故事最初發表於 Txchnologist
樹木讓想要研究它們以及它們創造的景觀的科學家們的工作變得不那麼容易，因為森林樹冠的樹葉、果實和花朵通常都遠遠超出人類的觸及範圍。因此，一個研究團隊正在轉向無人機，對這些無人駕駛飛行器進行程式設計，使其在森林上空盤旋並拍攝照片。
“我撥動控制器上的開關，它就會自行啟動，” 馬里蘭大學巴爾的摩縣分校的博士生喬納森·丹多伊斯說，當時他在十月一個陰沉的日子裡在校園裡的一片森林上空發射了一架無人機。“它將爬升到大約 100 米的高度，並繼續沿著它的路線飛行。”
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這種蜘蛛狀的機器攜帶一個對準地面的傻瓜相機，沿著由 GPS 座標預先設定的路徑行進。但是丹多伊斯和他的同事們想要做的不僅僅是獲得樹梢的鳥瞰圖。
丹多伊斯正在開發 Ecosynth，這是一套他的團隊在美國國家科學基金會的資助下開發的工具。他們的目標是讓從專業生態學家到公民科學家的任何人都能生成任何景觀的互動式三維地圖。他說，越來越便宜的無人機——丹多伊斯更喜歡不那麼不祥的術語“自動直升機”——與更易於訪問和使用者友好的 3D 地圖繪製和視覺化軟體的結合，使這個專案成為可能。
來自上方的見解
丹多伊斯設想該專案的作用不僅僅是讓森林調查變得更容易。“它可能會啟發生態學家重新思考他們收集資料的方式，”他說。
這可能包括開發演算法來查詢特定特徵，例如從上方拍攝的影像中的花朵。
六月，丹多伊斯前往 巴拿馬史密森熱帶研究所研究基地測試該系統。該研究所的生態學家海倫·穆勒-蘭道說，那裡樹木由地面人員定期調查，因此到目前為止收集的資訊僅限於樹幹直徑等可以透過步行輕鬆測量的事物。“但是（這些測量）不一定是你想知道的最有趣或最有用的東西。”
穆勒-蘭道說，生態學家的其他選擇，包括衛星資料或機載掃描，也存在缺點。這些方法可能空間解析度低、收集頻率低或成本高昂。
穆勒-蘭道對不同樹種生長和落葉、結果和開花的週期逐年變化很感興趣。這些週期的波動反映了樹木對年度氣候變異的反應，並暗示了它們在面對長期氣候變化時的表現。為了記錄這些週期，她希望在多年內每週收集影像，但這目前是不可行的。
（無人機拍攝的哥斯大黎加農業用地景觀。圖片由喬納森·丹多伊斯和 Ecosynth.org 提供）
巴拿馬的測試執行遇到了一些問題：自動直升機墜毀，以及意識到他們收集的影像需要更多重疊。然而，她說，該系統在很大程度上被證明是成功的。以 3D 方式檢視影像可以更容易地識別樹高，以及森林中的空隙、無葉樹木和果實。
“這項技術非常新，我認為隨著人們開始探索它，我們將發現更多我們可以用它做的事情，”她說。
成熟的技術開啟機遇
大約三年前，當業餘級多旋翼自主直升機的成本降至約 5,000 美元時，Ecosynth 的方法變得可行。與此同時，編譯所有影像所需的三維重建軟體也變得更易於使用。Ecosynth 的計算機科學家正在透過開發自己的開源 3D 地圖繪製程式來使該軟體更易於訪問。
從上方掃描地球表面（一種稱為遙感的技術）需要很高的技術複雜性。但 Ecosynth 打算向幾乎所有人開放這個領域。
丹多伊斯說，由於 3D 資料通常以極其龐大的檔案形式出現，因此吸引新手意味著使這些資訊易於視覺化和遠端訪問。這就是 Ecosynth 的社會維度發揮作用的地方。它的合作者正在開發一個系統，將 3D 地圖轉換為虛擬世界，使用者只需使用標準的網際網路瀏覽器即可訪問。在其中，使用者可以透過例如突出顯示樹木和聊天來即時互動。 演示 可在 Ecosynth 網站上找到。
丹多伊斯說，最終，使該系統儘可能易於訪問意味著放棄直升機，因為使用它們需要一些培訓。
美國國家科學基金會的資金也支援 Ecosynth 嘗試開發一種系統，該系統允許使用者使用智慧手機或平板電腦代替直升機來收集影像。他說，這可以允許使用者穿過森林、公園或後院並收集影像，這些影像可用於生成任何人生態系統的虛擬版本。