使用無人機(jī)來監(jiān)測(cè)加納的海岸侵蝕

三角洲環(huán)境地勢(shì)低洼，極易受到海浪的洪水和侵蝕。隨著世界氣候變化和海平面上升，這些危害可能會(huì)增加。監(jiān)測(cè)這些危害及其影響對(duì)于制定戰(zhàn)略和保護(hù)生活在三角洲附近的社區(qū)非常重要。

無人機(jī)可以成為這項(xiàng)工作的關(guān)鍵工具。我和我的同事用無人機(jī)監(jiān)測(cè)加納伏爾塔三角洲脆弱的沿海社區(qū)Fuvemeh的洪水。伏爾塔三角洲位于加納東海岸，是侵蝕和洪水的熱點(diǎn)。

盡管近年來洪水和侵蝕的頻率和強(qiáng)度有所增加，但缺乏早期預(yù)警系統(tǒng)和有效監(jiān)測(cè)，這使得脆弱社區(qū)無法做好準(zhǔn)備。

其中一個(gè)原因是傳統(tǒng)的洪水監(jiān)測(cè)方法，如航空照片和地面測(cè)量，這些方法非常昂貴，需要專門的培訓(xùn)。另一方面，無人機(jī)成本低，易于操作。它們提供高質(zhì)量，高分辨率的輸出，并且可以快速且經(jīng)常地部署。

侵蝕影響

無人機(jī)是無人駕駛飛機(jī)，可以遠(yuǎn)程控制或在規(guī)定的高度自動(dòng)飛行。他們通常還會(huì)捕獲和記錄數(shù)據(jù)。我們使用DJI Phantom 3無人機(jī) - 配備高清攝像頭 - 拍攝天空中的航拍視頻和圖像。這些記錄于2016年8月至2017年6月之間。

我們希望發(fā)現(xiàn)并測(cè)量海岸線位置的短期變化，并評(píng)估洪水對(duì)社區(qū)的影響。然后，我們分析了這些無人機(jī)圖像以及2014年的衛(wèi)星圖像和2005年的攝影地圖。

無人機(jī)圖像顯示洪水和侵蝕對(duì)Volta三角洲和居住在那里的Fuvemeh社區(qū)產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。超過12年，在總面積約375,229平方米，37％ - 約138,118.239平方米 - 的沿海土地已經(jīng)因侵蝕而喪失。在一些地區(qū)，海岸線在內(nèi)陸移動(dòng)了幾米;在其他地方，它移動(dòng)了超過100米。

大約77座房屋被毀。這是Fuvemeh社區(qū)總房屋的42％。侵蝕也摧毀了社區(qū)唯一的學(xué)校，破壞了人們的生計(jì)。農(nóng)田和種植園被摧毀，當(dāng)?shù)貪O業(yè)企業(yè)失去了魚類登陸點(diǎn)，關(guān)閉了他們的行動(dòng)并使人們失業(yè)。

根據(jù)對(duì)社區(qū)的采訪，由于這些環(huán)境變化，大約有300人流離失所。

使用無人機(jī)

無人機(jī)可以幫助準(zhǔn)確地監(jiān)控這些情況。因?yàn)樗鼈兛梢栽跊]有人的情況下外出，快速且非常靈活，所以它們可以有效監(jiān)控海岸的環(huán)境災(zāi)難。

例如，我們可以看到波浪比該區(qū)域中的其他波浪更大。我們還可以看到高潮，因?yàn)橥恋刂挥泻０蝺擅?，?huì)淹沒Fuvemeh社區(qū)。然后可以將這些信息快速傳播到社區(qū)。

無人機(jī)也是沿海研究中有效的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)工具。特別研究表明;檢查海平面的上升和下降，看看海浪上升到海灘的距離，并觀察海岸線位置的變化。這是因?yàn)樗鼈兯坪醣扰f方法更有效。

例如，物理測(cè)量可以生成具有物理特征位置的地圖以及它們受洪水影響的方式。這些地圖提供了變化檢測(cè)的準(zhǔn)確信息，因?yàn)樵跀?shù)據(jù)收集期間有一個(gè)實(shí)際存在的測(cè)量員。但它們耗時(shí)，昂貴并且可能存在影響可靠性的人為錯(cuò)誤。

航拍照片是沿海環(huán)境監(jiān)測(cè)中最常用的數(shù)據(jù)來源。它們提供了良好的空間覆蓋，但不及時(shí)，并且非常特定于站點(diǎn)，這意味著它們不適合監(jiān)控。

衛(wèi)星圖像覆蓋大面積區(qū)域，并提供詳細(xì)的高分辨率信息。但這些圖像受云覆蓋，灰塵，像素分辨率和運(yùn)營(yíng)成本的影響。

在計(jì)算這些不同方法的準(zhǔn)確性，成本和持續(xù)時(shí)間時(shí)，無人機(jī)提供了一個(gè)很好的解決方案。它們的運(yùn)行成本相對(duì)較低，允許頻繁的任務(wù)，具有巨大的空間覆蓋范圍，可以快速部署并且它們產(chǎn)生的數(shù)據(jù)是高質(zhì)量的。

無人機(jī)產(chǎn)生的信息可以為直接受海岸侵蝕影響的人提供短期和長(zhǎng)期利益。但社區(qū)也需要在當(dāng)?shù)夭扇⌒袆?dòng)。需要一種可持續(xù)的適應(yīng)方法，通過建立防御性海洋結(jié)構(gòu)，或者用其他材料替代因侵蝕而損失的沙子，增加“居民”的適應(yīng)能力。