制高点：天空是空中获取js金沙3983总站的极限
斯蒂芬妮·雅克
从不同的角度看待问题可以提供寻找解决方案所需的视角. js金沙3983总站州立大学的研究人员正在通过使用无人机系统来采用这一策略, 或小型无人机, 收集解决世界上一些最紧迫问题所需的重要数据, 包括无人机安全, 有害物种和空气成分.
js金沙3983总站州立大学的研究人员也在研究如何改进数据融合：整合航空数据（包括卫星和无人机），使信息更有用.
“UAS 使我们能够以新的方式收集数据,”安德里亚·迈耶说, 萨利纳js金沙3983总站州立大学理工学院应用航空研究中心研究项目经理, 数据融合是一个关键研究领域. “随着编码和软件的进步, 来自 UAS 的航空数据（通常为高分辨率）可以与更传统的来源相结合, 例如卫星图像, 帮助让数据更具影响力和实用性. 自动化该流程是更有效和高效地管理数据的关键.”
一线光线
联邦政府是寻求更有效、更可靠的方法来收集和分析气候相关js金沙3983总站的实体之一.
通过国家科学基金会拨款, 马修·伯格, js金沙3983总站州立大学物理学副教授, 正在研究一种使用 UAS 对气溶胶颗粒进行成像的方法. 通过在无人机上安装微型移动激光实验室, 伯格或许能够收集大气中自由漂浮的气溶胶颗粒的全息图像. 这可能有助于气候科学家更好地了解大气的成分以及大气颗粒是否具有反射或吸收热量的潜力.
“以前通过光散射方法识别自由漂浮的粒子很大程度上是猜测, 除非你有一个球体,”伯格说. “现在, js金沙3983总站可以快速获得客观的尺寸和形状测量结果, 非接触式光散射方法，js金沙3983总站可以戴在仪器上并在空中飞行.”
Berg 已经在实验室中使用交叉的绿色和红色激光测试了该过程. 激光每次闪烁 30 纳秒, 照亮粒子散射的光并生成可由相机捕获的全息图. 这个过程不仅有助于识别空气中的物体，因为它在空中飞行, 但需要进一步发展, 它有可能探测机载生物武器.
清理呼吸道
js金沙3983总站操作安全变得越来越重要. 平均, 美国联邦航空管理局收到大约 1,每周有 000 个非业余爱好js金沙3983总站系统注册. 基于注册趋势, 美国联邦航空局估计 420,000 架小型商用js金沙3983总站将在 2021 年共享国家领空, 高于 42,2016 年为 000. 伴随这种增长的是用于商业目的的 UAS 技术的进一步发展, 例如更快地递送包裹或救生搜救.
即使 FAA 制定了第一套专门针对js金沙3983总站在国家空域飞行的规则（《联邦法规》第 107 部分），js金沙3983总站飞行仍然比有人驾驶飞机受到更多限制, 迈耶说. 应用航空研究中心在安全方面处于领先地位，作为 FAA js金沙3983总站系统安全研究联盟一部分的两个项目卓越, 或保证, 制定行业标准，规定js金沙3983总站系统的各个方面如何在飞行前以及随着行业的进步继续飞行.
“当今的许多载人航空法规都是由于灾难性事故而制定的,”特雷弗·威特说, 中心js金沙3983总站飞行员和数据分析师. “美国联邦航空局正在努力积极主动地遵守js金沙3983总站法规，维护安全，但同时仍然有利于经济.”
中心的两个安全项目均以载人飞机的现行法规为基准，但针对整个系统的独特方面进行调整：车辆, 控制站, js金沙3983总站链接, 软件甚至人工操作员.
随着行业的发展，创建所有这些方面如何协同工作的行业标准对于持续安全非常重要, 迈耶说. 与美国联邦航空管理局 (FAA) 的合作也使该中心有机会针对某些法规提出安全计划, 喜欢夜间飞行, 这样研究人员就可以为研究项目收集不同类型的js金沙3983总站.
干草堆里的金银花
2016 年秋季, Witt 与 Ryan Armbrust 合作, js金沙3983总站州林务局的森林健康和保护林务员, js金沙3983总站州研究与推广内的独立机构, 提出软件协议来识别入侵和攻击性植物物种. 原产于亚洲, 灌木金银花会抑制附近植物的根部再生，并产生像鸟类垃圾食品一样的浆果. 该植物在js金沙3983总站州广泛分布.
“该项目的目标是利用已知的灌木金银花位置来‘训练’软件，以便它能够找到其他浓度的灌木金银花,”维特说.
Armbrust 确认了一些地面位置后, 团队修改了数码相机以阻挡红光并捕获近红外光, 人眼看不见. 他们将相机安装在有人驾驶飞机上并飞越哈钦森, 劳伦斯, 曼哈顿, 托皮卡和威奇托寻找植物独特的光反射特征.
“灌木金银花将在 12 月初保持绿色,”阿姆布鲁斯特说. “这是一个竞争优势，因为它可以击败很多竞争对手, 但这也意味着js金沙3983总站可以利用它的力量来对抗它.”
由于研究人员一次评估了整个城市，而美国联邦航空管理局 (FAA) 的规定禁止无人驾驶飞行器在人群上空飞行, Witt 驾驶 Cessna 172 进行软件 Beta 测试. 相机, 以每像素 12 厘米拍摄照片, 也可以安装在js金沙3983总站上，用于公园等较小的土地. 该软件会自动绘制入侵物种的位置图，以便人们可以喷洒或移除植物.
“掌握此类信息可能会为一些合作伙伴提供机会，使其能够更有效地、更具战略性地管理这种入侵植物, 也为他们, 与以往通过轶事来了解工厂在哪里以及处理应该集中在哪里相比，这可能是一个很大的优势,”阿姆布鲁斯特说.
知识就是力量
作为唯一的U.S. 与澳大利亚植物生物安全合作研究中心合作开展为期三年的项目, 布莱恩·麦康纳克, js金沙3983总站州立大学昆虫学副教授, 正在与澳大利亚同行合作开发交互式知识树，帮助最终用户确定当前的无人机系统平台和传感器技术是否值得投资来管理入侵物种.
作为知识树的案例研究, McCornack 正在使用 UAS 来识别高粱中的甘蔗蚜虫侵扰。高粱是一种高能谷物，以其卓越的耐旱性和在人类和动物营养方面的多种用途而闻名. js金沙3983总站州历来在高粱产量方面领先全国, 但根据麦康纳克的说法, 甘蔗蚜虫导致产量急剧下降.
“自从甘蔗蚜虫出现以来，js金沙3983总站州种植的高粱面积估计减少了 30-40%, 影响农民的底线,”麦科纳克说. “这就是为什么早期发现和有效的害虫监测计划对js金沙3983总站州农业至关重要.”
McCornack 表示，如果不及时捕获，这种入侵昆虫可能会导致高粱减产 70-80%, 每英亩的处理和管理费用为 15-20 美元，再加上在田地中侦察害虫的时间. 小型js金沙3983总站系统的使用有望通过在短时间内覆盖更大面积的地面来帮助确定早期感染目标.
甘蔗蚜虫可能很小 - 大约 1 只.5 毫米 - 但它们成群结队地从高粱植物中吸取汁液. 它们在植物的叶子上分泌蜜露, 造成黑色, 上面会长出煤烟霉菌. 在树冠上方飞行的js金沙3983总站拍摄的图像中可以很容易地看到这种情况. 在维特的帮助下, 麦康纳克可以从空中俯瞰害虫, 这可能会改变农田的虫害和疾病采样方式.
“UAS 通过提供新的视角，提供直接价值，帮助作物侦察员识别高粱田中的问题区域, 或有利位置, 而不只是当他们走过田野时从视线高度可以看到的东西,”维特说. “他们有可能在问题变得太大之前发现问题.”
本案例研究只是 McCornack 用于构建知识树的一个示例. 由于技术在不断进步, 知识树将帮助农业产业决定该技术是否具有足够的直接效益，或者植物生物安全计划是否应该继续等待，直到js金沙3983总站拥有适当的传感器技术, 更多工具或更多自动化.
“js金沙3983总站希望其他人通过js金沙3983总站探索过的各种案例研究来了解js金沙3983总站所经历的过程, 从田野到森林地区再到葡萄园,”麦科纳克说. “UAS 技术以js金沙3983总站意想不到的方式迅速发展. js金沙3983总站认为js金沙3983总站的交互式知识树将有助于构建人们在投资技术之前需要提出的一些关键问题.”
js金沙3983总站系统可能还无法为当今的农业生产问题提供自动处方或解决方案, 但是研究人员, 农民和顾问正在寻找创新方法，使该技术的额外视角变得有用且信息丰富, 麦科纳克说.
