الاستشعار عن بعد

* الاستشعار عن بعد:
- إذا كان الإنسان هو إحدي المسسبات في الكوارث التي تلحق به في بيئته مما يعرض حياته للخطر والأذي، فتوجد أيضاً ظروف خارجة عن إرادته من الأحوال الطبيعية من سيول و زلازل وبراكين

والتى لا يمكن أن يمنعها أو يضع ضوابط لها لكي تأتي علي هواه ... وسعياًً لايجاد حلول لمثل هذه الكوارث الطبيعية لم يتوقف جهد الإنسان للحد من آثار هذه الكوارث وإن كان من الاستحالة السيطرة عليها بشكل مطلق.
وتؤثر هذه المخاطر علي جودة حياة الإنسان مما تسببه من ضغوط نفسية التي هي أساس لجميع الاضطرابات التي يتعرض لها المرء.
ومـن إحـدى هـذه الحلول التى طـرحها الإنسـان وتـم تطبيقها بالفعـل فـي جميــع مجــالات البيئة "الاستشعار عن بعد "Spectrum Electromagnetic حيث يتم جمع المعلومات المختلفة في مجالات البيئة عن طريق المسح والاستكشاف البيئي لمختلف الظواهر عن طريق إعداد الخرائط البيئية.

- مجالات تطبيق الاستشعار عن بعد:
1- التعداد السكاني.
2- الآثار.
3- الجيولوجيا.
4- المياه السطحية والجوفية.
5- الغابات.
6- المحاصيل والنبات والتربة والماء.
7- الاستخدامات الأرضية.
8- البحار والمحيطات.
9- تلوث المياه.
10- السلوك الحيواني.
11- المساحة وعلم الخرائط.

1- مجال التعداد السكاني:
يعتبر السكان من أهم العوامل التى تؤثر تأثيراً فعالاًً علي كل شئ يحيط بنا متمثلاًً في ثروات البيئة، وأصبحت الزيادة السكانية في إطراد مستمر نظراًً لنقص معدل الوفيات الذي يرجع إلي التقدم في وسائل العلاج الطبية. وكان لابد من حصر التعداد السكاني علي نحو دقيق لضمان توزيع الثروات علي نحو عادل لذلك كانت أولي المجالات التى تم تطبيق الاستشعار عن بعد فيها هو مجال التعداد السكاني.
وقد استخدمت صور الأقمار الصناعية في تحديد المناطق الآهلة بالسكان مثل المدن والقرى في شكل دوائر. ولغرض التعداد يتم تحديد مساحة هذه القري أو المدن.

* وبتطبيق المعادلة التالية يمكن معرفة التعداد السكاني:
- "نق" = أ ث م أو "ث" = أ س م
- حيث أن "أ ، م" ثوابت تختلف من بلد لآخر
- "ث" هي الكثافة السكانية
- "س" هي مساحة الدائرة بالكيلو متر المربع أو الميل المربع
- "نق" هو نصف قطر الدائرة الآهلة بالسكان بالكيلو متر أو الميل

وللحصول علي نتائج سليمة إلي حد ما، فيمكن استخدالم نتائج التعداد السكاني السابق مع مراعاة معدل النمو في هذه الفترة، أو القيام بتعداد سكاني في منطقة واحدة حتى يتم تحديد الثوابت "أ ، م" فقط.

2- مجال الآثار:
- من الممكن استخدام صور الأقمار الصناعيه والصور الجوية في التعرف علي المناطق الأثرية القديمة وذلك بإحدى الطرق الثلاث:-
1- الاختلاف في أطوال الأشجار التى هى من نفس النوع تكون دليل التعرف علي القري أو المدن المدفونة تحت الأرض.
2- أو عن طريق استخدام العلامات الواضحة علي التربة، كخيوط لاكتشاف أماكن أثرية في درجة اللون والظل اللذين يظهران علي صور الأقمار الصناعية.
3- كيفية نمو الحشائش حيث لا تنمو الحشائش بدرجة كافية علي الطرق القديمة.

3- مجال الجيولوجيا:
- وتتعدد مجالات استخدام صور الأقمار الصناعية، بالحصول علي معلومات جيولوجية يمكن الاستفادة منها في الحصول علي معلومات جيولوجية أيضاً:
1- التعرف علي نوعية الصخور.
2- البحث والتنقيب عن الثروات المعدنية والبترولية وعمل الخرائط الجيولوجية اللآزمة (من خلال الفواصل والصدوع التى تظهر علي الصور).
3- تحديد أماكن الشهب والنيازك التى ارتطمت بسطح الأرض وأدت إلي ثراء الأرضية بالثروات المعدنية.
4- تحديد أماكن البراكين والتنبؤ بها من خلال الطاقة الحرارية المنبعثة في الاستشعار عن بعد.
5- نظراًً لارتباط الزلازل بالحركات الأرضية وخاصة الصدوع النشطة فقد أمكن تحديد مراكز الزلازل علي صور الاستشعار عن بعد لمراعاة ظروف هذه المناطق واتخاذ وسائل الأمان.

4- مجال المياه السطحية والجوفية:
وباستخـدام صـور الأقمـار الصنـاعية أدى إلي حـل الكثيــر مـن مشـاكل الميـاه السطحيـة والجــوفيـة (التحتسطحيــة). وباستخــدام الصور المركبة الملونة ذات الألوان الكاذبة (False Color Composite) يمكن بسهولة تحديد المياه السطحية بصفة عامة وامتداد الفيضانات علي جانبي الأنهار.
وتمتاز المياه بأن لها أعلي حرارة نوعية وبالتالي فيمكن الإحساس بالمياه والرطوبة باستخدام الطاقة الحرارية المنبعثة حيث تكون المياه باردة في الأيام الدافئة ودافئة في الليالي الباردة وباستخدام معلومات الأقمار الصناعية الحرارية يمكن بسهولة التعرف علي البرك المائية والأنهار والبحار.
أما بالنسبة للمياه الجوفية فلقد وجد أن هناك علاقة وثيقة بين درجة حرارة التربة وأعماق مناسيب المياه، ومن هذه الخاصية يمكن تحديد مناسيب المياه في منطقة الدراسة.
والمصدر الثالث للمياه هو تلك المياه المقيدة (الثلوج) الموجودة علي قمم الجبال وفي المناطق الباردة، وتعتبر الثلوج أول مصدر أرضي يمكن رؤيته من الفضاء، ومن هذه الصور يمكن تعيين سمك هذه الثلوج، وبالرصد المستمر لها يمكن التنبؤ بذوبانها لأنها مصدراًً هاماًً من مصادر توليد الطاقة الكهربائية عند ذوبانها وانحدارها لأسفل كما يمكن من هذه الصور الجوية التفريق بين المياه العكرة والمياه الصافية الخالية من الشوائب التى تمتص الأشعة القريبة من التحت حمراء، ولكن حينما تكون ملوثة أو بها شوائب، فإنها تعكس بعضاًً من الأشعة في الجزء المرئي من الطيف. أما علي الصورة المركبة فتظهر المياه النقية علي لون أزرق داكن أما المياه الملوثه والعالق بها شوائب فتظهر علي هيئة لون أزرق فاتح.

5- مجال الغابات:
من أهم وسائل التعرف علي الأشجار في هذا التصوير الجوى هو الشكل المورفولوجي لها (المورفولوجيا: علم التشكل فرع من علم الأحياء يبحث في شكل الحيوانات والنباتات وبنيتها) وبالنسبة للأشجار فإن الشكل المورفولوجي لها مثل الشكل التاجي وخاصية التفرع، فمثلاًً الغابات التى تحتوى علي شجر البلوط ذو الورق العريض وشجر الصنبور الأبري، ولكي تحدد نوعية هذه الأشجار علي خريطة فإن أول شئ يتبادر إلي ذهن الإنسان هو استعمال العين المجردة للتفريق بين كلا النوعين لكن الانعكاس الطبيعي أن الجزء المنظور للطيف لكلا النوعين من الشجر إما أن يكون متداخل مع بعضه أو قريب جداً من بعضه بدرجة لا تسمح بالتمييز بين النوعين من الشجر، وبالتالي يبدو النوعين بنفس درجة الإخضرار. أما في نطاق الطيف الكهرومغناطيسي الغريب من الأشعة تحت الحمراء يمكن أن يوضح الفرق بين النوعين من الشجر وعليه يمكن استخدام أجهزة مسح وتسجيل للأشعة القريبة من تحت الحمراء مثل كاميرا وبها فيلم أبيض وأسود لهذه الأشعة وسيبدو كلا النوعين مميز علي هذه الصورة حيث أن شجر البلوط سيعكس الأشعة تحت الحمراء بدرجة أكبر من شجر الصنوبر بأخذ اللون الداكن.
أي أن الاستشعار عن بعد من خلاله يمكن إعداد خرائط لأصناف الأشجار الموجودة في أي غابة من الغابات.

* أما المجالات الأخرى:
6- مجال المحاصيل والنبات والتربة والماء:-
يمكن للإنسان عن طريق استخدام انعكاس الطيف الكهرومغناطيسي تمييز بين النبات والماء والتربة.
وبالرغم من تلوث المياه بالرواسب ودرجة تركيز الأملاح والأكسجين من الممكن أن تؤثر علي الانعكاس الطيفي للماء.
وبالنسبة للتربة يتأثر الانعكاس الطيفي لها نتيجة للمحتوى المائي ومكونات التربة ووجود أكاسيد حديد إلي جانب محتوي المواد العضوية. ويرجع التغير في لون التربة إلي أصل التربة فمثلاًً التربة العضوية تكون داكنة اللون أما المعدنيه فتكون فاتحة وللتعرف علي النباتات والمحاصيل يعتمد أساساًً علي التعرف علي دليل مساحة الورقة الخضراء (Leave area index) أو (LAI) وتترجم المعادلة علي النحو التالي:-
IR
LAI =
R
-"LAI"= معامل مساحة الورقة الخضراء.
-"IR" = الانعكاسات الخاصة بالطاقة الكهرومغناطيسية القريبة من تحت الحمراء.
والانعكاسات الخاصة بالطاقة الكهرومغناطيسية القريبة من تحت الحمراء حساسة جداًً للأوراق الخضراء حينما تكون التربة داكنة اللون. أما الانعكاسات الخاصة بالطاقة الكهرومغناطيسية الحمراء فهي حساسة للأوراق الخضراء حينما تكون التربة فاتحة اللون. وباستخدام الحاسب الآلي ونسب الطاقة المنعكسة يمكن بسهولة تقسيم المناطق المزروعة إلي قطاعات مختلفة حسب أنواع النباتات والمحاصيل.

7- الاستخدامات الأرضية:
- ويهدف التصوير هنا إلي حسن استغلال مصادر الثروة، ولذلك ينبغي تحديد النشاطات المختلفة السائدة في مناطق الدراسة:
أ- المناطق السكنية
ب- مناطق الخدمات التجارية
ج- طرق المواصلات
د- الأراضي الزراعية
هـ- محطات الطاقة الحرارية
و- مناطق الحشائش
ى- الغابات
م- الأنهار
وبالرصد الدائم لنوعية الأراضي يمكن معرفة التغيرات التي تطرأ علي الرقعة المزروعة والمناطق السكانية والصناعية، ومعرفة الامتدادات العمرانية الجديدة.

8- مجال البحار والمحيطات:
أ- تعيين درجة الحرارة السطحية للبحار والمحيطات:
تعتبر المحيطات والبحار مخزن حرارى، وتغير درجة الحرارة يعني تغير في خواص المياه والحياة النباتية والحيوانية، ولذلك فإن صور الأقمار الصناعية ممكن أن تستخدم لمعرفة درجة حرارة الماء. ولقد وجد أن السحب وبخار الماء يؤثران علي الطاقة الحرارية تحت الحمراء.
ولتلافي تأثير هذين العاملين يمكن استخدام معادلات رياضية للحصول علي درجة الحرارة السائدة في البحار والمحيطات.
"I Sat = I Sea + I air + I ref"
حيث أن "I Sat"" تعني الطاقة التى استقبلتها أجهزة الاستشعار عن بعد.
"I Sea" تعني الطاقة التى استقبلتها أجهزة الاستشعار عن بعد من البحر.
"I air" تعني الطاقة التى استقبلتها أجهزة الاستشعار عن بعد من الهواء.
"I rel" تعني الطاقة التى لم تستقبلها أجهزة الاستشعار عن بعد.
وذلك نظرا ً لتأثير السحب وبخار الماء.

ب- قياس درجة ملوحة البحار والمحيطات:
يمكن تحديد درجة الملوحة من قياس درجة الحرارة السطحية للبحار والمحيطات والقراءات الحرارية المسجلة علي الراديو ميتر (أو مقياس كثافة الطاقة الإشعاعية) الموجودة بأجهزة الاستشعار عن بعد.

ج- ارتفاع الأمواج في البحار والمحيطات:
يمكن تعيين ارتفاع الأمواج من أجهزة الرادار الموجودة مع أجهزة الاستشعار عن بعد. حيث ترسل هذه الأجهزة نبضات إلي سطح الأرض والبحار والمحيطات ثم تسجل النبضات المرتدة إلي جهاز الاستشعار وتحديد الزمن الذي في رحلة الذهاب والعودة ومنه يمكن تعيين الارتفاعات المختلفة لسطح الأرض. أما علي سطح البحار والمحيطات فيمكن تعيين ارتفاع الأمواج بها من متوسط شكل النبضات التى استقبلتها الأجهزة.

د- الثلوج:
يمكن التعرف علي الثلوج بسهولة في هذه الصور الجوية حيث أن كمية الحرارة المنبعثة تتناسب مع شدة الإشعاعات ودرجة الحرارة المطلقة. وكلما كانت هذه الثلوج أقدم تقل درجة انبعاثها للحرارة نظراًً لكون هذه الثلوج أكثر برودة.

9- مجال تلوث المياه:
- وسوف نشير هنا إلي ملوثات المياه الأخرى:
أ- البقع الزيتية:
حيث يبدو الماء الملوث في التصوير الجوى داكن اللون (أسود) والبقع الزيتية فاتحة اللون (رمادية).
ب- المخلفات الحمضية:
تتميز هذه المخلفات بمحتواها العالي من الأكسجين المذاب، ويمكن التعرف عليها باستخدام بعض التحليلات المعقدة، ويمكن استخدام الحاسب الإلكتروني الآلي في معرفة النباتات المغمورة وتقييمها والتي بدورها تحدد أماكن التجمعات السميكة من مصادر الثروة الطبيعية.

10- مجال السلوك الحيواني:
يمكن معرفة السلوك الحيواني أثناء الصيد أو في الظروف العادية وذلك بوضع مصدر للطاقة مثل أجهزة راديو صغيرة ذات تردد لموجات طويلة أو مصدر مشع. ويمكن استخدام نفس الظاهرة لمعرفة هجرة الطيور والطرق التي تسلكها أثناء هجرتها وبهذا تساعد علي تجنب اصطدام الطائرات بهذه التجمعات.

11- مجال المساحة وعلم الخرائط:
- والاستشعار عن بعد مهماًً جداًً في مجال المساحة وعلم الخرائط:
1- للحصول علي صور الكرة الأرضية.
2- الانتهاء من إعداد الخرائط في وقت قريب جداًً من زمن التصوير.
3- الدقة الإشعاعية.
4- الاستشعار عن بعد مناسب للمسح وإعداد الخرائط أتوماتيكياً.
5- صور الأقمار الصناعية مناسبة للمسح المستوي.

ونجد أن استخدام مثل هذه التطبيقات سيحول بين همومنا البيئية من أن تتفاهم، إلي جانب أنه لا غني عن الضوابط الذي ينبغي أن يفرضها الإنسان علي تصرفاته حتى لا يغضب بيئته منه وإلي حلول جهنميه أخرى تخفف من همومنا.

 

شكررررررررررا

 

مشكوره اختنا اليمان على المرور الجميل

 

اشكرك كوتش هيثم عالموضوع

 

شـكــ وبارك الله فيك ـــرا لك ... لك مني أجمل تحية .

 

مشكور حبيبي سارية على المرور الجميل

 

مشكور كوتش محمد على المرور الجميل