أهمية تقنيات الاستشعار عن بعد للوطن العربي

أهمية تقنيات الاستشعار عن بعد للوطن العربي
الوطن العربي من أقدم البلاد المأهولة في العالم، وموارده الطبيعية، الكثيرة في تعقيداتها، بحاجة إلى مراقبة وتطوير من خلال تطبيق تقنيات الاستشعار عن بعد، التي من خلالها ستتحقق أهداف متعددة:
كمعرفة وتحديد مساحة وحالة الأراضي الزراعية بما في ذلك الغابات المتوافرة، والمراعي والموارد المعدنية والبترولية والاقتصادية الأخرى.
ويمكن القول: إن كل تقنيات الاستشعار عن بعد أصبحت الآن متوافرة للاستخدام المدني لعمل الخرائط التفصيلية، وحصر الثروات الطبيعية، ومتابعة ما يحدث في البيئة من تغيرات. وهذه التطبيقات تعد ثروة للدول العربية، لأن هذه الدول لا تستطيع الوصول إلى ما تبتغيه من تقدم، إلا إذا أمكنها حصر ثرواتها الطبيعية، وتسخيرها لخدمة أبنائها.

الصور الفضائية لتنفيذ مخططات التنمية
وإذا كانت الصورة التي نحصل عليها رقمياً بواسطة الاستشعار عن بعد، ثم نعالجها أولياً ونصححها هندسياً ولونياً، في معالجة نهائية، ثم نفسرها ونستقرئ مكوناتها، فإن رسم الخريطة، أو المخطط المطلوب على أساس هذه الصورة، واعتماداً على معطياتها، يكون هو المنتج النهائي والوثيقة الدقيقة لتنفيذ المشروع المطلوب والمخطط له، سواء كان ذلك في مجال التنقيب عن الثروات الطبيعية، أو تصنيف الأراضي، أو استعمالاتها، أو التلوث، أو التخطيط الإقليمي أو المدني، أو غير ذلك.
ومن الصعب حصر استخدامات تقنية الاستشعار عن بعد، وفي كل يوم يكتشف العلماء استخدامات جديدة لها. وتقنية الاستشعار عن بعد تتجاوز مجرد تصوير الأرض، وإن كان هذا بطبيعة الحال مكوناً رئيسياً من مكونات هذه التقنية، غير أن الاستشعار عن بعد يستخدم جميع الأطوال الموجية للطيف لإنتاج صور ومعلومات لا يمكن إنتاجها بالتصوير باستخدام الطيف الضوئي وحده.

ملاءمة الوطن العربي لتطبيقات الاستشعار عن بعد
تبرز معظم الصور التي تلتقطها الأقمار الصناعية، ومن أبعاد تصل إلى آلاف الكيلومترات، وفي معظم شهور السنة وأيامها، الصورة الشاملة للوطن العربي من مشرقه إلى مغربه، وأجواؤه خالية من الغيوم، مما يجعله الإقليم المثالي لعمل مختلف أجهزة الاستشعار عن بعد.
ولذلك قامت أولى تجارب التصوير الفضائي للمركبات الأمريكية الفضائية في الستينيات من القرن العشرين الميلادي، والمكوك الفضائي الأمريكي ومحطات الفضاء الروسية والأقمار الصناعية الفرنسية والأوروبية وغيرها، بتصوير الأراضي العربية المكشوفة، خاصة وأن الصحاري تشكل نسبة كبيرة من مساحة الوطن الكلية.
ومن ناحية أخرى، فإن هناك بعض المناطق، مثل الجزء الجنوبي الشرقي من الصحراء الغربية، يصعب الوصول إليه Laughing

ا بالوسائل التقليدية، لانعدام الطرق والآبار ووسائل الحفاظ على الحياة فيه، بينما هذا الجزء بالذات قد أمكن فيه تحقيق نتائج باهرة بالاستشعار عن بعد.

التخطيط للتنمية
يمكن للوطن العربي التخطيط الخاص بالتنمية، بواسطة استخدام تكنولوجيا الاستشعار عن بعد لجمع المعلومات عن الموارد الطبيعية. وهذه التكنولوجيا من أنجح الوسائل العلمية في إجراء الدراسات البيئية على المستويات الإقليمية والمحلية بدقة عالية، وسرعة فائقة، وبتكاليف زهيدة نسبياً.
وتحقق هذه التكنولوجيا نتائج يستفاد منها في المحافظة على البيئة وصيانة الموارد الطبيعية، خاصة عند الحاجة إلى تغطية مناطق كبيرة بصفة مستمرة، أو دورية لرصد بعض الظواهر البيئية، أو للحصول على معلومات عن بعض الموارد الطبيعية ومتابعتها مع تغير الظروف البيئية.
وعلى سبيل المثال، تظهر تقنية الاستشعار عن بعد المناطق الدافئة من البحر والمحيط، التي تمثل بيئة ملائمة لتكاثر الأسماك بلون مختلف، وبذلك يمكن تحديد مواقع الثروة السمكية، وهي معلومات لا يمكن استخراجها بالطبع من التصوير الضوئي العادي.
ويمكن بهذه التقنية رسم خرائط للموارد، أو التلوث، أو الغطاء النباتي المكون من الخلايا أحادية الخلية في مراحل نموه المختلفة، وهكذا، مما يفوق بكثير إمكانات التصوير الضوئي العادية.

الاستفادة من دورية المعلومات وانتظامها
ويحقق الاستشعار عن بعد دورية وانتظام المعلومات، فالقمر الصناعي يمر على المنطقة نفسها على فترات دورية ثابتة، وبالتالي يمكن قياس التغيرات التي تحدث في الظاهرة المراد قياسها. ويمكن إنتاج الخرائط بوساطة أجهزة الحاسب الآلي، فالمعلومات التي يحصل عليها القمر الصناعي ترسل مباشرة إلى محطات أرضية، حيث تعالج ويستخرج منها خرائط متنوعة، تبرز الظواهر المراد إبرازها.
وإذ أمكن الحصول على صور لكل موقع وزاوية في أي بلد عربي، فإن ذلك سيسهل الكشف عن المياه الجوفية التي تمثل مشكلة إستراتيجية بالنسبة للبلدان العربية، وكذلك البحث عن الثروات الطبيعية، من معدنية وهيدروكربونية، أو حتى أثرية، ناهيك عن الموضوعات الزراعية من استعمالات الأراضي، إلى تصنيف التربة، أو دراسة الغطاء النباتي.

اكتشاف أنهار قديمة
اكتشفت أنهار قديمة جافة تحت أراضي مصر والسودان وليبيا، الأمر الذي يدل على احتمال أن يكون جزء من مياه هذه الأنهار باقياً في صورة مياه جوفية. وهذا الاكتشاف أدى إلى الاه Laughing

باستغلال مصادر المياه الجوفية في منطقة تسمى "جبل العوينات" في مصر.

الاستفادة من البحار والمحيطات
نظراً لأن معظم بلدان الوطن العربي تطل على البحار أو المحيطات، فإن الاستفادة من تطبيقات الاستشعار عن بعد في مجال دراسة البحار والمحيطات له أهمية بالغة، يتفق عليها جميع المهتمون بالكشف عن إمكانات الثروات الطبيعية بها.
والطلب الحالي على البحار والمحيطات بوصفها مصادر للغذاء البروتيني يتزايد بسرعة، وسوف يتسع الطلب عليها مستقبلاً في مجالات أخرى، بوصفها مصادر للطاقة المتجددة غير التقليدية، سواء بالاستفادة من حركات المد والجزر، أو من التيارات المائية بها، أو من الاختلافات المتباينة في درجات الحرارة.
كما بدأت عمليات الاستفادة منها أيضاً بوصفها مصدراً للثروات المعدنية، مثل استخراج المنجنيز من قيعان المحيطات العميقة، أو استخلاص بعض العناصر النادرة، بتركيزها مباشرة من مياه بعض البحار.

الحاجة إلى زيادة الثروة السمكية
تشير الإحصاءات إلى أن العالم العربي سيحتاج لزيادة موارده الغذائية، نتيجة للزيادة المتوقعة في عدد السكان، إلى مضاعفة حجم ما يتم صيده حالياً من الأسماك عدة مرات ويحتاج ذلك إلى إجراء دراسات شاملة على كل المسطحات المائية، التي تغطي العالم العربي، والعمل على زيادة تكاثر الأسماك ورفع كفاءة أعمال الصيد، خاصة في أعالي البحار والمحيطات.
كما يتطلب الأمر أيضاً إجراء عمليات رصد دقيقة ومتكررة للمجموعات السمكية لدراسة تحركاتها أو هجرتها الموسمية، ومواعيدها، وخصائصها المختلفة، وعلاقة ذلك بالظروف البيئية والمناخية المحيطة بها. ويتضمن ذلك تحديد ما يلي:

1- مواقع تكاثر الأسماك وامتدادها وتحركاتها.
2- كثافة الأنواع المختلفة من الأسماك في مناطق تكاثرها.
3- أعماق المياه التي تتواجد فيها تجمعات الأسماك.
4- الممرات المائية الحرة الموجودة بين مناطق تجمعات الأسماك.
5- الأنواع المختلفة من الأسماك التي تتعايش في كل منطقة تجميع.
6- الخصائص الطبيعية للمسطح المائي الذي تتواجد فيه هذه التجمعات السمكية،مثل درجة الحرارة، ونسبة الملوحة بها.
7- عناصر الظروف الجوية التي تؤثر في تجمعات الأسماك، مثل درجة الحرارة، واتجاه الرياح وسرعتها، وكمية السحب والأمطار والثلوج وغيرها.
8- العوامل البيئية المختلفة التي تؤثر في حياة الأسماك، مثل النباتات المائية والمواد العالقة بالمياه، وتلوث البحار والمحيطات.
9- كمية وتوزيع الكلوروفيل.
10- رصد حركة الأسماك
تجدر الإشارة هنا إلى أن تقنيات الاستشعار عن بعد غدت اليوم تستخدم في رصد التيارات البحرية الحارة والباردة، وبالتالي حركة الأسماك، فيما يمكن من توجيه أساطيل صيد السمك في الاتجاه الصحيح.
وتستخدم دراسات الأقمار الصناعية للمحيطات في رصد التنبؤ بحركة الأفواج السمكية الكبيرة، ومناطق تجمع الأسماك، وهو أمر بالغ الأهمية اقتصاديا للدول التي يعتمد جزء من اقتصادها على الصيد.
ومعظم المشكلات الحالية التي تواجه المسئولين عن زيادة الموارد الغذائية من البحار والمحيطات ترجع أساسا إلى عدم توفر هذه البيانات والمعلومات اللازمة للتنبؤ عن مناطق التجمعات السمكية وهجرتها حتى يمكن التركيز بعد ذلك على رفع كفاءة أعمال الصيد وتوفير المعدات اللازمة في الأماكن المناسبة، وممارسة الصيد في أفضل الظروف الجوية لتحقيق أكبر عائد ممكن.

مجالات أخرى للاستفادة من البحار والمحيطات
هناك العديد من المجالات الأخرى التي يتطلع إليها الباحثون في شتى المجالات العلمية للاستفادة القصوى من مياه البحار والمحيطات، والتي يلزم لها إجراء عمليات مسح شامل لهذه المساحات المائية الشاسعة، وتجميع كافة المعلومات والبيانات المتعلقة بالخصائص الطبيعية والديناميكية والبيولوجية لمياه البحار والمحيطات.
وفي هذا الصدد، فإن الطرق التكنولوجية الحديثة للاستشعار عن بعد، سواء من الأقمار الصناعية، أو من طائرات الاستطلاع الجوي، يمكنها أن توفر قدراً كبيراً من المعلومات المهمة، بدقة بالغة، وسرعة فائقة، وتكاليف زهيدة نسبياً، مع ضرورة تدعيمها ببعض الأعمال الميدانية لإجراء قياسات تفصيلية ودراسات موضعية محددة في المناطق التي تحتاجها نتائج المسح الإقليمي من وسائل الاستشعار عن بعد.

كشف المواقع الأثرية في الوطن العربي
يمكن الاستفادة من تقنيات الاستشعار عن بعد في الكشف عن المواقع الأثرية في الوطن العربي. وقد قامت بعثة استكشافية بالتنقيب على الساحل الشرقي من شبه الجزيرة العربية، في سلطنة عمان، عما يعتقد أنه بقايا المدينة الأسطورية "أوبار" UBAR، التي ورد ذكرها في القرآن الكريم باسم "إرم ذات العماد". وقد اكتشف علماء الآثار هذا الموقع التاريخي اعتماداً على الأرصاد الجوية والفضائية. فعلى الأرض لم يكن هناك أي أثر يدل على وجودها.
وفي هذه المنطقة من العالم، حيث توجد جميع آثار الماضي، وقد طمرت تحت طبقات سميكة من كثبان الرمال، وبالاستعانة بأجهزة للاستشعار عن بعد، وبأجهزة تصوير محمولة فوق مناطيد أو محطات فضائية، وجد الباحثون أنفسهم وقد تسلحوا بوسائل كشف جديدة وفعالة.
ففي هذا الموقع، حيث لا تدل المشاهدات الأرضية على أي مؤشر، أظهرت الوثيقة التي أعطاها الرادار، أو الصور الملتقطة من الفضاء، بوضوح وجود أطلال حضارة غابرة. ويعود الفضل الأول في اكتشاف مدينة "أوبار" إلى الرادار SIR الذي استخدم للمرة الأولى عام 1981م.

كشف مناطق في الصحراء الكبرى
وفي عام 1981م، قام مكوك الفضاء الأمريكي "تشالينجر" Challenger بكشف المناطق التي حلق فوقها، خاصة الصحراء الكبرى، بدءا من مصر وتشاد، ومرورا بالسودان وليبيا، وذلك بالاستعانة برادار يستخدم طول موجة قدره 22.5 سم. ويعد هذا الجزء من الصحراء أكثر مناطق العالم جفافاً على الإطلاق، ففي بعض أنحائه لم يسجل هطول المطر سوى مرة واحدة خلال 40 عاما.
وكم كانت دهشة العلماء والمتخصصين في هذه المنطقة كبيرة عندما عرضت عليهم الخرائط التي سجلها الرادار. فقد لاحظوا باستغراب شديد وجود آثار نهر ضخم، كان حجمه أكبر من حجم نهر النيل الحالي، وكان متصلا بشبكة كثيفة من الروافد والبحيرات، قبل أن تنضب مياهه.
وقد أصبح تكوين مثل هذه الصور السلبية ممكنا، إذ إن الموجات القصيرة - السنتيمترية - الصادرة من القمر الصناعي، تخترق التربة الخالية Laughing

ا من الماء إلى عمق أمتار عديدة، حتى تصطدم بالصخور الصلدة تحت التربة، والتي تعكس هذه الموجات. بينما تكون الصور الضوئية الملتقطة من الطائرة لا تكشف شيئا.
وبعد أن تزود الباحثون بهذه المعلومات، هُرعوا إلى الموقع، وشرعوا بالتنقيب، معيدين بذلك مشهداً يتراوح عمره بين أربعين ألفا ومائة ألف سنة. وكانت الصحراء آنذاك سهولاً كثيفة العشب غزيرة المياه. وقد أظهرت التنقيبات حول ما كان في الماضي ضفاف النهر، وجود آثار مساكن وسط أنقاض تدل على نشاط إنساني، مثل فؤوس ورؤوس سهام.

رسم خرائط الأراضي
بعد تحليل الكثير من الصور والبيانات التي أرسلتها أقمار "لاندسات". أمكن الحصول على خرائط ملونة لسطح الأرض لمناطق في كل من مصر والجزائر، وأمكن رسم خرائط لسطح التربة، مبينة لخواص ونوعيات هذا السطح.
أما خرائط الأراضي الكاملة فلا يمكن الحصول عليها مباشرة من بيانات الاستشعار عن بعد فقط، لأن هذه البيانات تعبر عن السطح فقط، أما ما تحت السطح فهو مجهول لغالبية وسائل الاستشعار عن بعد. ولكن يستثنى من ذلك بيانات الاستشعار الموجب باستخدام الرادار.

أمثلة لخرائط الأراضي
أحد أمثلة رسم خرائط أسطح الأراضي، هي الخرائط التي تمت باستخدام أسلوب المسح متعدد الأطياف Multi Spectral Scanning: MSS بجنوب غرب سيناء. وأمكن من خلالها تمييز أربع أنواع من الأسطح: سطح مغطى بقشرة جبسية أو جيرية، وفيه تغطي القشرة 60 في المائة أو أكثر من إجمالي السطح.
أسطح مغطاة بدرجة متوسطة القشرة، وفيها تغطي القشرة 0-60 % من إجمالي السطح.
أسطح رملية، ولا تغطي القشرة والحصى والصخور أكثر من 20 % من إجمالي السطح.
أسطح مغطاة بالحصى والصخور، وفيها يغطي الحصى والصخور أكثر من 40 % من إجمالي السطح.
وقد تم تقسيم كل نوع من هذه الأسطح إلى عدد من الأنواع الفرعية، بناء على لون التربة، وقوامها، ونسبة الأملاح والكربونات والجبس فيها.
والمثال الثاني لخرائط سطح التربة في الوطن العربي، هي خرائط دراسة الصحراء الغربية في الجزائر. وقد اعتمدت هذه الخرائط على البيانات المقدمة من الجيل الثاني من الأقمار الأمريكية "الماسح الشامل" Thematic Mapper: TM.
مستقبل رسم أنواع الخرائط المختلفة في الوطن العربي
يمكن إعداد الكثير من الخرائط الإقليمية الأساسية، لأراضي العالم العربي، باستخدام التقنيات المتقدمة للاستشعار عن بعد بواسطة الصور الإلكترونية للأقمار الصناعية. ويمكن أن يتم إعداد هذه الخرائط بمقاييس مختلفة، وذلك لخدمة عدة أغرض متنوعة، منها:

الخرائط الجيولوجية للتكوينات والوحدات الجيولوجية والعصور.
خرائط الصرف السطحي للوديان ومجاري السيول، والمجاري المائية، الممتلئة والجافة.
خرائط عامة، للاستخدامات الأرضية، وتوزيع وحدات التربة من ناحية صالحيتها للزراعة.
خرائط احتمالات الثروات المعدنية ومواد البناء.
خرائط المياه الجوفية.

الكشف عن الثروات الطبيعية
نفّذ المركز المصري للاستشعار عن بعد العديد من المشروعات الجيولوجية والتعدينية باستخدام تكنولوجيا الاستشعار عن بعد، لمسح الثروات الطبيعية. وتم إعداد خرائط جيولوجية لجميع الأراضى المصرية، بمقاييس مختلفة.
ومن أمثلة مشروعات مسح الثروات الطبيعية التي قام بها المركز المصري للاستشعار عن بعد، الدراسات الخاصة باحتمالات وجود المياه الجوفية في منطقة الإسماعيلية، وكذلك دراسة توقعات وجود خام الحديد في المنطقة الواقعة شمال شرق الواحات البحرية.
الدراسات الجيولوجية في منطقة قناة السويس تمت هذه الدراسات بعرض حوالي عشرة كيلومترات على جانبي قناة السويس، من بورسعيد إلى السويس، وذلك باستخدام طائرات الاستطلاع الجوي، المزودة بالأجهزة الحديثة للاستشعار عن بعد، والتي تضمنت التصوير الجوي بالكاميرا متعددة الأطياف، والتصوير الجوي الحراري بالأشعة تحت الحمراء، وأجهزة المسح الجوي الإشعاعي.
وقد أدت هذه الدراسات إلى إعداد خرائط حديثة ودقيقة للتكوينات الجيولجية ومجاري الصرف السطحي بالمنطقة. كما تم إعداد خرائط تفسيرية
لربط خواص القشرة الأرضية بالتركيب الجيولوجي لعمق 100م تحت سطح
القناة.
كما أجريت دراسات جيولوجية لمواقع الأنفاق، المقترح بناؤها في
مناطق الشط والدفرسوار والقنطرة. كما أجريت دراسات تفصيلية لمعرفة
المياه الجوفية، المؤثرة في مواقع هذه الأنفاق.
دراسة منطقة حوض توشكي منطقة حوض توشكي تغطي حوالي 80 ألف كم مربع في الجزء الجنوبي الغربي من جمهورية مصر العربية. وقد تمت دراسات بواسطة عدة وسائل للاستشعار عن بعد، من الأقمار الصناعية وطائرات الاستطلاع الجوي، وذلك في ضوء استخدام حوض توشكي لاستيعاب مياه فيضان النيل، التي تملأ بحيرة السد العالي.
وقد استخدمت الصور الفضائية للقمر الصناعي "لاندسات" في إعداد خرائط للتكوينات الجيولوجية، ومجاري الصرف السطحي للمنطقة كلها. كما أمكن تحديد شكل بحيرة السد العالي في تواريخ مختلفة، ودراسة التغيرات التي طرأت على البحيرة وتفرعاتها منذ عام 1972م.
كما استخدمت الصور الجوية من الطائرات في عمليات المسح، الأكثر تفصيلاً، والتي تركزت على حوض توشكي نفسه.
وتم أيضا تقويم موقف المياه الجوفية بالمنطقة، التي تتكون من خزانين، تفصلهما طبقة من الطين. واستنتجت هذه الدراسة أن تخزين مياه الفيضان في حوض توشكي سوف يؤدي إلى تغيير الصورة المائية للمنطقة، نظراً لتسرب المياه إلى صخور الصحراء الغربية المجاورة.

كشف مناطق في شبه الجزيرة العربية
وفي عام 1984م أعيدت التجربة فوق شبه الجزيرة العربية باستخدام رادار محسن، فقد رصد الرادار آثاراً دقيقة للغاية لمسارات قوافل عبر مئات الكيلومترات في صحراء شبه الجزيرة العربية. فعلى مر العصور، سلكت الجمال المسارات ذاتها، مما جعل رمالها وحصاها أكثر نعومة من المواد المحيطة بها. وتتأثر أصداء موجات الرادار بهذا الاختلاف، فتظهر مسارات القوافل كخطوط فاتحة.
ولاحظ الباحثون أن كثيراً منها يتقاطع في نقطة واحدة. وسرعان ما انتقلوا إلى الموقع على الطبيعة، غير أنهم لم يشاهدوا ما يلفت النظر، ولكن على عمق عدة أمتار تحت سطح الرمال، كانت تربض أطلال مخزن لإيواء القوافل. كما وجدت أطلال أخرى في موقع قريب، دلت على وجود تجمع سكاني مهم.
تآكل دلتات الأنهار
ومن التطبيقات المهمة لاستخدام الاستشعار عن بعد، التي يمكن أن يستفيد منها الوطن العربي، دراسات تآكل دلتا الأنهار وتآكل الشواطئ، وتدخل كلها تحت بند التفاعل بين البحار واليابسة. فمن المعروف أن عدداً من دلتات الأنهار تتآكل، وتفقد خصائصها، نتيجة عدوان البحر عليها، ومنها دلتا نهر النيل في مصر، التي فقدت عنصر تجديدها، وهو الطمي، الذي كان يجلبه فيضان نهر النيل من هضبة الحبشة، والذي توقف بعد مشروع السد العالي.
إمكانية حصول أقطار الوطن العربي على صور الاستشعار عن بعد المشكلة الكبيرة التي تواجه البلدان النامية وأقطار الوطن العربي هي كيفية الحصول على صور الاستشعار عن بعد، بسهولة، وبأسعار I love you

، حتى يمكنها الاستفادة منها. فهناك اليوم صناعة تحترف تقديم خدمة البث بالأقمار الصناعية على أساس تجاري.
وفي الولايات المتحدة وبريطانيا تخطط شركات خاصة لإطلاق أقمار صناعية تجارية تسمح بتنظيم توزيع الإرسال حسب متطلبات العميل. وتقوم الشركة الفرنسية SPOT والأمريكية EOSAT بعرض نطاق واسع من الإنتاج المفيد في المجالات الجغرافية والزراعية، والحد من التلوث، والحد من التسلح، ومراقبة التدريبات العسكرية.

معلومات قيمة
Question

» الاستشعار عن بعد: علم وتطبيق وتكنولوجيا
» الاستشعار عن بعد والدراسات المائية
» تقنيات تعلــــــــــــــــــــــــيم
» تقنيات تدريس
» تقنيات تدريس