三角洲環(huán)境地勢低洼，極易受到海浪的洪水和侵蝕。隨著世界氣候變化和海平面上升，這些危害可能會增加。監(jiān)測這些危害及其影響對于制定戰(zhàn)略和保護生活在三角洲附近的社區(qū)非常重要。

無人機可以成為這項工作的關鍵工具。我和我的同事用無人機監(jiān)測加納伏爾塔三角洲脆弱的沿海社區(qū)Fuvemeh的洪水。伏爾塔三角洲位于加納東海岸，是侵蝕和洪水的熱點。

盡管近年來洪水和侵蝕的頻率和強度有所增加，但缺乏早期預警系統(tǒng)和有效監(jiān)測，這使得脆弱社區(qū)無法做好準備。

其中一個原因是傳統(tǒng)的洪水監(jiān)測方法，如航空照片和地面測量，這些方法非常昂貴，需要專門的培訓。另一方面，無人機成本低，易于操作。它們提供高質量，高分辨率的輸出，并且可以快速且經常地部署。

侵蝕影響

無人機是無人駕駛飛機，可以遠程控制或在規(guī)定的高度自動飛行。他們通常還會捕獲和記錄數據。我們使用DJI Phantom 3無人機 - 配備高清攝像頭 - 拍攝天空中的航拍視頻和圖像。這些記錄于2016年8月至2017年6月之間。

我們希望發(fā)現并測量海岸線位置的短期變化，并評估洪水對社區(qū)的影響。然后，我們分析了這些無人機圖像以及2014年的衛(wèi)星圖像和2005年的攝影地圖。

無人機圖像顯示洪水和侵蝕對Volta三角洲和居住在那里的Fuvemeh社區(qū)產生了嚴重影響。超過12年，在總面積約375,229平方米，37％ - 約138,118.239平方米 - 的沿海土地已經因侵蝕而喪失。在一些地區(qū)，海岸線在內陸移動了幾米;在其他地方，它移動了超過100米。

大約77座房屋被毀。這是Fuvemeh社區(qū)總房屋的42％。侵蝕也摧毀了社區(qū)唯一的學校，破壞了人們的生計。農田和種植園被摧毀，當地漁業(yè)企業(yè)失去了魚類登陸點，關閉了他們的行動并使人們失業(yè)。

根據對社區(qū)的采訪，由于這些環(huán)境變化，大約有300人流離失所。

使用無人機

無人機可以幫助準確地監(jiān)控這些情況。因為它們可以在沒有人的情況下外出，快速且非常靈活，所以它們可以有效監(jiān)控海岸的環(huán)境災難。

例如，我們可以看到波浪比該區(qū)域中的其他波浪更大。我們還可以看到高潮，因為土地只有海拔兩米，會淹沒Fuvemeh社區(qū)。然后可以將這些信息快速傳播到社區(qū)。

無人機也是沿海研究中有效的長期監(jiān)測工具。特別研究表明;檢查海平面的上升和下降，看看海浪上升到海灘的距離，并觀察海岸線位置的變化。這是因為它們似乎比舊方法更有效。

例如，物理測量可以生成具有物理特征位置的地圖以及它們受洪水影響的方式。這些地圖提供了變化檢測的準確信息，因為在數據收集期間有一個實際存在的測量員。但它們耗時，昂貴并且可能存在影響可靠性的人為錯誤。

航拍照片是沿海環(huán)境監(jiān)測中最常用的數據來源。它們提供了良好的空間覆蓋，但不及時，并且非常特定于站點，這意味著它們不適合監(jiān)控。

衛(wèi)星圖像覆蓋大面積區(qū)域，并提供詳細的高分辨率信息。但這些圖像受云覆蓋，灰塵，像素分辨率和運營成本的影響。

在計算這些不同方法的準確性，成本和持續(xù)時間時，無人機提供了一個很好的解決方案。它們的運行成本相對較低，允許頻繁的任務，具有巨大的空間覆蓋范圍，可以快速部署并且它們產生的數據是高質量的。

無人機產生的信息可以為直接受海岸侵蝕影響的人提供短期和長期利益。但社區(qū)也需要在當地采取行動。需要一種可持續(xù)的適應方法，通過建立防御性海洋結構，或者用其他材料替代因侵蝕而損失的沙子，增加“居民”的適應能力。