I droni sono il futuro per la mappatura e il monitoraggio della natura. Rispetto alle immagini satellitari, le immagini dei droni forniscono 1, Risoluzione dell'immagine 000 volte migliore e un milione di volte più punti dati, dice Kasper Hancke, biologo marino presso l'Istituto norvegese per la ricerca sull'acqua (NIVA).

È una giornata estiva sorprendentemente bella e tranquilla a Søre Sunnmøre, dalle isole più esterne della Norvegia occidentale. Mentre gli hippy fuoripista continuano a sciare sull'ultima neve estiva nei fiordi, la stagione del kayak è già iniziata qui in una baia silenziosa vicino a Fosnavåg. Ma non è tutto tranquillo. Dall'alto si sente un ronzio; un enorme drone sta volando sistematicamente lungo la costa. Sulla riva, un uomo è in piedi con le alghe sulle ginocchia, tenendo tra le braccia una rastrelliera più alta di lui. Questo è il biologo marino Kasper Hancke dell'Istituto norvegese per la ricerca sull'acqua (NIVA). È qui per fotografare una parte della natura che la maggior parte di noi di solito non vede:la zona tra la bassa e l'alta marea.

- "Generalmente, quando stiamo mappando la zona di marea, facciamo la registrazione manualmente:Spiral wrack, relitto della vescica, rottame annodato, relitto dentato, e così via. Ma ora ci proviamo, per la prima volta, per scattare foto dall'alto invece, " dice Hancke. "Quando il drone vola a 100 metri dal suolo, scatta foto con una risoluzione di 3 x 3 cm. Questo offre 1, Risoluzione dell'immagine 000 volte migliore, o un milione di volte più punti dati, rispetto alle immagini satellitari, che spesso hanno una risoluzione di 30 x 30 m."

Hancke è convinto che i droni siano il futuro per la mappatura e il monitoraggio della natura e delle risorse naturali.

Apprendimento automatico e impronte digitali

Dopo, mentre le tempeste invernali si avvicinano a Fosnavåg, Hancke è tornato sano e salvo nel suo ufficio a Oslo. Le immagini del drone vengono salvate sul suo computer, e Hancke ha avviato il processo di analisi. Il software utilizza l'apprendimento automatico; riconosce i modelli nelle immagini e classifica i diversi elementi. Il programma può quindi determinare la quantità di alghe di ciascun tipo presente nell'area raffigurata. Hancke spiega:"Ogni famiglia di alghe ha la propria firma cromatica, che il software riconosce. Ciò è dovuto alla combinazione di lunghezze d'onda riflesse dai diversi tipi di alghe. Ogni famiglia ottiene la propria impronta digitale, espresso in colori. Il software riconosce l'impronta digitale dell'alga, e quindi categorizza gli elementi nell'immagine."

L'identificazione per colore è chiamata analisi dell'immagine multispettrale, ecco come il software distingue tra i diversi gruppi di alghe. Hancke è ottimista circa l'analisi futura che coinvolge l'analisi delle immagini iperspettrali, che ha una risoluzione dei colori ancora maggiore. Le foto dei droni possono quindi essere utilizzate per identificare la quantità precisa di ogni singola specie di alghe e foreste miste di alghe, e calcolare la quantità di epifite sulle superfici delle alghe.

Un anno fa, La collega di Hancke, Trine Bekkby, era a Søre Sunnmøre per mappare la zona costiera per Artsdatabanken (Centro informazioni sulla biodiversità norvegese) e il progetto UE EfficienSea. Ha trovato entrambi relitti dentati, remo, alghe zuccherate, groviglio, e alghe rosse. Nel giugno di quest'anno, è tornata e ha continuato il lavoro di un livello superiore, nella zona intertidale. Ha fatto la mappatura tradizionale, con una macchina fotografica e un taccuino. Poiché Bekkby aveva già mappato la distribuzione delle alghe a Søre Sunnmøre quando Hancke cercò un sito per testare i droni, ha reso la decisione facile. Usando le sue registrazioni di alghe da Søre Sunnmøre, ora può convalidare le immagini del drone, e migliorare gli algoritmi di apprendimento automatico.

Nuovi modelli per la mappatura

Il progetto di mappatura a Søre Sunnmøre è attivo dal 2016, ed è una collaborazione tra ricercatori di NIVA, Servizio Geologico della Norvegia (NGU), e Istituto di ricerca marina (HI). I dati geologici e biologici vengono utilizzati per sviluppare un metodo standard per la mappatura dei "tipi di natura" marina secondo il sistema di classificazione di Nature in Norway (NiN).

Anche la mappatura in corso delle aree costiere a Søre Sunnmøre fa parte di un progetto pilota, More Pilot, nell'ambito del progetto UE denominato EfficienSea. EfficienSea mira a migliorare la conoscenza di dove ci sono ecosistemi vulnerabili, in modo che in futuro si possa evitare la spedizione e la costruzione di nuove costruzioni nelle aree più vulnerabili.

Utilizzando il nuovo, mappe del fondale marino ad alta risoluzione da NGU, Bekkby e i suoi colleghi stanno anche lavorando allo sviluppo di nuovi modelli per mappare i tipi di natura. La loro speranza è di poter utilizzare le mappe geologiche di acque poco profonde di NGU insieme ai dati sull'ambiente fisico, come la temperatura, salinità, esposizione alle onde e alla luce per modellare i diversi tipi di natura lungo la costa.

Grande potenziale per i droni

Due stanze a sinistra dell'ufficio di Bekkby alla NIVA, siede Hancke. Immagina un futuro luminoso per la mappatura dei droni, che sarà molto più efficiente e conveniente rispetto ai metodi di mappatura odierni. La mappatura dei droni fornisce anche osservazioni continue lungo le coste, invece di singoli punti dati che devono essere estrapolati, come adesso. Nel futuro, Hancke vuole anche usare i droni per scattare foto subacquee dall'alto, non solo foto dell'intertidale esposta. Le fotocamere adattate per le foto subacquee non sono ancora sul mercato, ma NIVA ha sviluppato la propria attrezzatura speciale per questo scopo.

"Ulteriore, le immagini dei droni possono essere utilizzate per monitorare l'espansione delle specie introdotte, come l'ostrica del Pacifico. Stiamo anche lavorando per l'uso di droni per la quantificazione di plastica e rifiuti marini negli oceani costieri e lungo le coste, e stanno sviluppando routine di analisi delle immagini automatizzate, " dice Hanke.