使用无人机改善天气预报并减少碳排放

威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员一直在测试使用LIDAR- 配备了无人机，以提高我们对森林和植被如何与大气相互作用的理解。

该项目称为芝士头，这是一个代表Chequamegon异质生态系统能量平衡研究的长长缩写，由高密度的广泛探测器实现。（这个名字也是个玩笑 - 芝士头是Greenbay Packers粉丝所说的。）

尽管名称很长，但研究的最终目标是简单的：通过提高我们对大气如何与植物相互作用的理解来找到减少碳排放的方法。

该项目旨在通过帮助了解植被和森林管理如何影响气氛来帮助改善天气的预测，这可能在帮助决策者制定政策以更有效地靶向碳排放和气候变化方面发挥作用。

-路由案例研究

LiDAR无人机可以帮助这项工作的方式是收集一个区域中主要树种的高密度点云数据。

A LiDAR system can detect and render a 3D visualization of an entire tree’s structure—from the canopy down to the ground—and this visualization of the forest’s canopy could be a key component in helping improve our understanding of how forests work, including how they help reduce carbon in the atmosphere.

路由的LIDAR无人机

大气研究的树木调查

到目前为止，研究人员只执行了一个任务来测试这种方法来研究森林影响大气的方式。

使用LIDAR无人机路由，研究人员在位于威斯康星州北部的Chequamegon-Nicolet国家森林中飞行了三天的调查航班。

调查是在11个大的区域进行的通量塔，已安装为研究项目的一部分。

研究人员使用这些通量塔来跟踪二氧化碳浓度和森林与大气之间的交流。这些数据可以帮助我们更好地理解森林如何减少大气中的碳，以及树木在减少的情况下扮演的复杂角色。

芝士黑德研究人员拍摄的通量塔的图片

使用激光雷达无人机，研究人员能够捕获整棵树的密集3D点云数据，从地面到树冠。

在这些树木中，研究人员使用他们收集的数据清楚地识别了六棵树。这些是aspen，松树，杨树，落叶松，雪松和硬木。

助图塔周围主要树种物种的树结构点云

尽管只有两个人参与了这些航班，但他们涵盖了一些令人印象深刻的地面。在短短三天内，他们能够在2.6平方英里的面积上收集数据。

大局

激光雷达无人机只是该项目中研究人员用于测试有关植被如何影响天气和气候的问题的工具之一。

2019年，当激光雷达无人机飞行时，威斯康星大学必威注册礼金麦迪逊分校的科学家和学生团队使用了一系列方法来收集数据。其中包括：

• 通量塔
• 飞机
• 激光
• 天气气球
• 配备LIDAR的无人机

据相关人员称，通量塔帮助研究人员“从未像以前”进行碳测量。这些塔在空中最多100英尺，使科学家能够在温度，湿度以及甲烷和二氧化碳等温室气体的存在等大气数据中收集大气数据。

无人机通过允许研究人员创建森林冠层的详细3D模型，从而帮助他们帮助树木的类型，形状和组成。所有这些信息对于估计和建模森林影响大气的方式至关重要，尤其是在降低碳的方式时。

总体而言，研究人员不仅希望提高我们对降低碳和其他地区的碳减少方式的理解，而且还要改善一般的天气预报。

使用大型涡流模拟和缩放实验，这些研究的一个输出可能是对如何制定天气和气候模型的一种改进的理解，也就是说，这是预测天气的更好方法。

关于路由的激光雷达无人机

路由的无人机LIDAR系统准备好使用LIDAR有效载荷飞行。

它可用于绘制由于顶篷盖或其他障碍物而难以到达的位点。它的杰出功能之一是，该系统一次可以收集最多12小时的数据，当在现场试图完成项目时，这可能非常有用。

路由’s LiDAR drone also comes with a ground station that transmits RTK corrections and logs data for post-processing, a dummy payload to let you get proficient at flying without endangering the actual LiDAR system, and software to process your data and create high quality 3D models.

在此森林映射任务中使用它的研究人员报告说，它的表现如何给人留下深刻的印象。

尽管面临挑战，但他们还是能够收集系统中所需的所有数据，并创建了该区域中六种不同类型的树木的详细3D模型。

高度为20-30m的高篷会产生困难的飞行条件。。。路由系统完美地运作，我们实现了我们计划的一切。。。重叠的飞行线和森林结构的映射密度给我们留下了深刻的印象。

- 威斯康星大学麦迪逊分校的研究员克里斯蒂安·安德森（Christian Andresen）

如上所述，这是这些研究人员第一次对带有激光雷达的无人机进行树冠的调查。

听到更多有关他们的发现的信息将很有趣，看看这种绘制森林的方法是否会改善天气建模和更好的政策，以减少碳排放。