Drones coletam dados ambientais

Mapeando árvores, encontrando ilhas de calor: os drones de pesquisa oferecem muitas novas opções para observação em pequena escala do ambiente. A observação da Terra, também conhecida como sensoriamento remoto, fornece informações altamente relevantes sobre o estado e a mudança de nosso planeta todos os dias por meio de dados de satélite em todo o mundo. Os dados podem ser usados, por exemplo, para coletar informações sobre ilhas de calor nas cidades, secas ou estado das florestas

Atualmente, a observação da Terra está abrindo fontes de dados adicionais: com sensores instalados em drones disponíveis comercialmente, está obtendo informações ambientais mais detalhadas – e com uma resolução espacial tão alta que não pode ser obtida com dados de satélite. “As resoluções muito altas na faixa do centímetro abrem novas áreas de aplicação e questões de pesquisa”, diz a cientista Dra. Sensoriamento e Urbanização Global e Sensoriamento Remoto. “Estamos, assim, obtendo informações altamente relevantes para pesquisas urbanas, ecologia e conservação da natureza”.

Mapeamento de ilhas de calor e árvores urbanas

Para um estudo de viabilidade, Mirjana Bevanda, junto com Antonio Castañeda e outros colegas, fotografou a Neue Universität em Sanderring e partes do Ringpark de Würzburg com drones em 2022.

Lidar, uma forma de varredura a laser tridimensional, bem como sensores térmicos e multiespectrais foram usados.

O último captura de cinco a dez comprimentos de onda de luz e, portanto, significativamente mais do que uma simples câmera fotográfica.

O objetivo do estudo é explorar o valor agregado que os dados obtidos podem oferecer para a pesquisa em espaços urbanos, por exemplo, para registrar e analisar a estrutura urbana ou para mapear árvores urbanas ou ilhas de calor.

“Podemos usar isso para contribuir para reduzir o efeito de ilha de calor com contramedidas específicas, por exemplo”, explica o professor Hannes Taubenböck.

Esse efeito ocorre quando as cidades com suas muitas pedras e superfícies de asfalto esquentam mais do que o campo ao redor no verão. Isso não apenas pressiona as pessoas na cidade, mas também os animais e as plantas.

Os drones também abrem novas opções para mapear as árvores urbanas. “Poderíamos descrever cada árvore individualmente, incluindo sua estrutura vertical, e tirar conclusões sobre sua vitalidade”, diz o professor Tobias Ullmann.

Ativo em muitas áreas de estudo

A equipe do Earth Observation Research Hub da JMU também está ativa com drones no Canadá e em outras áreas de estudo, documentando suas mudanças ao longo do tempo. Com parceiros, por exemplo da biologia, também se debruça sobre os aspectos ecológicos. Por exemplo, são processados dados ambientais da Floresta JMU em Steigerwald, de pastagens calcárias na Baixa Francônia ou de altas estruturas alpinas em Zugspitze. “A aquisição de dados com drones é muito demorada, entre outras coisas por causa dos procedimentos de aprovação necessários. Mas os dados obtidos e principalmente seu nível de detalhamento são muito relevantes para muitas questões de pesquisa”, diz Tobias Ullmann.

Os estudos de Würzburg concentram-se em abordagens metodológicas para tornar a aquisição de dados e seu processamento mais eficiente.

Além disso, as informações ambientais relevantes para as questões de pesquisa individuais devem ser identificadas. “A longo prazo, queremos obter novos insights para a observação da Terra a partir deste trabalho, que por sua vez podem ser transferidos para sistemas baseados no espaço”, diz Mirjana Bevanda. Também existem contactos com a JMU Informática. “Fazemos trabalho de campo e avaliamos os dados obtidos nas pesquisas ambientais. Mas desenvolver novos sensores e sistemas não é nossa especialidade. Aqui vemos um grande potencial em cooperação com vários grupos de trabalho de ciência da computação”, diz Hannes Taubenböck.

Use no programa EAGLE Master

Os estudos sobre observação da Terra com drones de pesquisa – os especialistas falam em Sistemas Aéreos Desocupados (UAS) –fluem para o ensino no programa internacional de mestrado em Würzburg EAGLE (Observação da Terra Aplicada e Geoanálise do Ambiente Vivo). Afinal, a futura geração de pesquisadores também precisa se formar nessa área. Antonio Castañeda, ex-aluno do EAGLE da Colômbia, é um dos envolvidos. Atualmente é aluno de doutorado no Earth Observation Research Hub, com foco em pesquisa de sensoriamento remoto baseada em UAS. “Integrar o UAS ao ensino oferece aos alunos experiências completamente novas em planejamento de missão, geometria de sensor, gerenciamento e análise de dados”, diz Tobias Ullmann.

Eles são, portanto, confrontados com novos desafios que geralmente não existem na observação espacial da Terra.

Para a gestão do uso e desenvolvimento sustentável do habitat da Terra, bem como de seus recursos (como agricultura renovável, matérias-primas materiais, biodiversidade, solos ou