无人机正在彻底改变科学家观察、测量和监测自然环境的方式。从绘制加利福尼亚等地的野火分布图，到测量水母种群规模，无人机有望帮助我们更深入地了解自然环境。
尽管我们用不同名称称呼无人机——例如遥控驾驶航空器系统或无人驾驶航空系统／飞行器——但科学界普遍认同无人机有助于我们更深入地了解自然世界。。
过去10年，无人机市场的技术进步和商业投资令人瞩目。据估计，到2024年，全球年度市场规模可能超过400亿美元。商用无人机行业的增长意味着，投资正推动无人机变得更小、更快、更智能、更安全，也更易于操控。
不列颠哥伦比亚大学林学院的综合遥感工作室（IRSS）在无人机新型应用研究领域处于前沿。IRSS展示了无人机数据的价值远不止于拍出漂亮照片。迄今为止，相关工作包括评估森林更新情况、改进森林清查方法、绘制火灾分布图、估算水母种群数量，以及绘制本地植物物种分布图。
生态研究应用
学会安全操控无人机后，使用者便可获取多种科学数据。例如，在森林冠层上方飞行的无人机可以拍摄极为精细的图像和视频，帮助研究植被、识别并清点野生动物，以及加深对生态环境的认识。
无人机能够快速、轻松地部署到原本难以抵达的环境中，使研究人员得以收集过去因成本过高而无法获取的信息。
无人机无需实际进入目标区域即可采集数据，这种能力降低了野外调查的成本，也减少了人类对有时较为脆弱的生态系统造成的影响。这一点十分重要，尤其是在研究北极环境中的珍稀动植物物种时。
随着人们持续关注气候变化的影响，无人机数据能够呈现特定时刻环境状况的高分辨率快照。由于一些无人机价格低廉且易于部署，随着时间推移反复飞越同一地区，有助于揭示原本可能被忽视的变化。
了解环境随时间发生的变化，对于认识气候变化的影响至关重要。例如，无人机有助于量化植被组成的变化，判断植被生长是否稳定，以及火灾或虫害等自然扰动是否日益频繁。
数据类型
常用的数据包括通过类似智能手机摄像头的相机拍摄的图像和高清视频。数字摄影测量技术的发展能够将图像转换为三维数据，从而帮助描述植被的物理结构。
近红外或热成像等高科技传感器日益普及，能够捕捉肉眼看不到的信息。发射光脉冲的激光传感器有助于研究人员创建植被区域的三维模型，为管理决策提供依据。这类激光通常称为激光探测与测距（LIDAR），一些自动驾驶汽车也配有这种设备。
无人机可搭载种类繁多的传感器，因此采集这类有用科学数据已成为现实。关于森林分布、外观和健康状况，以及其结构细节的信息，能够推动前沿研究并改进森林管理实践。
无人机的未来
无人机技术的诸多特点使其越来越适用于科学研究。今年早些时候，我们在期刊《自然》上发表了一篇评论文章，指出统一监管规定、改进飞行控制，以及进一步发展电池和软件技术，将有助于提高数据质量，让无人机发挥更大效用。
持续投资无人机技术，正推动锂离子电池效率和容量迅速提升，促进碳纤维等轻质硬件材料的应用，并推动组件尺寸缩小。这些硬件进步影响无人机在空中采集数据的续航时间，从而减少停机时间、获取更多数据，并开展更有意义的分析。
立法与监管
无人机技术快速进步是个好消息，但法律法规可能难以同步制定。
公众安全和隐私必须始终放在首位。因此，立法者、技术开发者和终端用户需要协作，探讨技术的使用方式，以及如何通过监管保障安全与隐私，同时继续推动无人机的应用。
视线范围
当前监管发展的一个例子是，部分用户（如环境研究人员）可以申请在操作者视线范围之外操控无人机（BLOS）。
世界各地的大多数联邦政府和辖区政府都要求操作者始终能目视无人机。在某些情况下，例如驾驶无人机飞越森林时，操作者可能很难持续看到无人机。操作者可以申请BLOS许可，说明他们将如何按照特定安全规程操控无人机。这类许可大幅拓展了无人机在难以抵达区域的应用方式。这也表明，使用无人机能够以更高的成本效益和准确性完成森林调查或动物清点等任务。
毫无疑问，在可预见的未来，无人机仍将持续发展，其新用途也会不断涌现。在如此短的时间内，无人机已为生态研究带来并持续带来诸多益处，这令人鼓舞；它们帮助研究人员借助极高质量的数据，更好地了解周围环境。持续采集图像无疑有助于发现重要成果，并推动制定以证据为依据的政策。
