ما هو الاستشعار عن بعد ؟ (GIS)
الاستشعار عن بُعد هو عملية استخدام أجهزة مُختلفة لرصد وقياس الخصائص والظواهر دون الحاجة إلى الاقتراب من الموقع المراد دراسته أو رصده.
يعتمد هذا النوع من الاستشعار على استخدام الأجهزة مثل الأقمار الصناعية والطائرات بدون طيار وأجهزة الاستشعار المحمولة، ويُستخدم في مجموعة واسعة من المجالات مثل الجيولوجيا والزراعة وعلم البيئة والأرصاد الجوية وغيرها.
تتيح تقنيات الاستشعار عن بعد الحصول على بيانات دقيقة عن الأرض والظواهر التي تحدث عليها، مما يُساهم في فهمنا للبيئة والتغيرات التي تطرأ عليها ويمكن استخدام هذه البيانات في اتخاذ القرارات في مختلف المجالات.
كيف يعمل الاستشعار عن بعد؟
يعتمد الاستشعار عن بعد على مبدأ قياس الإشعاع الكهرومغناطيسي المنبعث من أو المنعكس من كائن أو ظاهرة.
- الإشعاع الكهرومغناطيسي: هو شكل من أشكال الطاقة التي تسافر في الموجات،وتشمل هذه الموجات الضوء المرئي، والأشعة تحت الحمراء، والموجات الميكروية، والأشعة الرادارية، والأشعة السينية.
- الأشياء المختلفة تنبعث أو تعكس الإشعاع الكهرومغناطيسي بطرق مختلفة: من خلال تحليل خصائص هذا الإشعاع، يمكننا معرفة خصائص الكائن أو الظاهرة التي ندرسها.
أنواع الاستشعار عن بعد
هناك نوعان رئيسيان من الاستشعار عن بعد:
- الاستشعار عن بعد السلبي: يعتمد على قياس الإشعاع الكهرومغناطيسي المنبعث بشكل طبيعي من كائن أو ظاهرة، على سبيل المثال، يمكن استخدام كاميرا الأشعة تحت الحمراء لقياس حرارة سطح الأرض.
- الاستشعار عن بعد النشط: يعتمد على إرسال إشعاع كهرومغناطيسي إلى كائن أو ظاهرة ثم قياس الإشعاع المنعكس، على سبيل المثال، يمكن استخدام رادار لقياس ارتفاع سطح الأرض.
الاستشعار عن بعد في مجال الاراضي
في مجال الأراضي، تكمن أهمية الاستشعار عن بُعد في قدرته على توفير معلومات محدثة ودقيقة حول الأراضي والتضاريس والتغيرات التي تحدث عليها دون الحاجة للوصول المباشر إليها، وهناك العديد من التطبيقات للاستشعار عن بعد في مجال الأراضي، منها:
- المراقبة الزراعية: يمكن استخدام الاستشعار عن بعد لتحديد صحة المحاصيل، وتحديد مواعيد الزراعة والحصاد، والتنبؤ بالإنتاج الزراعي.
- إدارة الموارد الطبيعية: يمكن استخدامه لمراقبة التغيرات في الغطاء النباتي، والتصحر، وتغيرات الاستخدام الأرضي، والمياه الجوفية.
- التخطيط العمراني وإدارة المدن: يمكن استخدام الاستشعار عن بُعد لتحليل التغيرات في التوزيع السكاني والنمو العمراني، وتقييم الأثر البيئي للتطور العمراني.
- رصد الكوارث الطبيعية: يمكن استخدامه لرصد الفيضانات، والزلازل، والحرائق الغابات، وتقييم الأضرار والاستجابة السريعة.
- تحليل التضاريس والجيولوجيا: يمكن استخدام الاستشعار عن بُعد لرصد التضاريس، وتحليل التضاريس والمساحات الجيولوجية، والبحث عن الموارد الطبيعية مثل النفط والغاز.
- تقييم الجودة البيئية: يمكن استخدام الاستشعار عن بعد لرصد تلوث الهواء والمياه، وتحديد جودة التربة، وتقييم التغيرات في البيئة وتأثيراتها على الصحة العامة.
- رصد التغيرات الجوية: يساهم الاستشعار عن بُعد في رصد التغيرات المناخية والجوية، مثل التغيرات في درجات الحرارة ونسب الرطوبة واتجاه الرياح، وهذا يساعد في التنبؤ بالظواهر الطبيعية مثل العواصف والإعصارات.
- البحث العلمي والدراسات الأكاديمية: يمكن للباحثين استخدام الاستشعار عن بعد لإجراء الدراسات البيئية والجغرافية والجيولوجية، وتحليل النتائج لفهم العمليات الطبيعية والبيئية بشكل أفضل.
- المراقبة الحدودية والأمنية: يمكن استخدام الأقمار الصناعية والطائرات بدون طيار لمراقبة الحدود والمناطق الحساسة، ورصد النشاطات غير المشروعة مثل التهريب والهجرة غير الشرعية.
- التخطيط للاستجابة للكوارث: يمكن استخدام الاستشعار عن بعد في تحضير وتنظيم الاستجابة للكوارث، بما في ذلك تقديم الدعم الطبي وتقييم الأضرار وتنسيق الجهود الإنسانية.
هناك العديد من التطبيقات الأخرى للاستشعار عن بعد في مجال الأراضي التي تساهم في فهمنا للبيئة وإدارتها بكفاءة أكبر.
تعرف على : ما هو علم تصنيف الأراضي؟
أهمية الاستشعار عن بعد في مجال علوم الاراضي
يلعب الاستشعار عن بُعد دوراً حيوياً في مجال علوم الأراضي نظراً للعديد من الأسباب:
- توفير بيانات شاملة وموثوقة: يوفر الاستشعار عن بُعد بيانات دقيقة وشاملة عن الأراضي والتضاريس والتغيرات التي تطرأ عليها مع مرور الوقت، مما يسهل على الباحثين والمختصين في علوم الأراضي فهم العمليات الطبيعية والبيئية.
- المراقبة المستمرة: يتيح الاستشعار عن بُعد المراقبة المستمرة للأراضي والتغيرات التي تحدث عليها، مما يساعد في كشف الاتجاهات والتغيرات طويلة الأمد مثل التصحر والتغيرات المناخية.
- دعم صنع القرار: توفر بيانات الاستشعار عن بعد معلومات قيمة لاتخاذ القرارات الفعّالة في إدارة الأراضي، سواء في مجالات الزراعة والموارد الطبيعية أو التخطيط الحضري والتنمية العمرانية.
- تقييم المخاطر والتحليل البيئي: يمكن استخدام الاستشعار عن بُعد في تقييم المخاطر الطبيعية مثل الفيضانات والزلازل والانهيارات الأرضية، وكذلك في تحليل الأثر البيئي للأنشطة البشرية.
- البحث العلمي: يساعد الاستشعار عن بُعد الباحثين في مجال علوم الأراضي على فهم العمليات الطبيعية والتغيرات البيئية، ويوفر لهم البيانات اللازمة لإجراء الدراسات والأبحاث العلمية.
- رصد الاستخدام الأرضي: يسهل الاستشعار عن بُعد رصد وتحليل الاستخدام الأرضي، بما في ذلك تغيرات التغطية النباتية والتغيرات في استخدام الأراضي الزراعية والحضرية.
بشكل عام، يساهم الاستشعار عن بُعد في تطوير فهمنا للأرض ككوكب وتأثير العوامل المختلفة عليها، مما يساعد في إدارتها بشكل أفضل والمحافظة على مواردها للأجيال القادمة، يمكنكم التعرف على المزيد من المعلومات من خلال زيارة : المركز الوطني للاستشعار عن بعد وتطبيقاته .
ما هي برامج الاستشعار عن بعد؟
هناك العديد من برامج الاستشعار عن بُعد المستخدمة في تحليل البيانات والصور الفضائية والجوية، وهذه بعض البرامج الشهيرة في هذا المجال:
- ENVI (Environment for Visualizing Images): هذه البرمجية تُستخدم لتحليل الصور الفضائية والجوية والبيانات الجغرافية، وتقدم أدوات قوية لمعالجة الصور واستخراج المعلومات البيئية والجغرافية.
- ERDAS IMAGINE: تعتبر هذه البرمجية من الأدوات القوية في تحليل الصور الفضائية والبيانات الجغرافية، حيث تقدم مجموعة واسعة من الأدوات للتحليل المكاني والتصوير الرقمي والمعالجة الجغرافية.
- ArcGIS: تعتبر ArcGIS واحدة من أشهر برامج نظم المعلومات الجغرافية (GIS)، والتي تستخدم في تحليل وإدارة البيانات الجغرافية المتعلقة بالأراضي والبيئة والموارد الطبيعية.
- QGIS (Quantum GIS): هذه البرمجية مفتوحة المصدر ومجانية، وتوفر مجموعة متنوعة من الأدوات لإنشاء وتحرير وتحليل البيانات الجغرافية والصور الفضائية.
- PCI Geomatics: هذه البرمجية تُستخدم في تحليل ومعالجة الصور الفضائية والبيانات الجغرافية، وتقدم أدوات لتوليد التضاريس الرقمية وتصحيح الصور وتصنيف الأراضي.
- Trimble eCognition: تُستخدم هذه البرمجية في تحليل الصور الفضائية وتصنيف الأراضي واستخراج المعلومات البيئية والجغرافية باستخدام تقنيات التعلم الآلي.
هذه بعض البرامج الشهيرة في مجال الاستشعار عن بعد وتحليل الصور الجوية والفضائية، وهناك العديد من البرمجيات الأخرى المتاحة التي تقدم مجموعة متنوعة من الأدوات لمختلف التطبيقات في هذا المجال.
اقرأ المزيد عن :أنظمة تصنيف الأراضي
مقاييس صور الاستشعار عن بعد
تأتي صور الاستشعار عن بُعد بمجموعة متنوعة من المقاييس التي تُستخدم لقياس الخصائص المختلفة للأرض والظواهر الطبيعية. إليك بعض المقاييس الشائعة:
-
المقاييس الطيفية
- المقياس الطيفي للأشعة المرئية: يقاس الإشعاع في نطاق الأطوال الموجية المرئية.
- المقياس الطيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة: يقاس الإشعاع في نطاق الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء القريبة.
- المقياس الطيفي للأشعة تحت الحمراء البعيدة: يقاس الإشعاع في نطاق الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء البعيدة.
-
المقاييس المكانية
- الدقة المكانية: تشير إلى قدرة النظام على التمييز بين أجسام صغيرة متجاورة على سطح الأرض.
- الدقة الزمنية: تشير إلى فاصل زمني بين التقاط الصور المتتابعة لنفس المنطقة.
-
المقاييس الطيفية والمكانية المتعلقة بالمستوى
- الدقة الطيفية المستوية: تشير إلى قدرة النظام على التمييز بين الأطوال الموجية المختلفة للإشعاع.
- الدقة المكانية المستوية: تشير إلى قدرة النظام على تمييز بين الأهداف المختلفة على سطح الأرض.
-
المقاييس الرقمية
- الدقة الرقمية: تشير إلى قدرة النظام على قياس القيم الرقمية للإشارات الواردة من العناصر على سطح الأرض.
-
المقاييس الزمانية
- الدقة الزمانية: تشير إلى الفاصل الزمني بين التقاط الصور المتتابعة لنفس المنطقة.
تطبيقات الاستشعار عن بُعد في الزراعة الذكية
تعتبر تطبيقات الاستشعار عن بُعد في الزراعة الذكية من أهم الاستخدامات لتكنولوجيا الاستشعار عن بُعد، حيث تساهم في تحسين إنتاجية الزراعة وتحسين إدارة الموارد الطبيعية.
- تحسين إدارة المياه: باستخدام تقنيات الاستشعار عن بُعد مثل الصور الجوية والأقمار الصناعية، يمكن رصد الرطوبة في التربة وتحديد احتياجات الري بدقة أكبر، يساهم هذا في تحسين استخدام المياه وتقليل التبذير وتحسين كفاءة الري.
- تحليل التغيرات في النباتات: يمكن استخدام الاستشعار عن بُعد لمراقبة النمو والتطور للنباتات على مر الزمن. يمكن تحديد مناطق النمو السليمة والمتضررة واتخاذ الإجراءات اللازمة مثل التسميد أو الري بناءً على الاحتياجات الفعلية.
- تحسين توزيع المبيدات والأسمدة: بفضل القدرة على رصد التغيرات في المحاصيل، يمكن تحديد الأماكن التي تحتاج إلى تطبيق المبيدات أو الأسمدة بشكل أكثر دقة، مما يقلل من استخدام الكميات الزائدة ويحسن كفاءة الاستخدام.
- تحسين التخطيط الزراعي: يمكن استخدام البيانات الجغرافية والصور الجوية لتحليل المناطق الزراعية وتحديد الأراضي المناسبة لزراعة محاصيل معينة بناءً على الظروف البيئية والتضاريسية والتوزيع المائي.
- رصد الآفات والأمراض: يمكن استخدام الاستشعار عن بُعد لرصد الآفات والأمراض التي تصيب النباتات، مما يساعد في التدخل المبكر واتخاذ الإجراءات الوقائية لمنع انتشارها وتقليل الخسائر الزراعية.
- تحسين التنبؤات الزراعية: بفضل قدرة التحليل والتقدير المتقدمة، يمكن استخدام البيانات الفضائية لتحسين التنبؤات الزراعية مثل توقع الإنتاج وتحديد الظروف الجوية الملائمة وتخطيط الحصاد.
باستخدام تقنيات الاستشعار عن بُعد في الزراعة الذكية، يمكن تحقيق زيادة في الإنتاجية وتقليل التكاليف وتحسين استخدام الموارد الطبيعية، مما يساهم في تعزيز الاستدامة الزراعية وتلبية احتياجات الغذاء المتزايدة للسكان العالميين.
