無(wú)人機正在革新科學(xué)家觀(guān)察，測量和監測自然環(huán)境的方式。從繪制野火的模式(如加利福尼亞的野火模式)到測量水母種群的大小，無(wú)人機都有可能增進(jìn)我們對自然環(huán)境的了解。
盡管我們使用不同的名稱(chēng)來(lái)指代無(wú)人機(例如，遙控飛機系統或無(wú)人駕駛飛機系統/車(chē)輛)，但科學(xué)界對它們具有潛在的增進(jìn)我們對自然界的理解的能力達成了共識。
在過(guò)去的10年中，無(wú)人機市場(chǎng)的技術(shù)進(jìn)步和商業(yè)投資取得了舉世矚目的成就，據估計，到2024年，全球無(wú)人機市場(chǎng)每年將超過(guò)400億美元。商業(yè)無(wú)人機行業(yè)的發(fā)展意味著(zhù)投資正在幫助他們變得更小，更快，更智能，更安全，更容易飛行。
英屬哥倫比亞大學(xué)林業(yè)學(xué)院的綜合遙感工作室(IRSS)處于研究無(wú)人機新型應用的最前沿。IRSS證明其數據不僅限于精美圖片。迄今為止的工作包括表征森林的更新，改進(jìn)森林的清單方法，繪制火種圖，估算水母種群以及繪制本地植物種類(lèi)。
生態(tài)研究應用
在學(xué)習了如何安全操作無(wú)人機后，用戶(hù)可以獲取各種科學(xué)數據。例如，在林冠上方飛行的無(wú)人機可以捕獲極為詳細的圖像和視頻，從而有助于研究植被，識別和計數野生動(dòng)植物并增進(jìn)對生態(tài)的了解。
在其他條件難以訪(fǎng)問(wèn)的環(huán)境中快速而輕松地部署無(wú)人機的潛力使研究人員能夠收集以前收集起來(lái)過(guò)于昂貴的信息。
無(wú)人機無(wú)需物理進(jìn)入感興趣區域即可捕獲數據的能力限制了野戰的成本，并減少了人類(lèi)對(有時(shí)是脆弱的)生態(tài)系統的影響。這一點(diǎn)很重要，特別是在研究稀有動(dòng)植物物種(如北極環(huán)境中的物種)時(shí)。
隨著(zhù)人們對氣候變化影響的持續關(guān)注，無(wú)人機數據捕獲了特定時(shí)間點(diǎn)的環(huán)境狀態(tài)的高分辨率快照。鑒于某些無(wú)人機價(jià)格便宜且易于部署，因此隨著(zhù)時(shí)間的推移在同一區域內重復飛行可以幫助闡明原本不會(huì )引起注意的變化。
了解環(huán)境如何隨著(zhù)時(shí)間變化對于了解氣候變化的影響非常重要。例如，無(wú)人駕駛飛機可以幫助量化植被組成的變化，無(wú)論生長(cháng)是否持續，或者諸如火或昆蟲(chóng)襲擊的自然干擾正在變得越來(lái)越普遍。
資料類(lèi)型
像智能手機中的相機一樣，通常會(huì )使用相機拍攝圖像和高清視頻。將影像轉換為3D數據的數字攝影測量技術(shù)的發(fā)展有助于描述植被的物理結構。
高科技傳感器選項(例如近紅外或熱傳感器)捕獲了我們用肉眼看不到的東西，并且變得越來(lái)越普遍。發(fā)出光脈沖的激光傳感器可幫助研究人員創(chuàng )建植被區域的3D表示形式，從而為管理決策提供依據。這些激光通常被稱(chēng)為光檢測和測距(LIDAR)，也出現在某些自動(dòng)駕駛汽車(chē)上。
可以安裝在無(wú)人機上的傳感器種類(lèi)繁多，這意味著(zhù)捕獲這些有用的科學(xué)數據已經(jīng)成為現實(shí)。有關(guān)森林的信息(其分布，外觀(guān)和健康狀況以及有關(guān)其結構的詳細信息)可進(jìn)行前沿研究并改善森林管理實(shí)踐。
無(wú)人機的未來(lái)
無(wú)人機技術(shù)的許多方面使它們越來(lái)越受科學(xué)研究的歡迎。今年早些時(shí)候，我們在《自然》雜志上發(fā)表了一篇評論，認為法規的標準化，飛行控制的改進(jìn)以及電池和軟件技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展將有助于改善數據質(zhì)量并提高無(wú)人機的效率。
對無(wú)人機技術(shù)的持續投資正在刺激鋰離子電池效率和容量的快速發(fā)展。碳纖維等輕質(zhì)硬件材料，并減小了部件尺寸。這些硬件的進(jìn)步會(huì )影響無(wú)人機在空中捕獲更多數據的時(shí)間，這意味著(zhù)更少的停機時(shí)間，更多的數據以及越來(lái)越有意義的分析。
立法法規
盡管無(wú)人機技術(shù)的飛速發(fā)展是一個(gè)好消息，但要以同樣的速度發(fā)展法律法規可能會(huì )很困難。
公眾的安全和隱私必須始終放在首位。因此，對于立法者，技術(shù)開(kāi)發(fā)人員和最終用戶(hù)而言，在繼續使用技術(shù)的同時(shí)，就如何使用技術(shù)以及法規如何維護安全性和隱私性進(jìn)行合作非常重要。
視線(xiàn)
當前法規發(fā)展的一個(gè)例子是選擇用戶(hù)(例如環(huán)境研究人員)申請在運營(yíng)商視線(xiàn)(BLOS)之外操作無(wú)人機的能力。
世界上大多數聯(lián)邦和轄區政府都要求操作員始終與無(wú)人機保持目視接觸。在某些情況下，例如在森林上空飛行無(wú)人駕駛飛機，操作員很難使無(wú)人駕駛飛機在視線(xiàn)范圍內。操作員可以申請BLOS許可證，表明他們將如何根據特定的安全協(xié)議操作無(wú)人機。這些許可證大大改善了無(wú)人機在難以進(jìn)入的地區的使用方式。它還強調了如何使用無(wú)人機使森林勘測或動(dòng)物普查項目等任務(wù)更具成本效益和準確性。
毫無(wú)疑問(wèn)，在可預見(jiàn)的未來(lái)，無(wú)人機將繼續存在，并且使用它們的新穎應用將繼續出現。在如此短的時(shí)間內，他們在生態(tài)研究中已經(jīng)并將繼續提供的收益是有希望的，它將幫助研究人員通過(guò)極高質(zhì)量的數據更好地了解其環(huán)境。正在進(jìn)行的圖像采集無(wú)疑將有助于發(fā)現重要發(fā)現并有助于制定基于證據的政策。