Drone remote sensing for forestry research and practices

Abstract

Drones of various shapes, sizes, and functionalities have emerged over the past few decades, and their civilian applications are becoming increasingly appealing. Flexible, low-cost, and high-resolution remote sensing systems that use drones as platforms are important for filling data gaps and supplementing the capabilities of crewed/manned aircraft and satellite remote sensing systems. Here, we refer to this growing remote sensing initiative as drone remote sensing and explain its unique advantages in forestry research and practices. Furthermore, we summarize the various approaches of drone remote sensing to surveying forests, mapping canopy gaps, measuring forest canopy height, tracking forest wildfires, and supporting intensive forest management. The benefits of drone remote sensing include low material and operational costs, flexible control of spatial and temporal resolution, high-intensity data collection, and the absence of risk to crews. The current forestry applications of drone remote sensing are still at an experimental stage, but they are expected to expand rapidly. To better guide the development of drone remote sensing for sustainable forestry, it is important to systematically and continuously conduct comparative studies to determine the appropriate drone remote sensing technologies for various forest conditions and/or forestry applications.

Application of Low-Cost Fixed-Wing UAV for Inland Lakes Shoreline Investigation

“…Using UAVs is now widespread across a range of disciplines (Anderson and Gaston 2013;Liu et al 2014;Smith et al 2016). The most popular environmental applications are: landslide monitoring (Lucieer et al 2014a), measuring changes in coastal morphology (Casella et al 2014;Gonçalves and Henriques 2015;Papakonstantinou et al 2016), monitoring glacier movement (Immerzeel et al 2014;Ryan et al 2015), studying Antarctic moss beds (Lucieer et al 2014b), soil erosion monitoring (d'Oleire-Oltmanns et al 2012), fluvial geomorphology (Mori et al 2002;Tamminga et al 2015;Woodget et al 2015) and forest research (Tang and Shao 2015;Wallace et al 2012). These studies are conducted using different UAV platforms delivered by various manufacturers (i.e., hybrid, flapping-wing, fixed-wing, coaxial, duct-fan, single rotor, and multi-rotor).…”

Cicada (<i>Magicicada</i>) Tree Damage Detection Based on UAV Spectral and 3D Data

“…The main advantages of the UAV are the low cost of acquisition [19,20], possibility of frequent monitoring [21,22], adaptability to carry various sensors, as thermal, infrared and multispectral cameras or even Lidar scanners [19,[23][24][25], the high resolution obtained [19,23,26], and the development of processing software focused on the automatic reconstruction of surfaces using the UAV data [27,28]. An example of surface reconstruction has been in forest structure [29].…”

Contribución a la detección de objetivos específicos para aplicaciones de vigilancia con realidad aumentada

“…La vigilancia en escenas no dinámicas corresponde a aquellas en las que los cambios en los píxeles se perciben en períodos más largos de tiempo, por ejemplo; en la vigilancia de zonas erosionadas (d'Oleire-Oltmanns, Marzolff, Peter, & Ries, 2012a), en la agricultura automatizada (Herwitz et al, 2004;Primicerio et al, 2012), en el control de crecimiento de la vegetación (Tang & Shao, 2015a), en trabajos de identificación de suelos (Gao, Spiteri, Pham, & Al-Milli, 2014a), análisis e identificación de video (Hung, Hsieh, Kuo, & Pan, 2011). Una de las formas de detectar los cambios que se producen en este tipo de escenas es a través del análisis de diferencia o similitud de las segmentaciones.…”

“…Es decir poseer una serie de componentes como son el subsistema de comunicación, navegación, control, adquisición de señales, transferencia de datos, etc., un ejemplo de esto representan los sistemas Altus I y II, el Pathfinder-Plus, GA-ASI ALTAIR, GA-ASI PREDATOR B, desarrollados por la NASA así como el UAV China Guangxi Forest Inventory entre otros (Ambrosia, 2002;Salamí, Barrado, & Pastor, 2014;Tang & Shao, 2015b;Yuan, Zhang, & Liu, 2015). Debido a los costes que implica la implementación de la infraestructura tanto tecnológica como física de estos sistemas, la utilización para la obtención de información que permita la detección de ROI's puede ser prohibitiva y exclusiva.…”

“…Estos pueden llegar a reemplazar a los UAV's de alta complejidad así como a los sistemas tradicionales como son aviones y satélites, que demandan de altos costes para su puesta a punto, operación y mantenimiento. Uno de los sectores que se ve beneficiado de la vigilancia a través de drones precisamente es la vigilancia medioambiental (Tang & Shao, 2015b;Watts et al, 2012). De hecho, algunos estudios de coste beneficio muestran que resulta más beneficioso el uso de plataformas convencionales de UAVs o drones en tareas de vigilancia en relación con otros sistemas tradicionales como aviones y satélites, empleados para el mismo fin (Christensen, 2015).…”