無人機正在革新科學(xué)家觀察，測量和監(jiān)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，無人機都有可能增進我們對自然環(huán)境的了解。
盡管我們使用不同的名稱來指代無人機(例如，遙控飛機系統(tǒng)或無人駕駛飛機系統(tǒng)/車輛)，但科學(xué)界對它們具有潛在的增進我們對自然界的理解的能力達成了共識。
在過去的10年中，無人機市場的技術(shù)進步和商業(yè)投資取得了舉世矚目的成就，據(jù)估計，到2024年，全球無人機市場每年將超過400億美元。商業(yè)無人機行業(yè)的發(fā)展意味著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)處于研究無人機新型應(yīng)用的最前沿。IRSS證明其數(shù)據(jù)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。
生態(tài)研究應(yīng)用
在學(xué)習(xí)了如何安全操作無人機后，用戶可以獲取各種科學(xué)數(shù)據(jù)。例如，在林冠上方飛行的無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(shù)野生動植物并增進對生態(tài)的了解。
在其他條件難以訪問的環(huán)境中快速而輕松地部署無人機的潛力使研究人員能夠收集以前收集起來過于昂貴的信息。
無人機無需物理進入感興趣區(qū)域即可捕獲數(shù)據(jù)的能力限制了野戰(zhàn)的成本，并減少了人類對(有時是脆弱的)生態(tài)系統(tǒng)的影響。這一點很重要，特別是在研究稀有動植物物種(如北極環(huán)境中的物種)時。
隨著人們對氣候變化影響的持續(xù)關(guān)注，無人機數(shù)據(jù)捕獲了特定時間點的環(huán)境狀態(tài)的高分辨率快照。鑒于某些無人機價格便宜且易于部署，因此隨著時間的推移在同一區(qū)域內(nèi)重復(fù)飛行可以幫助闡明原本不會引起注意的變化。
了解環(huán)境如何隨著時間變化對于了解氣候變化的影響非常重要。例如，無人駕駛飛機可以幫助量化植被組成的變化，無論生長是否持續(xù)，或者諸如火或昆蟲襲擊的自然干擾正在變得越來越普遍。
資料類型
像智能手機中的相機一樣，通常會使用相機拍攝圖像和高清視頻。將影像轉(zhuǎn)換為3D數(shù)據(jù)的數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)的發(fā)展有助于描述植被的物理結(jié)構(gòu)。
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(qū)域的3D表示形式，從而為管理決策提供依據(jù)。這些激光通常被稱為光檢測和測距(LIDAR)，也出現(xiàn)在某些自動駕駛汽車上。
可以安裝在無人機上的傳感器種類繁多，這意味著捕獲這些有用的科學(xué)數(shù)據(jù)已經(jīng)成為現(xiàn)實。有關(guān)森林的信息(其分布，外觀和健康狀況以及有關(guān)其結(jié)構(gòu)的詳細信息)可進行前沿研究并改善森林管理實踐。
無人機的未來
無人機技術(shù)的許多方面使它們越來越受科學(xué)研究的歡迎。今年早些時候，我們在《自然》雜志上發(fā)表了一篇評論，認(rèn)為法規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)化，飛行控制的改進以及電池和軟件技術(shù)的進一步發(fā)展將有助于改善數(shù)據(jù)質(zhì)量并提高無人機的效率。
對無人機技術(shù)的持續(xù)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。這些硬件的進步會影響無人機在空中捕獲更多數(shù)據(jù)的時間，這意味著更少的停機時間，更多的數(shù)據(jù)以及越來越有意義的分析。
立法法規(guī)
盡管無人機技術(shù)的飛速發(fā)展是一個好消息，但要以同樣的速度發(fā)展法律法規(guī)可能會很困難。
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)開發(fā)人員和最終用戶而言，在繼續(xù)使用技術(shù)的同時，就如何使用技術(shù)以及法規(guī)如何維護安全性和隱私性進行合作非常重要。
視線
當(dāng)前法規(guī)發(fā)展的一個例子是選擇用戶(例如環(huán)境研究人員)申請在運營商視線(BLOS)之外操作無人機的能力。
世界上大多數(shù)聯(lián)邦和轄區(qū)政府都要求操作員始終與無人機保持目視接觸。在某些情況下，例如在森林上空飛行無人駕駛飛機，操作員很難使無人駕駛飛機在視線范圍內(nèi)。操作員可以申請BLOS許可證，表明他們將如何根據(jù)特定的安全協(xié)議操作無人機。這些許可證大大改善了無人機在難以進入的地區(qū)的使用方式。它還強調(diào)了如何使用無人機使森林勘測或動物普查項目等任務(wù)更具成本效益和準(zhǔn)確性。
毫無疑問，在可預(yù)見的未來，無人機將繼續(xù)存在，并且使用它們的新穎應(yīng)用將繼續(xù)出現(xiàn)。在如此短的時間內(nèi)，他們在生態(tài)研究中已經(jīng)并將繼續(xù)提供的收益是有希望的，它將幫助研究人員通過極高質(zhì)量的數(shù)據(jù)更好地了解其環(huán)境。正在進行的圖像采集無疑將有助于發(fā)現(xiàn)重要發(fā)現(xiàn)并有助于制定基于證據(jù)的政策。