Découvrez le nouveau visage de la surveillance environnementale - une combinaison de véhicules aériens sans pilote (UAV) et d'une caméra hautement spécialisée qui était autrefois si grosse et si chère que seuls les satellites et les avions pouvaient les transporter.

Les chercheurs en télédétection de QUT et les ingénieurs UAV sont les premiers à utiliser de nouvelles caméras hyperspectrales miniaturisées pour surveiller la santé des paysages australiens avec plus de détails que jamais auparavant.

Le chef de projet, le professeur agrégé Felipe Gonzalez, a déclaré que son équipe était parmi les premières au monde à obtenir des images hyperspectrales aériennes d'un récif de corail avec une résolution extraordinaire - le récif vierge de Ningaloo sur le site du patrimoine mondial de la côte de Ningaloo en Australie occidentale - dans une mission de collecte de données qui contribueront à éclairer les recherches futures.

"Les caméras normales enregistrent des images dans trois bandes du spectre visible - rouge, vert et bleu - mélanger ces bandes ensemble pour créer des couleurs telles que les humains les voient, " a déclaré le professeur Gonzalez, de l'Institute for Future Environments (IFE) de QUT.

"Par comparaison, la caméra hyperspectrale capte 270 bandes dans les parties visible et proche infrarouge du spectre, fournissant beaucoup plus de détails que l'œil humain peut voir.

"Et, comme nous le faisons voler sur de petits drones à 30-100m au-dessus de l'eau, les données collectées sont d'une résolution incroyablement élevée."

A 290 kilomètres, Le récif de Ningaloo est l'un des récifs côtiers les plus longs et les plus complexes au monde.

Le professeur Gonzalez a déclaré que de nouvelles caméras hyperspectrales légères ouvriraient de nombreuses possibilités de surveillance des récifs et de collaborations avec des chercheurs marins.

Les chercheurs de l'IFE travaillent déjà à l'intégration d'une unité de caméra hyperspectrale dans un boîtier sous-marin pour robots marins.

"Les drones sont une plate-forme de capteurs rentable et un excellent outil complémentaire au satellite existant, aéronefs pilotés et relevés sous-marins, " a déclaré le professeur Gonzalez.

"Grande échelle, les relevés à haute altitude des récifs de Ningaloo et de la Grande Barrière peuvent manquer de la résolution nécessaire pour identifier les coraux individuels, c'est donc le créneau pour les levés UAV à basse altitude."

En utilisant les données collectées par les ingénieurs du Research Engineering Facility (REF) de l'IFE, Le professeur Gonzalez et son équipe développent un logiciel révolutionnaire pour analyser rapidement les informations hyperspectrales aéroportées du récif de Ningaloo, et pour un large éventail d'autres fins environnementales, y compris la détection des plantes envahissantes en Australie occidentale et des maladies dans les cultures de blé.

Le système est soutenu par un état de l'art, Cardan conçu et fabriqué par REF qui permet une capture d'image stabilisée à partir de la caméra hyperspectrale à bord des véhicules aériens sans pilote de QUT.

L'ingénieur de recherche de QUT, le Dr Dmitry Bratanov, a déclaré que le système d'UAV hyperspectral avait étudié environ 40 ha du récif de Ningaloo en 30 minutes à une hauteur de vol de 100 m.

"Cela nous fournit une résolution spatiale d'environ 15 cm par pixel - plus qu'assez de détails pour détecter et surveiller les espèces de coraux individuelles", a déclaré M. Bratanov.

"La particularité de la caméra hyperspectrale est qu'elle prend des images sur 270 tranches du spectre. Cette énorme quantité d'informations permet de classer les espèces de coraux, du sable et des algues en fonction de leurs signatures spectrales uniques."

Le professeur Gonzalez a déclaré que ces signatures agissent beaucoup comme des empreintes digitales.

"Nous construisons des algorithmes d'intelligence artificielle capables de reconnaître et de classer automatiquement ces signatures uniques - l'équivalent hyperspectral d'une "base de données d'empreintes digitales" de la police, dit le professeur Gonzalez.

"Cette base de données deviendra de plus en plus précieuse pour tous les chercheurs en environnement à l'avenir."

La mission Coral Reef Airborne Laboratory (CORAL) de la NASA effectue actuellement une cartographie hyperspectrale de la Grande Barrière de Corail à haute altitude avec des aéronefs habités.

"Le système CORAL offre une résolution de 7,5 m par pixel par rapport au système UAV de QUT à 15 cm par pixel, et notre avion piloté équipé d'une caméra hyperspectrale qui capte les données à 35 cm par pixel à 230 m du sol, " a déclaré le professeur Gonzalez.

"Nos données permettraient une comparaison fascinante entre un récif vierge isolé en Australie occidentale et un système récifal soumis à la pression des activités humaines le long de la côte du Queensland.

« Il y a de nombreux avantages à utiliser des caméras hyperspectrales plus petites et un drone – c'est rentable, rapide à déployer et flexible – une mission peut être programmée à tout moment dans des emplacements stratégiques où un niveau de détail plus élevé est requis.

"C'est excitant d'être à l'avant-garde d'une nouvelle approche de surveillance et de gestion de l'environnement australien."