故事最初发表于 Txchnologist
树木让想要研究它们以及它们创造的景观的科学家们的工作变得不那么容易，因为森林树冠的树叶、果实和花朵通常都远远超出人类的触及范围。因此，一个研究团队正在转向无人机，对这些无人驾驶飞行器进行编程，使其在森林上空盘旋并拍摄照片。
“我拨动控制器上的开关，它就会自行启动，” 马里兰大学巴尔的摩县分校的博士生乔纳森·丹多伊斯说，当时他在十月一个阴沉的日子里在校园里的一片森林上空发射了一架无人机。“它将爬升到大约 100 米的高度，并继续沿着它的路线飞行。”
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这种蜘蛛状的机器携带一个对准地面的傻瓜相机，沿着由 GPS 坐标预先设定的路径行进。但是丹多伊斯和他的同事们想要做的不仅仅是获得树梢的鸟瞰图。
丹多伊斯正在开发 Ecosynth，这是一套他的团队在美国国家科学基金会的资助下开发的工具。他们的目标是让从专业生态学家到公民科学家的任何人都能生成任何景观的交互式三维地图。他说，越来越便宜的无人机——丹多伊斯更喜欢不那么不祥的术语“自动直升机”——与更易于访问和用户友好的 3D 地图绘制和可视化软件的结合，使这个项目成为可能。
来自上方的见解
丹多伊斯设想该项目的作用不仅仅是让森林调查变得更容易。“它可能会启发生态学家重新思考他们收集数据的方式，”他说。
这可能包括开发算法来查找特定特征，例如从上方拍摄的图像中的花朵。
六月，丹多伊斯前往 巴拿马史密森热带研究所研究基地测试该系统。该研究所的生态学家海伦·穆勒-兰道说，那里树木由地面人员定期调查，因此到目前为止收集的信息仅限于树干直径等可以通过步行轻松测量的事物。“但是（这些测量）不一定是你想知道的最有趣或最有用的东西。”
穆勒-兰道说，生态学家的其他选择，包括卫星数据或机载扫描，也存在缺点。这些方法可能空间分辨率低、收集频率低或成本高昂。
穆勒-兰道对不同树种生长和落叶、结果和开花的周期逐年变化很感兴趣。这些周期的波动反映了树木对年度气候变异的反应，并暗示了它们在面对长期气候变化时的表现。为了记录这些周期，她希望在多年内每周收集图像，但这目前是不可行的。
（无人机拍摄的哥斯达黎加农业用地景观。图片由乔纳森·丹多伊斯和 Ecosynth.org 提供）
巴拿马的测试运行遇到了一些问题：自动直升机坠毁，以及意识到他们收集的图像需要更多重叠。然而，她说，该系统在很大程度上被证明是成功的。以 3D 方式查看图像可以更容易地识别树高，以及森林中的空隙、无叶树木和果实。
“这项技术非常新，我认为随着人们开始探索它，我们将发现更多我们可以用它做的事情，”她说。
成熟的技术开启机遇
大约三年前，当业余级多旋翼自主直升机的成本降至约 5,000 美元时，Ecosynth 的方法变得可行。与此同时，编译所有图像所需的三维重建软件也变得更易于使用。Ecosynth 的计算机科学家正在通过开发自己的开源 3D 地图绘制程序来使该软件更易于访问。
从上方扫描地球表面（一种称为遥感的技术）需要很高的技术复杂性。但 Ecosynth 打算向几乎所有人开放这个领域。
丹多伊斯说，由于 3D 数据通常以极其庞大的文件形式出现，因此吸引新手意味着使这些信息易于可视化和远程访问。这就是 Ecosynth 的社会维度发挥作用的地方。它的合作者正在开发一个系统，将 3D 地图转换为虚拟世界，用户只需使用标准的互联网浏览器即可访问。在其中，用户可以通过例如突出显示树木和聊天来实时互动。 演示 可在 Ecosynth 网站上找到。
丹多伊斯说，最终，使该系统尽可能易于访问意味着放弃直升机，因为使用它们需要一些培训。
美国国家科学基金会的资金也支持 Ecosynth 尝试开发一种系统，该系统允许用户使用智能手机或平板电脑代替直升机来收集图像。他说，这可以允许用户穿过森林、公园或后院并收集图像，这些图像可用于生成任何人生态系统的虚拟版本。