الأرض (مراقبة-)

ارض (مراقبه)

Earth observation - Observation de la Terre

الأرض (مراقبة- )

أدوات المراقبة

أجهزة المراقبة

أنواع معطيات مراقبة الأرض

تطبيقات مراقبة الأرض

تحصيل معطيات الرصد الأرضي ومعالجتها 

يُقصد بمراقبة الأرض earth observation، عمليات المراقبة - من بُعد أو من قرب - التي يقوم بها الإنسان بغرض تعرّف الأرض (يابسة أو سطح مائي أو غلاف جوي)، ودراسة التغيرات الزمنية للأجسام objects على الأرض؛ ولكل مادة طبيعة فريدة تميّزها تسمى البصمة الطيفية للمادة، ويُعدّ الضوء المرئي جزءاً بسيطاً من الطيف الكهرطيسي الذي يمكن استخدامه لتعرّف الأجسام. وتسمح المعرفة الدقيقة لطبيعة الأشياء بتفسير المشكلات والمسائل التي تواجه الإنسان، وإيجاد الحلول لها، وعلى الأخص تلك المرتبطة بالبيئة المحيطة.

أدوات المراقبة

تُجرى القياسات بوساطة أجهزة أو محسّات (مستشعرات)  sensors؛ تتأثر بجزء من الطيف الكهرطيسي، وقد تقع على الأرض أو تُحمل خارجها على متن مركبات، سواء الطائرات أم السواتل satellites. وأبسط هذه المحسّات الكاميرات التي تتأثر بالمجال الطيفي المرئي، وأعقدها المحسّات الراديوية.

أجهزة المراقبة

تُصنّف هذه الأجهزة في فئات عديدة، أهمها:

-1   المستشعرات البصرية

المستشعرات البصرية  optical أجهزة بسيطة التركيب ولكنها فعّالة وذات قدرة تمييز متغيرة. ومن أبسط هذه المستشعرات الكاميرات وعناصر القرْن الشِحني (رقائق التحسس الضوئي)   charge-coupled device (CDC)،  والتي تتغير دقتها وفقاً لعوامل كثيرة من بينها:

 - بُعد المحسّ (أو المستشعر) عن الجسم المرصود (الأرض).

 - عدد خلايا المحسّات المصفوفة خطياً في حالة عدسات عناصر قرن شحني.

 - دقة صناعة المحسّ ونقاء المادة المصنوع منها المحسّ.

 - البعد المحرقي (البؤري) للجملة بكاملها.

وبذلك تكون قدرة التمييز أفضل في حالة المراقبة الجوية منها في حالة المراقبة بالسواتل، إلا أن شمولية التغطية الجغرافية في المراقبة الجوية تكون أقل منها في المراقبة الساتلية.

-2   المستشعرات الراديوية

المستشعرات الراديوية أجهزة تعمل في مجال الطيف الكهرطيسي الراديوي مثل الرادارات وأجهزة قياس التشتت المِكروية  microwave scatterometer، وهي معقدة التصميم غير أنها في معظمها دقيقة، ولها قدرة فصل هندسية أقل تعمل في ظروف جوية صعبة، وتغطي مساحات جغرافية كبيرة.

أنواع معطيات مراقبة الأرض

تكون المعلومات المحصَّلة من المراقبة نتيجة الطبيعة الآلية للمستشعرات المستخدمة، على صورة تسجيلات ذات طبيعة رقمية في معظم الحالات، وتكون مخزَّنة في ذاكرة جهاز المراقبة، وهذا ما يسمح بتفريغها وحفظها ونقلها إلى الأجهزة الحاسوبية. ويمكن بوساطة برمجيات خاصة معالجة المعطيات لتعرّف مكان الأجسام المرصودة وطبيعتها. ومن أشهر هذه الأنواع الصور المخزَّنة في ملفات، والتي تختلف قدرتها التمييزية وخصائصها باختلاف مصدرها، ومن الأمثلة عليها الصور المحصّلة من منظومات المراقبة الساتلية كويك بيرد  QuickBird، وسبوت Spot، وإيكونوس   Ikonos، ولاندسات  Landsat.

 أما النوع الثاني من المعطيات فهو السجلات الراديوية الرقمية التي تُعالج باستخدام برمجيات معالجة الصور  image processing، لعرضها بصور جاهزة للتفسير الرقمي  interpretation digital. ولربط المعلومة بالموقع الجغرافي يُستعان بنقاط تحكم أرضية معروفة الإحداثيات أو مُحصّلة بوساطة منظومة تحديد المواقع  global positioning system (GPS).  تتحول المعطيات إلى خرائط يمكن استخدامها من قبل العديد من الجهات، وتكون إما خرائط طبوغرافية أو خرائط مواضيعية  thematic mapping. يُعدّ الاستشعار من بُعد أحد أهم معطيات مراقبة الأرض، وتُجرى فيه عمليات مكملة على الصور وفقاً للتطبيق المطلوب.

تطبيقات مراقبة الأرض

يتوفر طيف واسع من التطبيقات المرتبطة بمراقبة الأرض، أهمها:

 -1  الدراسات الخاصة بحقل الجاذبية الأرضية والحقل المغنطيسي الأرضي، ومراقبة تغير شذوذات حقل الثقالة، التي تسمح بتحديث نموذج الثقالة الشامل  global gravity model الأول المبيّن في الشكل (1)، والذي وُضع بفضل ساتل استكشاف حقل الثقالة وجريان الحالة المستقرة للمحيطات Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer (GOCE)، الذي أُطلق في آذار/مارس من العام 2009.

 - 2 دراسات البيئة وقضايا التلوث الصلب والمائي والغازي، ويبيّن الشكل (2)، على سبيل المثال، صورة ساتلية لجودة الهواء (تركيز المواد الجسيمية  particulate matter التي يصل حجمها إلى 10 ميكرومتر) فوق القارة الأوربية بتاريخ 5 شباط/فبراير 2008.

الشكل (2): نموذج جودة الهواء فوق القارة الأوربية		الشكل (1): نموذج الثقالة الشامل الأول

 -3  التطبيقات الخاصة بالغطاء النباتي على سطح اليابسة أو تحت الماء.

-4 بحوث الطقس والاحتباس الحراري، ويبيّن الشكل (3) على سبيل المثال توزع درجات الحرارة في منطقة البلطيق والدول الاسكندنافية شمال غربي أوربا، والمُحصلة بفضل مقياس الإشعاع الماسح على طول المسار المتقدم  Advanced Along-Track Scanning Radiometer (AATSR) المحمول على متن الساتل إنفيسات  ENVISAT العائد إلى وكالة الفضاء الأوربية  European Space Agency (ESA).

-5  دراسة طبقات الغلاف الجوي (الإيونوسفير  ionosphere والتروبوسفير ( troposphere.

الشكل (3): نموذج توزع درجات حرارة سطح البحر في منطقة البلطيق

 - 6 البحوث العسكرية بما فيها المراقبة المستمرة للأهداف المعادية.

 - 7 المساحة والجيوديزية وصناعة الخرائط الطبوغرافية.

 -8  بحوث النشاط البشري والسكاني وإدارة الكوارث الطبيعية والمُصطنعة. ويوضح الشكل (4)، على سبيل المثال نموذج تحديد المناطق المغمورة بالفيضانات في مقاطعة كوينزلاند  Queensland في أستراليا في كانون الثاني/ يناير من العام 2011.

  -9  دراسات السطوح المائية وعلوم البحار.

 -10  بحوث الموارد الطبيعية واستنفادها.

11- توزع الرطوبة على اليابسة soil moisture (SM)  ودراسة ملوحة سطوح البحرsea surface salinity (SSS).  ويبيّن الشكل (5) مثالاً على نموذج التوزع المُحصّل بفضل ساتل دراسة رطوبة الأرض وملوحة المحيط  Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS)، والعائد لوكالة الفضاء الأوربية  (إيزا)

تحصيل معطيات الرصد الأرضي ومعالجتها

الشكل (5) نموذج لتوزع الرطوبة على اليابسة		الشكل (4): نموذج تحديد المناطق المغمورة بالفيضانات لمنطقة كوينزلاند

ينشر دورياً العديد من المنظمات العلمية العالمية ومراكز البحوث وثائق ومعلومات عن المعطيات الفضائية مثل إدارة الطيران والفضاء الوطنية (ناسا)   National Aeronautics and Space Administration (NASA)  الأمريكية، ووكالة الفضاء الأوربية، إضافةً إلى عدة جهات روسية وهندية وأمريكية جنوبية وعدد قليل من الشركات التجارية الخاصة. وتنشر هذه الجهات بعضاً من معطياتها الفضائية على شبكة الإنترنت، وتكون في حالات كثيرة مجانية لأغراض البحث العلمي. وتتوفر منتجات تجارية يجب شراؤها من الشركات الخاصة المتخصصة.

ويجب عند البحث عن المعطيات الفضائية الانتباه لوجود عدة أنواع من المعطيات التي تتدرج من حيث المعالجة الرقمية وفق المراحل الآتية:

 -1 المعطيات الخام التي لم تخضع إلى أي معالجة هندسية أو طيفية وتكون على الأغلب رقمية، وهي أرخص المنتجات المعروضة تجارياً.

 -2 المعطيات نصف الخام، وهي معطيات خضعت لبعض تصحيحات القياسات الراديوية والهندسية، وقد تكون صوراً مطبوعة تقليدياًعلى ورق طباعي أو أفلام.

 -3 معطيات معالجة هندسياً ومسندة جغرافياً، وتكون على هيئة ملفات رقمية أو صور مسندة مطبوعة. وتُعدّ هذه المنتجات الأكثر تكلفة لكونها جاهزة للاستخدام من مستثمري هذه المعطيات.

وتحتاج معظم المنتجات في كثير من الحالات إلى برمجيات حاسوبية خاصة للتعامل معها.

رياض المصري

التصنيف : المنظومة الشمسية والشمس والكواكب

النوع : المنظومة الشمسية والشمس والكواكب

المجلد: المجلد الأول

رقم الصفحة ضمن المجلد : 579

آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية