Conozca la nueva cara del monitoreo ambiental:una combinación de vehículos aéreos no tripulados (UAV) y una cámara altamente especializada que alguna vez fue tan grande y costosa que solo los satélites y aviones podían transportarlos.

Los investigadores de sensores remotos de QUT y los ingenieros de UAV son pioneros en el uso de nuevas cámaras hiperespectrales miniaturizadas para monitorear la salud de los paisajes australianos con más detalle que nunca.

El líder del proyecto, el profesor asociado Felipe González, dijo que su equipo fue uno de los primeros en el mundo en obtener imágenes aéreas hiperespectrales de un arrecife de coral con una resolución extraordinaria, el prístino arrecife de Ningaloo en el sitio del Patrimonio Mundial de la costa de Ningaloo en Australia Occidental, en una misión de recopilación de datos. que ayudará a informar la investigación futura.

"Las cámaras normales graban imágenes en tres bandas del espectro visible:rojo, verde y azul:mezclar esas bandas para crear colores tal como los ven los humanos, "dijo el profesor González, del Instituto de Ambientes Futuros (IFE) de QUT.

"En comparación, la cámara hiperespectral captura 270 bandas en las porciones visible e infrarroja cercana del espectro, proporcionando muchos más detalles de los que el ojo humano puede ver.

"Y, mientras lo volamos en pequeños vehículos aéreos no tripulados a 30-100 m sobre el agua, los datos recopilados tienen una resolución increíblemente alta ".

A 290 kilómetros, Ningaloo Reef es uno de los arrecifes cercanos a la costa más largos y estructuralmente complejos del mundo.

El profesor González dijo que las nuevas cámaras hiperespectrales livianas abrirían muchas posibilidades para el monitoreo de arrecifes y colaboraciones con investigadores marinos.

Los investigadores del IFE ya están trabajando en la integración de una unidad de cámara hiperespectral en una carcasa submarina para robots marinos.

"Los UAV son una plataforma de sensores rentable y una gran herramienta complementaria a los satélites existentes, aviones tripulados y estudios submarinos, "Dijo el profesor González.

"Gran escala, Los estudios a gran altitud de los arrecifes de Ningaloo y la Gran Barrera pueden carecer de la resolución necesaria para identificar corales individuales, por lo que este es el nicho para las encuestas de vehículos aéreos no tripulados a baja altitud ".

Utilizando datos recopilados por ingenieros en la Instalación de Ingeniería de Investigación (REF) del IFE, El profesor González y su equipo están desarrollando un software revolucionario para analizar rápidamente la información hiperespectral en el aire del arrecife de Ningaloo. y para una amplia gama de otros fines ambientales, incluida la detección de plantas invasoras en Australia Occidental y enfermedades en los cultivos de trigo.

El sistema está respaldado por un estado de la técnica, Gimbal diseñado y fabricado por REF que permite la captura de imágenes estabilizadas desde la cámara hiperespectral a bordo de los vehículos aéreos no tripulados de QUT.

El ingeniero de investigación de QUT, el Dr. Dmitry Bratanov, dijo que el sistema UAV hiperespectral examinó aproximadamente 40ha de Ningaloo Reef en 30 minutos a una altura de vuelo de 100 m.

"Esto nos proporciona una resolución espacial de aproximadamente 15 cm por píxel, detalles más que suficientes para detectar y monitorear especies de coral individuales", dijo Bratanov.

"Lo realmente especial de la cámara hiperespectral es que toma imágenes en 270 cortes del espectro. Esta enorme cantidad de información permite la clasificación de especies de coral, arena y algas según sus firmas espectrales únicas ".

El profesor González dijo que estas firmas actúan de manera muy similar a las huellas dactilares.

"Estamos construyendo algoritmos de inteligencia artificial que pueden reconocer y clasificar automáticamente estas firmas únicas, el equivalente hiperespectral de una 'base de datos de huellas dactilares' de la policía, Dijo el profesor González.

"Esta base de datos será cada vez más valiosa para todos los investigadores ambientales en el futuro".

La misión Coral Reef Airborne Laboratory (CORAL) de la NASA está realizando actualmente un mapeo hiperespectral de la Gran Barrera de Coral a gran altitud con aviones tripulados.

"El sistema CORAL proporciona una resolución de 7,5 m por píxel en comparación con el sistema UAV de QUT a 15 cm por píxel, y nuestro avión tripulado equipado con una cámara hiperespectral que captura datos a 35 cm por píxel a 230 m del suelo, "Dijo el profesor González.

“Nuestros datos serían una comparación fascinante entre un arrecife prístino remoto en Australia Occidental y un sistema de arrecifes bajo la presión de las actividades humanas a lo largo de la costa de Queensland.

"El uso de cámaras hiperespectrales más pequeñas y un UAV tiene muchas ventajas:es rentable, Rápido de implementar y flexible:una misión se puede programar en cualquier momento en ubicaciones estratégicas donde se requiere un mayor nivel de detalle.

"Es emocionante estar a la vanguardia de un nuevo enfoque para monitorear y administrar el medio ambiente australiano".