora ytor.

"Typiska undersökningar av mänskliga bilder görs vid 20-30 cm pixelupplösningar, medan satellitbilderna med högsta upplösning också kommer in på 30 cm pixlar, sade Jurjen van der Sluijs, en obemannad flygplanssystemkoordinator med Northwest Territories Center for Geomatics, som samarbetade i projektet. "Med en upplösning på 6 cm, bilderna från Inuvik-Tuktoyaktuk Highway kan därför visa mer detaljer än vad som annars är tillgängligt."

Både Wentworth och Saiet tilldelades nyligen Immediate Awards av Fisheries and Oceans Canada som ett erkännande för det noggranna och krävande arbetet med att kartlägga motorvägarna.

Med detta projekt bakom sig, teamet ser fram emot ytterligare samarbete med amerikanska och kanadensiska byråer i framtiden. Deras kontrakt med Transport Canada för att övervaka nordatlantiska rätvalar förnyades nyligen, vilket betyder att besättningen och SeaHunter förväntar sig att åka tillbaka till Atlanten i sommar för att återuppta sina ansträngningar för att förhindra kollisioner med vallastfartyg.