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Los UAV y la Fotogrametría de Estructura a Partir de Movimiento Mejoran el Monitoreo de la Restauración de Ríos: Un Estudio de Remoción de Presas

Autores: Evans, Alexandra D.; Gardner, Kevin H.; Greenwood, Scott; Still, Brett

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Los UAV y la Fotogrametría de Estructura a Partir de Movimiento Mejoran el Monitoreo de la Restauración de Ríos: Un Estudio de Remoción de Presas


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Remoción de presas
UAVs
Evaluación ecológica
Impactos de restauración
Cambios en la vegetación
Mapeo geomórfico

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La eliminación de presas es una técnica de restauración de ríos que tiene impactos ecológicos complejos a nivel del paisaje. Los vehículos aéreos no tripulados (UAV) están surgiendo como herramientas que permiten enfoques de evaluación ecológica relativamente asequibles, repetibles y objetivos que proporcionan una perspectiva holística de los impactos de la restauración y pueden informar sobre futuros esfuerzos de restauración. En este trabajo, utilizamos un UAV de grado de consumo, fotogrametría de estructura a partir del movimiento (SfM) y aprendizaje automático (ML) para evaluar los cambios geomórficos y de vegetación antes y después de la eliminación de la presa, y discutimos cómo la tecnología mejoró nuestro monitoreo del proyecto de restauración. Comparamos los métodos de evaluación de UAV con los métodos convencionales en el terreno a lo largo del embalse del río Bellamy (Dover, NH, EE. UU.) antes y después de la eliminación de la presa. Utilizamos un enfoque de clasificación de vegetación basado en UAV que utilizó un algoritmo de máquina de soporte vectorial y un conjunto de características compuesto por valores de elevación derivados de SfM e índices de vegetación visibles para mapear otras coberturas herbáceas, arbustivas y de árboles a lo largo del embalse (precisiones generales del 83% al 100%), mapeando la sucesión de vegetación así como la colonización de sedimentos expuestos que ocurrieron después de la eliminación de la presa. Utilizamos la topografía derivada de SfM y las clasificaciones de vegetación para mapear la erosión y la deposición a lo largo del embalse, a pesar de su condición fuertemente vegetada, y estimar los cambios de volumen después de la eliminación. A pesar de algunas limitaciones, como las influencias de la refracción y la vegetación en los modelos de topografía de SfM, el UAV proporcionó información sobre los cambios posteriores a la eliminación de la presa que habrían pasado desapercibidos por los enfoques de evaluación ecológica convencionales, demostrando cómo la tecnología UAV puede proporcionar perspectiva en la evaluación de la restauración incluso en condiciones del sitio menos que ideales para SfM. Por ejemplo, el UAV proporcionó una perspectiva de la magnitud y extensión de los cambios en la forma del canal a lo largo del embalse, mientras que los transectos topográficos en el terreno no eran tan confiables para detectar cambios debido a las dificultades para navegar por el terreno. Además, el UAV proporcionó información sobre los cambios en la vegetación a lo largo del embalse que habrían sido pasados por alto por las parcelas de vegetación convencionales debido a su cobertura espacial limitada. Por último, la pandemia de COVID-19 nos impidió reunirnos para recopilar datos de parcelas de vegetación posteriores a la eliminación de la presa. El UAV permitió la recopilación de datos que habríamos dejado de lado si hubiéramos confiado únicamente en métodos convencionales, demostrando la importancia de métodos flexibles y adaptativos para un monitoreo exitoso de la restauración, como los que se habilitan a través de UAV.

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