无人机揭示沿海水流

沿海水域的径流与珊瑚礁和其他海洋生态系统的污染和退化有关。无人驾驶飞行器 (UAV) 现在已被用于克服监测生态系统之间和大面积水流的挑战。

KAUST 研究人员使用高频悬停无人机图像和飞行调查来跟踪退潮期间释放的染料羽流的运动。在遥感研究员 Kasper Johansen 的带领下，该团队还利用航拍图像中的信息与现场测量相结合来绘制染料浓度图，从而深入了解水柱和海岸沿线的物质分散情况。

为了能够连续追踪染料羽流，两架无人机在染料释放的海草和红树林上空盘旋了 80 分钟，每 10 秒收集一次照片并全面覆盖染料羽流。然后，随着羽流散布在更大的区域，无人机飞行调查收集了数据。

基于现场的染料浓度测量与光谱带的像素值和 30 幅不同无人机照片的指数有关。这些是在每个收集的海水样本的精确时间收集的，以产生可用于绘制退潮期间染料浓度的关系图。

Johansen 表示，所获得的信息可以深入了解红树林、海草和珊瑚礁生态系统之间营养物质的交换、运输和依赖关系。

“随着新的高空间分辨率卫星星座变得可用并允许次日图像采集，基于卫星的染料追踪实验可以在更大的区域完成，无人机数据可能弥合现场测量和卫星图像数据之间的差距，”他说。

了解沿海边缘的水和营养物质的动态和交换对于 KAUST 的众多研究工作非常重要。

KAUST 气候与宜居性倡议主任 Matthew McCabe 表示，这项研究证明了新的地球观测技术在监测时间敏感事件和捕捉快速发展过程方面的能力。

“这些技术可以用来支持沙特阿拉伯境内正在进行的一些大型项目，”他说。

未来的研究可以监测不同环境环境下的沿海水流，例如，潮差更大或更深的水。该方法还可以帮助预测污水、河流径流或石油泄漏等污染物将沿海岸输送到哪里。

“这项研究代表了一种成本较低的沿海水流可视化方法，”该团队的海洋科学家 Aislinn Dunne 说。“科学家和普通公民越来越多地使用无人机，因此这种方法为定期监测沿海水运动提供了一种更容易获得和更具成本效益的方式。”

该研究发表在《科学报告》上。