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使用无人机来监测加纳的海岸侵蚀

发布日期:2020-05-23我要投稿我要评论
三角洲环境地势低洼,极易受到海浪的洪水和侵蚀。随着世界气候变化和海平面上升,这些危害可能会增加。监测这些危害及其影响对于制定战略和保护生活在三角洲附近的社区非常重要。  无人机可以成为这项工作的关键工具。我和我的同事用无人机监测加纳伏尔塔三角洲脆弱的沿海社区Fuvemeh的洪水。伏尔塔三角洲位于加纳东海岸,是侵蚀和洪水的热点。  尽管近年来洪水和侵蚀的频率和强度有所增加,但缺乏早期预警系统和有效监测,这使得脆弱社区无法做好准备。  其中一个原因是传统的洪水监测方法,如航空照片和地面测量,这些方法非常昂贵,需要专门的培训。另一方面,无人机成本低,易于操作。它们提供高质量,高分辨率的输出,并且可以快速且经常地部署。  侵蚀影响  无人机是无人驾驶飞机,可以远程控制或在规定的高度自动飞行。他们通常还会捕获和记录数据。我们使用DJI Phantom 3无人机 - 配备高清摄像头 - 拍摄天空中的航拍视频和图像。这些记录于2016年8月至2017年6月之间。  我们希望发现并测量海岸线位置的短期变化,并评估洪水对社区的影响。然后,我们分析了这些无人机图像以及2014年的卫星图像和2005年的摄影地图。  无人机图像显示洪水和侵蚀对Volta三角洲和居住在那里的Fuvemeh社区产生了严重影响。超过12年,在总面积约375,229平方米,37% - 约138,118.239平方米 - 的沿海土地已经因侵蚀而丧失。在一些地区,海岸线在内陆移动了几米;在其他地方,它移动了超过100米。  大约77座房屋被毁。这是Fuvemeh社区总房屋的42%。侵蚀也摧毁了社区唯一的学校,破坏了人们的生计。农田和种植园被摧毁,当地渔业企业失去了鱼类登陆点,关闭了他们的行动并使人们失业。  根据对社区的采访,由于这些环境变化,大约有300人流离失所。  使用无人机  无人机可以帮助准确地监控这些情况。因为它们可以在没有人的情况下外出,快速且非常灵活,所以它们可以有效监控海岸的环境灾难。  例如,我们可以看到波浪比该区域中的其他波浪更大。我们还可以看到高潮,因为土地只有海拔两米,会淹没Fuvemeh社区。然后可以将这些信息快速传播到社区。  无人机也是沿海研究中有效的长期监测工具。特别研究表明;检查海平面的上升和下降,看看海浪上升到海滩的距离,并观察海岸线位置的变化。这是因为它们似乎比旧方法更有效。  例如,物理测量可以生成具有物理特征位置的地图以及它们受洪水影响的方式。这些地图提供了变化检测的准确信息,因为在数据收集期间有一个实际存在的测量员。但它们耗时,昂贵并且可能存在影响可靠性的人为错误。  航拍照片是沿海环境监测中最常用的数据来源。它们提供了良好的空间覆盖,但不及时,并且非常特定于站点,这意味着它们不适合监控。  卫星图像覆盖大面积区域,并提供详细的高分辨率信息。但这些图像受云覆盖,灰尘,像素分辨率和运营成本的影响。  在计算这些不同方法的准确性,成本和持续时间时,无人机提供了一个很好的解决方案。它们的运行成本相对较低,允许频繁的任务,具有巨大的空间覆盖范围,可以快速部署并且它们产生的数据是高质量的。  无人机产生的信息可以为直接受海岸侵蚀影响的人提供短期和长期利益。但社区也需要在当地采取行动。需要一种可持续的适应方法,通过建立防御性海洋结构,或者用其他材料替代因侵蚀而损失的沙子,增加“居民”的适应能力。

三角洲环境地势低洼,极易受到海浪的洪水和侵蚀。随着世界气候变化和海平面上升,这些危害可能会增加。监测这些危害及其影响对于制定战略和保护生活在三角洲附近的社区非常重要。

无人机可以成为这项工作的关键工具。我和我的同事用无人机监测加纳伏尔塔三角洲脆弱的沿海社区Fuvemeh的洪水。伏尔塔三角洲位于加纳东海岸,是侵蚀和洪水的热点。

尽管近年来洪水和侵蚀的频率和强度有所增加,但缺乏早期预警系统和有效监测,这使得脆弱社区无法做好准备。

其中一个原因是传统的洪水监测方法,如航空照片和地面测量,这些方法非常昂贵,需要专门的培训。另一方面,无人机成本低,易于操作。它们提供高质量,高分辨率的输出,并且可以快速且经常地部署。

侵蚀影响

无人机是无人驾驶飞机,可以远程控制或在规定的高度自动飞行。他们通常还会捕获和记录数据。我们使用DJI Phantom 3无人机 - 配备高清摄像头 - 拍摄天空中的航拍视频和图像。这些记录于2016年8月至2017年6月之间。

我们希望发现并测量海岸线位置的短期变化,并评估洪水对社区的影响。然后,我们分析了这些无人机图像以及2014年的卫星图像和2005年的摄影地图。

无人机图像显示洪水和侵蚀对Volta三角洲和居住在那里的Fuvemeh社区产生了严重影响。超过12年,在总面积约375,229平方米,37% - 约138,118.239平方米 - 的沿海土地已经因侵蚀而丧失。在一些地区,海岸线在内陆移动了几米;在其他地方,它移动了超过100米。

大约77座房屋被毁。这是Fuvemeh社区总房屋的42%。侵蚀也摧毁了社区唯一的学校,破坏了人们的生计。农田和种植园被摧毁,当地渔业企业失去了鱼类登陆点,关闭了他们的行动并使人们失业。

根据对社区的采访,由于这些环境变化,大约有300人流离失所。

使用无人机

无人机可以帮助准确地监控这些情况。因为它们可以在没有人的情况下外出,快速且非常灵活,所以它们可以有效监控海岸的环境灾难。

例如,我们可以看到波浪比该区域中的其他波浪更大。我们还可以看到高潮,因为土地只有海拔两米,会淹没Fuvemeh社区。然后可以将这些信息快速传播到社区。

无人机也是沿海研究中有效的长期监测工具。特别研究表明;检查海平面的上升和下降,看看海浪上升到海滩的距离,并观察海岸线位置的变化。这是因为它们似乎比旧方法更有效。

例如,物理测量可以生成具有物理特征位置的地图以及它们受洪水影响的方式。这些地图提供了变化检测的准确信息,因为在数据收集期间有一个实际存在的测量员。但它们耗时,昂贵并且可能存在影响可靠性的人为错误。

航拍照片是沿海环境监测中最常用的数据来源。它们提供了良好的空间覆盖,但不及时,并且非常特定于站点,这意味着它们不适合监控。

卫星图像覆盖大面积区域,并提供详细的高分辨率信息。但这些图像受云覆盖,灰尘,像素分辨率和运营成本的影响。

在计算这些不同方法的准确性,成本和持续时间时,无人机提供了一个很好的解决方案。它们的运行成本相对较低,允许频繁的任务,具有巨大的空间覆盖范围,可以快速部署并且它们产生的数据是高质量的。

无人机产生的信息可以为直接受海岸侵蚀影响的人提供短期和长期利益。但社区也需要在当地采取行动。需要一种可持续的适应方法,通过建立防御性海洋结构,或者用其他材料替代因侵蚀而损失的沙子,增加“居民”的适应能力。
 
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