ความนิยมและราคาที่เอื้อมถึงของอากาศยานไร้คนขับ (UAV) ส่งผลดีต่อหลายอุตสาหกรรม ทั้งการลดต้นทุนและเพิ่มความปลอดภัยให้กับบุคลากร แต่แล้ววงการวิทยาศาสตร์ล่ะ? นักวิทยาศาสตร์และมหาวิทยาลัยอิสระทั่วโลกหลายร้อยหรือหลายพันคนใช้ UAV เหล่านี้เพื่อทำการทดลองทางวิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อนในรูปแบบใหม่ๆ
เราเน้นไปที่การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์ของ UAV แต่ในทางปฏิบัติแล้ว วิทยาศาสตร์บริสุทธิ์ยังได้รับประโยชน์จากความสามารถในการซื้อและการเข้าถึงของการบินเมื่องบประมาณจำกัดและเวลาในการทำการทดลองเป็นสิ่งสำคัญ
ตัวอย่างเช่น นักวิทยาศาสตร์ชาวโปแลนด์หลายคนร่วมมือกันศึกษาการกัดเซาะชายฝั่งอย่างครอบคลุม โดยใช้เทคโนโลยีใหม่ๆ หลายอย่าง เช่น LiDAR ทางอากาศและการวัดความลึกของมหาสมุทร
Pawel Tysiac และ Rafal Ossowski จากคณะวิศวกรรมศาสตร์โยธาและสิ่งแวดล้อม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Gdansk ร่วมมือกับ Lukasz Janowski จากสถาบันการเดินเรือ มหาวิทยาลัยการเดินเรือ Gdynia และ Damian Moskalewicz จากภาควิชาธรณีสัณฐานวิทยาและธรณีวิทยาควอเทอร์นารี คณะสมุทรศาสตร์และภูมิศาสตร์ มหาวิทยาลัย Gdansk ได้ทำการศึกษาวิจัยที่ครอบคลุมเกี่ยวกับการกัดเซาะชายฝั่งโปแลนด์บางส่วน (โดยเฉพาะอย่างยิ่งบริเวณทะเลบอลติกตอนใต้ยาว 1 ไมล์)
บทความวิจัยนี้มีชื่อว่า "การประเมินความเสื่อมโทรมของหน้าผาชายฝั่งโดยใช้ข้อมูลโดรนและภาพถ่ายทางอากาศแบบออร์โธโฟโต รวมถึง LiDAR เชิงลึกใน Google Earth Engine" บทความตีพิมพ์ในวารสาร Scientific Reports ฉบับเดือนมกราคม 2568 และถือเป็นตัวอย่างสำคัญของการใช้เทคโนโลยีใหม่ๆ ในการรวบรวมข้อมูล ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำความเข้าใจถึงวิธีที่ธรรมชาติเปลี่ยนแปลงภูมิศาสตร์
เรามีโอกาสพูดคุยกับ Pawel Tysiac หนึ่งในผู้เขียนผลการศึกษา เพื่อทำความเข้าใจผลกระทบของโดรนและ LiDAR ต่อโครงการของพวกเขาได้ดียิ่งขึ้น
“วิธีการแบบดั้งเดิมในการติดตามการกัดเซาะหน้าผามักต้องใช้แรงงานจำนวนมากในการทำงานภาคสนามและการคำนวณการกระจายจุดเชิงพื้นที่ที่ซับซ้อนโดยใช้เทคนิคการสำรวจที่ดินแบบดั้งเดิม” พาเวลกล่าว “ในทางตรงกันข้าม ความก้าวหน้าล่าสุดในการสำรวจระยะไกลและการเรียนรู้ของเครื่องจักรได้นำเสนอวิธีการใหม่ๆ ในการประเมินการกัดเซาะหน้าผาที่มีประสิทธิภาพและแม่นยำยิ่งขึ้น”
ความเสื่อมโทรมของชายฝั่งได้ดึงดูดความสนใจของรัฐบาลและนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลก เนื่องจากจำนวนภัยพิบัติทางธรรมชาติเพิ่มมากขึ้น และภัยพิบัติแต่ละครั้งก็ก่อให้เกิดความเสียหายต่อประชากรและสภาพแวดล้อมทางภูมิศาสตร์มากขึ้นเรื่อยๆ
“ในบทความนี้ เราใช้คำว่า ‘การเสื่อมสภาพของหน้าผา’ อย่างกว้างๆ โดยนิยามว่าเป็นผลกระทบขั้นสุดท้ายโดยรวมของการเปลี่ยนแปลงของหน้าผาชายฝั่งที่ถูกกัดเซาะ ซึ่งเกิดจากปัจจัยและกระบวนการที่หลากหลาย รวมถึงสภาพแวดล้อมทางธรณีวิทยาและธรณีวิทยาที่ซับซ้อน กิจกรรมของคลื่นพายุซัดฝั่ง ปริมาณน้ำฝน ลมพัด และกิจกรรมของมนุษย์ ซึ่งนำไปสู่การเคลื่อนตัวขนาดใหญ่และผลกระทบต่างๆ เช่น ดินถล่ม รอยเลื่อน รอยแยก และเศษซาก” พาเวลกล่าว “จากข้อมูลนี้ สมมติฐานสำคัญของการศึกษานี้คือ สเปกตรัมการสะท้อนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจะแตกต่างกันไปในแต่ละพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบจากการเสื่อมสภาพ ในกรณีของหน้าผาชายฝั่ง การเปลี่ยนแปลงของการรวมตัวของวัสดุ พืชพรรณ และปัจจัยอื่นๆ อาจนำไปสู่ความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ”
ปัจจุบัน การสำรวจระยะไกลเป็นวิธีมาตรฐานในการติดตามสภาพแวดล้อมชายฝั่ง ด้วยการใช้ภาพและข้อมูลหลากหลายประเภทที่รวบรวมจากดาวเทียม แพลตฟอร์มบนอากาศ และเซ็นเซอร์ภาคพื้นดิน นักวิจัยจึงสามารถได้รับข้อมูลเชิงพื้นที่ที่ละเอียดและเป็นปัจจุบันเกี่ยวกับพื้นที่ชายฝั่ง ภาพเฟรมที่มีความละเอียดตามเวลาจริงช่วยให้สามารถสังเกตการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาของชายฝั่งเมื่อเวลาผ่านไป และช่วยระบุพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบจากภัยพิบัติทางธรรมชาติมากที่สุด ในกรณีนี้ ผู้เขียนใช้ภาพถ่ายทางอากาศ ซึ่งให้ภาพความละเอียดสูงซึ่งมีประโยชน์สำหรับการเปรียบเทียบก่อนและหลังอย่างละเอียด อย่างไรก็ตาม มีปัญหาเรื่องเวลาการส่องสว่างที่แตกต่างกันบนภาพ ซึ่งนำไปสู่การประมวลผลวัตถุที่แตกต่างกัน ในแง่ของการถ่ายภาพทางอากาศ เที่ยวบินจำเป็นต้องดำเนินการภายใต้เงื่อนไขที่คล้ายคลึงกัน แต่ยังคงมีปัญหาเกี่ยวกับความผันแปรตามฤดูกาลอยู่บ้าง
“เราตัดสินใจใช้ LiDAR เป็นทางเลือกหนึ่งในการรับมือกับสภาพแสงที่เปลี่ยนแปลง” พาเวลกล่าว “ข้อมูล LiDAR มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการวัดการเปลี่ยนแปลงภูมิประเทศชายฝั่งด้วยความแม่นยำสูง ช่วยกรองข้อมูลจากพืชพรรณหรือจุดที่อยู่โดดเดี่ยว ผลิตภัณฑ์ที่สำคัญที่สุดของ LiDAR คือแบบจำลองระดับความสูงเชิงดิจิทัล (DEM) ซึ่งใช้สร้างภาพสามมิติของภูมิทัศน์ชายฝั่ง แบบจำลองเหล่านี้ช่วยให้เข้าใจการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของการกัดเซาะโดยการคำนวณแบบจำลองในช่วงเวลาต่างๆ”
ปัญหาเกิดขึ้นเนื่องจากองค์ประกอบของความเสื่อมโทรมของชายฝั่งที่เกิดขึ้นใต้น้ำมีบทบาทสำคัญในการทำให้ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้น ดังนั้นจึงมีการตัดสินใจใช้ LiDAR เป็นเครื่องมือวัดความลึกมหาสมุทร
พาเวลกล่าวว่า "ผลการศึกษานี้ทำให้เราเข้าใจอย่างลึกซึ้งว่าหน้าผาชายฝั่งกำลังตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในปัจจุบันและอนาคตอย่างไร โดยเฉพาะอย่างยิ่งระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นและกิจกรรมพายุที่เพิ่มมากขึ้น" "การยกระดับการสำรวจทางธรณีเทคนิคแบบดั้งเดิมด้วยการใช้เทคโนโลยีการสำรวจระยะไกลขั้นสูงที่นำเสนอ เช่น การใช้โดรนและการสำรวจทางอากาศ จะเป็นแบบจำลองสำหรับพื้นที่อื่นๆ ที่เผชิญกับความท้าทายที่คล้ายคลึงกัน ข้อมูลเชิงลึกที่ได้จากการศึกษาครั้งนี้สามารถใช้เป็นข้อมูลประกอบการกำหนดนโยบายการจัดการชายฝั่ง ไม่เพียงแต่ในโปแลนด์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงภูมิภาคอื่นๆ ที่มีสภาพทางธรณีวิทยาและสภาพแวดล้อมคล้ายคลึงกัน แผนการจัดการที่มีประสิทธิภาพซึ่งอิงจากการวิจัยดังกล่าวสามารถช่วยลดความเสี่ยงต่อชีวิตมนุษย์และโครงสร้างพื้นฐานที่เกิดจากการกัดเซาะและความไม่มั่นคงของหน้าผาชายฝั่งได้"
ด้วยการผสมผสานการรวบรวมข้อมูลทางอากาศและทางทะเลจากยานยนต์ไร้คนขับ กลุ่มนักวิทยาศาสตร์นี้สามารถปรับปรุงคุณภาพของข้อมูล ความแม่นยำของข้อสรุป และความเหมาะสมของการดำเนินการเพื่อบรรเทาความเสียหายต่อภูมิศาสตร์และผู้อยู่อาศัยในพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบ
เวลาโพสต์: 12 ก.พ. 2568