Использование беспилотных авиационных систем для экологического мониторинга

Экологический мониторинг играет ключевую роль в диагностике влияния климата и управленческих решений на природные и сельскохозяйственные системы; в углублении понимания гидрологических процессов; в оптимизации распределения и использования водных ресурсов; а также в оценке, прогнозировании и даже предотвращении природных катастроф. В настоящее время большинство систем мониторинга и сбора данных основано на сочетании наземных измерений, пилотируемых бортовых датчиков и спутниковых наблюдений. Эти данные используются для описания как мелкомасштабных, так и крупномасштабных процессов, но обладают пространственно-временными ограничениями, присущими каждой из систем сбора. Преодоление уникальных пространственных и временных разрывов, которые ограничивают современные платформы мониторинга, является ключевым для улучшения понимания экологических систем. В этом контексте беспилотные авиационные системы (UAS) имеют значительный потенциал для радикального улучшения экологического мониторинга. Датчики, установленные на UAS, предоставляют исключительную возможность заполнить существующий разрыв между полевыми наблюдениями и традиционным воздушным и космическим дистанционным зондированием, обеспечивая высокую пространственную детализацию на относительно больших территориях экономичным способом и совершенно новые возможности для повышения частоты наблюдений по времени. Наряду с демонстрацией недавних достижений в этой области, также необходимо выявить и понять потенциальные ограничения технологий UAS. Для того чтобы эти платформы достигли своего мониторингового потенциала, широкий спектр нерешённых вопросов и специфических для приложений задач требует сосредоточенного внимания научного сообщества. Действительно, чтобы использовать полный потенциал подходов на базе UAS, требуется гармонизация сенсорных технологий, протоколов измерений, методов постобработки, алгоритмов извлечения информации и методов оценки. Цель данной статьи — представить обзор существующих исследований и применений UAS в мониторинге природных и сельскохозяйственных экосистем с тем, чтобы определить направления будущих исследований, области применения, разработки и возникающие проблемы.