Беспилотники проливают свет на прибрежные водные потоки
Сток в прибрежных водах связан с загрязнением и деградацией коралловых рифов и других морских экосистем. Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) были использованы для преодоления сложностей мониторинга водных потоков между экосистемами и на больших площадях.
Исследователи из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы (KAUST) использовали высокочастотные фотографии с зависающих БПЛА и облеты для отслеживания движения шлейфов красителя, выпущенных во время отлива. Команда под руководством специалиста по дистанционному зондированию Каспера Йохансена также совместила данные с аэрофотоснимков с полевыми измерениями для картирования концентраций красителя, что дало представление о рассеивании веществ в толще воды и вдоль побережья.
Для непрерывного отслеживания шлейфов два дрона зависали на 80 минут над местами выпуска красителя в зарослях морской травы и мангровых лесах, делая снимки каждые 10 секунд и обеспечивая полное покрытие зоны наблюдения. Затем облеты БПЛА собирали данные по мере распространения шлейфов на большую площадь.
Полевые измерения концентрации красителя были соотнесены со значениями пикселей спектральных каналов и индексов на 30 различных фотографиях с БПЛА, сделанных в точное время отбора каждого образца морской воды. Это позволило вывести зависимость для картирования концентраций красителя на протяжении всего периода отлива.
По словам Йохансена, полученная информация может дать представление об обмене, транспортировке и взаимозависимости питательных веществ между экосистемами мангровых лесов, морских трав и коралловых рифов. Он отметил, что с появлением новых спутниковых группировок с высоким пространственным разрешением, позволяющих собирать изображения несколько раз в день, спутниковые эксперименты по трассировке красителя могут быть проведены на гораздо больших площадях, а данные с БПЛА потенциально могут заполнить пробел между полевыми измерениями и спутниковыми данными.
Понимание динамики и обмена водой и питательными веществами вдоль береговой линии важно для многочисленных исследовательских проектов в KAUST. Директор Инициативы по климату и жизнепригодности KAUST Мэтью Маккейб заявил, что исследование продемонстрировало возможности новых технологий наблюдения Земли для мониторинга событий, чувствительных ко времени, и фиксации быстро развивающихся процессов. Эти технологии могут быть развернуты для поддержки некоторых крупномасштабных проектов в Саудовской Аравии.
Будущие исследования могут отслеживать прибрежные водные потоки в различных природных условиях, например, при большей амплитуде приливов или на более глубокой воде. Этот метод также может помочь прогнозировать, куда будут переноситься вдоль побережья такие загрязнители, как сточные воды, речной сток или разливы нефти.
Морской биолог команды Айслин Данн отметила, что исследование представляет собой более дешевый способ визуализации прибрежных водных потоков. Поскольку БПЛА становятся все более доступными для ученых и частных лиц, этот метод предлагает более доступный и экономически эффективный способ регулярного мониторинга движения прибрежных вод.
Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.