Conheça a nova face do monitoramento ambiental - uma combinação de veículos aéreos não tripulados (UAV) e uma câmera altamente especializada que já foi tão grande e cara que apenas satélites e aviões poderiam transportá-los.

Os pesquisadores de sensoriamento remoto da QUT e engenheiros de UAV são os pioneiros no uso de novas câmeras hiperespectrais miniaturizadas para monitorar a saúde das paisagens australianas com mais detalhes do que nunca.

O líder do projeto, Professor Associado Felipe Gonzalez, disse que sua equipe foi uma das primeiras no mundo a obter imagens aéreas hiperespectrais de um recife de coral em resolução extraordinária - o recife de Ningaloo intocado no local do Patrimônio Mundial da Costa de Ningaloo, na Austrália Ocidental - em uma missão de coleta de dados que ajudará a informar pesquisas futuras.

"Câmeras normais gravam imagens em três bandas do espectro visível - vermelho, verde e azul - misturando essas bandas para criar cores como os humanos as veem, "disse o professor Gonzalez, do Instituto para Ambientes do Futuro (IFE) da QUT.

"Por comparação, a câmera hiperespectral captura 270 bandas nas porções visível e infravermelho próximo do espectro, fornecendo muito mais detalhes do que o olho humano pode ver.

"E, já que estamos voando em pequenos UAVs a 30-100 m sobre a água, os dados coletados são de uma resolução incrivelmente alta. "

A 290 quilômetros, O recife de Ningaloo é um dos recifes próximos à costa mais longos e estruturalmente complexos do mundo.

O professor Gonzalez disse que novas câmeras hiperespectrais leves abririam muitas possibilidades para monitoramento de recife e colaboração com pesquisadores marinhos.

Os pesquisadores do IFE já estão trabalhando na integração de uma unidade de câmera hiperespectral em uma caixa subaquática para robôs marinhos.

"Os UAVs são uma plataforma de sensores com boa relação custo-benefício e uma ótima ferramenta complementar aos satélites existentes, aeronaves tripuladas e pesquisas subaquáticas, "Professor Gonzalez disse.

"Grande escala, levantamentos de alta altitude dos recifes de Ningaloo e da Grande Barreira podem não ter a resolução necessária para identificar corais individuais, então este é o nicho para levantamentos de UAV de baixa altitude. "

Usando dados coletados por engenheiros no Centro de Engenharia de Pesquisa do IFE (REF), O professor Gonzalez e sua equipe estão desenvolvendo um software revolucionário para analisar rapidamente as informações hiperespectrais aerotransportadas do recife Ningaloo, e para uma ampla gama de outros fins ambientais, incluindo a detecção de plantas invasoras na Austrália Ocidental e doenças nas safras de trigo.

O sistema é apoiado por uma tecnologia de ponta, Gimbal projetado e fabricado pela REF que permite a captura de imagem estabilizada da câmera hiperespectral a bordo dos veículos aéreos não tripulados da QUT.

O engenheiro de pesquisa da QUT, Dr. Dmitry Bratanov, disse que o sistema UAV hiperespectral pesquisou aproximadamente 40ha do recife de Ningaloo em 30 minutos a uma altura de vôo de 100 m.

"Isso nos fornece uma resolução espacial de aproximadamente 15 cm por pixel - detalhes mais do que suficientes para detectar e monitorar espécies individuais de corais", disse Bratanov.

"O que é realmente especial sobre a câmera hiperespectral é que ela tira imagens em 270 fatias do espectro. Essa enorme quantidade de informações permite a classificação das espécies de corais, areia e algas com base em suas assinaturas espectrais exclusivas. "

O professor Gonzalez disse que essas assinaturas agem muito como impressões digitais.

"Estamos construindo algoritmos de inteligência artificial que podem reconhecer e classificar automaticamente essas assinaturas exclusivas - o equivalente hiperespectral de um 'banco de dados de impressão digital' da polícia, Professor Gonzalez disse.

"Este banco de dados se tornará cada vez mais valioso para todos os pesquisadores ambientais no futuro."

A missão do Coral Reef Airborne Laboratory (CORAL) da NASA está atualmente conduzindo o mapeamento hiperespectral da Grande Barreira de Corais em alta altitude com aeronaves tripuladas.

"O sistema CORAL fornece uma resolução de 7,5 m por pixel em comparação com o sistema UAV da QUT a 15 cm por pixel, e nossa aeronave tripulada equipada com uma câmera hiperespectral que captura dados a 35 cm por pixel a 230 m do solo, "Professor Gonzalez disse.

"Nossos dados seriam uma comparação fascinante entre um recife intocado remoto no oeste da Austrália e um sistema de recife sob pressão de atividades humanas ao longo da costa de Queensland.

"Há muitas vantagens em usar câmeras hiperespectrais menores e um UAV - é econômico, rápido para implantar e flexível - uma missão pode ser agendada a qualquer momento em locais estratégicos onde um maior nível de detalhe é necessário.

"É empolgante estar na vanguarda de uma nova abordagem para monitorar e gerenciar o meio ambiente australiano."