وقد ظلت القدرة على تحديد آثار الانفجار بدقة حجر الزاوية في السلامة العامة، وعلم الطب الشرعي، والوساطة البيئية، وقد اعتمد التحليل التاريخي بعد انتهاء فترة الاستهلال اعتمادا كاملا تقريبا على الدراسات الاستقصائية الأرضية اليدوية المضنية التي تضع المحققين في المناطق الخطرة، ولم تقدم سوى نظرة ضيقة ومجزأة لموقع الانفجارات، وعلى مدى العقد الماضي، تحولت مجموعة تكنولوجيات الاستشعار عن بعد بصورة أساسية في كل شيء من هذه المجالات، مما أتاح إجراء تقييمات أسرع وأكثر أمانا وأكثر وعدا.

مقدمة إلى الاستشعار بعد انتهاء النزاع

ويُعد التحليل التالي للوضع دراسة منهجية للتغيرات المادية والكيميائية والبيئية الناجمة عن انفجار ما، وهو يخدم أغراضاً بالغة الأهمية متعددة: تحديد نوع المتفجرات المستخدمة وكميتها، وإعادة بناء تسلسل الأحداث، وتقييم السلامة الهيكلية، وتوثيق الأدلة للإجراءات القانونية، وتقييم الآثار البيئية والصحية العامة، واتباع أساليب تقليدية تشمل إيفاد أفرقة إلى مناطق يحتمل أن تكون غير مستقرة أو ملوثة بتدابير شرائطية، وكاميرات، ومجموعات مواد جمع العينات الثانوية.

وتتغلب تكنولوجيات الاستشعار عن بعد على هذه القيود عن طريق جمع البيانات من مسافة آمنة، باستخدام منابر مثبتة على الطائرات أو الطائرات بدون طيار أو السواتل أو ثلاثيات القاعدة، وتكمن الميزة الأساسية في قدرتها على الاستيلاء على مناطق كبيرة بسرعة، وغالبا ما تكون ذات حل دون مركزي، وعلى اكتشاف ظواهر خارج النطاق البصري البشري.

تكنولوجيات الاستشعار عن بعد الرئيسية

LiDAR (Light Detection and Ranging)

وقد أصبح الإنفجار الصارخ أداة لا غنى عنها للتحليل الهيكلي بعد الإصطدام، إذ إن أجهزة الاستشعار التي تستخدم في الأشعة الليزرية لقياس وقت عودتها، تولد سحابات من نقطة الكثافة ترسم أسطح الخرائط ذات الدقة على نطاق المليمتر، وبعد انفجار، يمكن لليدار أن يقيس كمية قياسات السرطان، وتحلل المباني، وتوزيع الحطام، بل وتسح الأشجار في المناطق التي تُعد فيها نماذج غير آمنة.

وتشمل التطورات الأخيرة [(FLT:0)] [LDAR] ] التي تسجل إشارة العودة بأكملها بدلاً من مجرد صدى مفصَّل، مما يتيح تغلّب أفضل من خلال الدخان، والغبار، والنبات الخفيف، إضافة إلى أن دمج مختبرات ليدار مع وحدات قياس غير مباشرة ونظام تحديد المواقع يتيح إمكانية الوصول إلى مواقع الأنفاق في المناطق الحضرية التي تُسر فيها مصادر القدرة على إحداث الاحترار العالمي.

التصوير المتعدد الأطياف والهيبروفي

وفي حين أن العين البشرية لا ترى سوى أجهزة استشعار حمراء وخضراء وزرقاء ومتعددة الأطياف وفوق الأطياف تلتقط عشرات لمئات من مجموعات الموجات الضيقة عبر الموجات المرئية أو القريبة من الحمراء أو ذات الموجات القصيرة، وأحياناً المطياف الحرارية، ويكشف هذا الثراء عن علامات كيميائية غير مرئية للكاميرات القياسية.

وقد تم نشر التصوير الفطري من الطائرات المأهولة والطائرات بدون طيار لمسح مواقع الانفجارات الكبيرة، مثل نطاقات التخلص من الذخائر أو مواقع الهجوم بالأجهزة المتفجرة المرتجلة في مناطق النزاع، ويتمثل التحدي الرئيسي في حجم البيانات الهائل الذي تولده - يمكن أن ينتج تحليق واحد من البيانات المستشفية - والحاجة إلى أجهزة كشف متطورة للأجهزة كشف البيانات عن وجود اختلافات في الخلفية.

رادار ذي فتحة اصطناعية (سار)

وعلى عكس أجهزة الاستشعار البصرية التي تعتمد على ضوء الشمس، فإن الرادار الاصطناعي يستخدم جهازه الخاص بالأشعة المصغرة ويمكنه اختراق السحب والدخان والغبار - وهي ظروف شائعة على مواقع التفجير النشطة - وتنتج نظم الرش التي تُقام على طائرات أو سواتل صورا رادارية عالية الاستبانة تكشف عن تآكل السطح، ومحتويات الرادار، وتشوهات سطحية.

وقد أدت التطورات الأخيرة في مركبة جوية غير مأهولة (UAV) تابعة SAR] إلى جعل هذه القدرة في نطاقات محلية ذات قدرة أعلى من النظم الساتلية، وهناك الآن حمولات مصغرة من طراز SAR وزنها أقل من 5 كيلوغرامات، مما يتيح لفرق الطب الشرعي نشر رادار على طائرة بدون طيار من أجل تقييم المواقع مباشرة.

التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء

كما أن التصوير الحراري يمكن أن يكشف عن الإشعاع الذي تطلقه الأجسام ذات الموجات الطويلة من الإشعاعات ذات الموجات الحمراء كوظيفة من وظائف درجات حرارتها، وفي أعقاب الانفجار مباشرة، يمكن للتصوير الحراري أن يحدد مواقع القاذورات التي تشير إلى حرائق ثانوية، أو تدفئة الذخائر غير المنفجرة، أو الحطام المتباعد، كما أن الدراسات الاستقصائية الحرارية تساعد على رصد التبريد في منطقة الانفجار، مما يمكن أن يُبلغ عمليات الفرز والإنقاذ وما ينجم عنها من مواد خطرة.

وقد أصبحت أجهزة الاستشعار الحرارية الحديثة غير المكشوفة ميسورة بما يكفي للارتقاء بالطائرات بدون طيار، كما أن بعض الوحدات المحملة باليد توفر الآن قدرات قياسية إذاعية تُنتج قيما حرارة مطلقة بدلا من مجرد تناقض حراري نسبي، وهذه البيانات الكمية حاسمة في بناء نماذج لنقل الحرارة التي تُحاكي مدى انتشار الطاقة من خلال هيكل، علاوة على أن ضخ الصور الحرارية بسحب لنقطة ليدار هوا يؤدي إلى إحداث 3 دال نماذج دروبية

المنصات والتكامل

مركبات جوية غير مأهولة

وأفضى منبر تحولي للاستشعار عن بعد بعد بعد انتهاء الخدمة هو الطائرة UAV أو الطائرة بدون طيار ويمكن نشر الطائرات بدون طيار في غضون دقائق من الانفجار، وتطير بشكل منخفض وبطيء لالتقاط بيانات عالية الاستبانة حتى في الأماكن المحصورة أو الخطرة، والطائرات الآلية المتعددة الأطقم هي مثالية لإجراء دراسات استقصائية عن مواقع ثابتة، وتوفير القدرة على التفتيش التفصيلي، بينما تغطي الطائرات الآلية الثابتة الأجنحة مناطق أكبر من حيث الكفاءة.

وتسمح الأطر التنظيمية في العديد من البلدان الآن لعمليات تتجاوز نطاق الرؤية البصرية (BVLOS) للاستجابة في حالات الطوارئ، مما يتيح للطائرات بدون طيار مسح مناطق الانفجار بأكملها دون أن يشترط على المشغل أن يكون في مشهد الطائرة، وقد تحسنت أوقات الطيران باستخدام تكنولوجيا البطاريات، ووصلت إلى 30 إلى 60 دقيقة للعديد من المنابر، بما يكفي لتغطية موقع نموذجي للانفجار الصناعي في فصيل واحد، ويتيح نقل البيانات في الوقت الحقيقي عبر 4G/5G أو وصلات الساتلية

الدمج الأرضي والإيطالي

ولا يوجد جهاز استشعار أو منصة واحدة يقدم صورة كاملة، حيث أن أكثر التحليلات فعالية بعد انتهاء النزول تتضمن بيانات من مصادر متعددة: أداة الأشعة فوق البنفسجية المجهزة بالأشعة فوق البنفسجية، وصور متعددة الأطياف بواسطة السواتل من أجل إحداث أضرار في النباتات الكبيرة، وكاميرات حرارية مصفحة يدوياً لكشف مواقع الارتداد الداخلي، ورادار الأشعة الأرضية المصممة حسب الأولوية بالنسبة إلى الشذوفات ذات الوجهية.

(أ) يشمل أيضاً التحليل الزمني: مقارنة الصور الساتلية أو الصور الجوية التي تُجرى في مرحلة ما قبل البلاست، مع الدراسات الاستقصائية للطائرات المسيرة بعد انتهاء الخدمة، أصبحت تقنية الطب الشرعي الموحدة، وفي الحالات التي لا توجد فيها صور مسبقة، كثيراً ما توفر المحفوظات التاريخية مثل بيانات مسح غوغل الأرض أو بيانات المسح الحكومي خطوط الأساس.

آخر التطورات والتطبيقات

تجهيز البيانات في الوقت الحقيقي والإنجاز

ومن أكبر الاختناقات في الاستشعار عن بعد بعد بعد النزول الوقت اللازم لتجهيز بيانات الاستشعار الخام إلى معلومات استخباراتية قابلة للتنفيذ، ويمكن أن ينتج مسح وحيد لليدار بلايين النقاط التي يتعين تصنيفها على أنها مناطق أرضية أو نباتات أو مباني أو حطام، وقد تؤدي اختبارات الخوارزميات التقليدية إلى تدوين يدوي كبير، وقد أدت التطورات الأخيرة في تصنيفات السحاب المحتوية على النظام العالمي للمسح إلى خفض عدد مرات التدريب على نقاط التفجير.

وبالمثل، يجري تجهيز مكعبات البيانات الفائقة الأطياف بواسطة خوارزميات غير مختلطة ] التي تفصل كل بيكسل في موادها التأسيسية، حتى عندما تكون تلك المواد مختلطة في نطاقات فرعية، وهذه القدرة حاسمة في كشف مخلفات المتفجرات المتطايرة على خلفية معقدة مثل التربة، أو على شكل حزمة من البرمجيات التجارية الخرسانية.

دراسات الحالة

وفي عام 2020، وبعد انفجار صناعي كبير في مرفق للتخزين الكيميائي، نشر فريق للاستجابة السريعة جهازاً من أجهزة الاستشعار فوق الصوتي يحمل جهازاً استشعارياً عالياً وكاميرا حرارية، وفي غضون 12 ساعة من الانفجار، أنتجت خريطة طيفية تبين مدى وجود سحابة سامة تحتوي على الكلور والأمونيا، مما سمح بإنشاء مناطق الإجلاء بدقة، واستخدمت نفس مجموعة البيانات لاحقاً في التقاضي لإثبات أن نوع التفجير قد تمزق في عمليات التخزين المحددة.

كما أن الرصد البيئي هو تطبيق متنام آخر، وقد استخدم الاستشعار عن بعد بعد بعد النزول لتقييم الأثر الطويل الأجل لمناورات اختبار الذخائر على كيميائيات التربة وصحة النباتات، وقد أظهرت سلسلة زمنية متعددة الأطياف على مدى خمس سنوات أن استعادة الغطاء النباتي في المناطق المتأثرة بشدة استغرقت ضعف المدة التي استغرقها التلوث المعدني الثقيل في المناطق التي يتجاوز فيها الحد الأدنى للبيانات التي تُستخدم فيها استراتيجيات العلاج المستنيرة.

التحديات والاتجاهات المستقبلية

تفسير البيانات والتدريب

ورغم التقدم التكنولوجي، فإن تفسير بيانات الاستشعار عن بعد لا يزال مهارة متخصصة تتطلب معرفة النطاقات في الآثار المتفجرة والكفاءة التقنية في التحليل الجغرافي المكاني، وهناك وحدات عديدة من الطب الشرعي تفتقر إلى الموظفين المدربين في المجالين، والحل يكمن في وجود وصلات بينية أفضل للمستعملين وأدوات لدعم القرار تترجم نواتج الاستشعار المعقدة إلى صور غير ملائمة، ونظم واقعية مبشرة تُلقي على خرائط الأضرار التي تستخدم في جداول بيانات ليدارس في العالم الحقيقي.

Automation and Artificial Intelligence

وستركز البحوث المقبلة على آلية خط الأنابيب بكامله: من التخطيط للرحلات إلى أقصى حد للكشف عن الأهداف، إلى التجهيز على متن الطائرة الذي يرسل تنبيهات إلى الفريق الأرضي، وإلى إعداد تقارير ذات دوافع آيية، ويجري تطوير نظم نهائية يمكن أن تخلع وتمسح وتعود دون تدخل بشري من أجل المراقبة المستمرة للمواقع الحساسة، وهناك اتجاه واعد آخر يتمثل في استخدام [الكشف عن البيانات المتعلقة بالتدفقات الجوية] بعد التحول إلى الشبكات الإبداعية (GTANB1]([GT1])

حساسية التنويم والتنشيط

وتستمر عمليات التحميل على أجهزة الاستشعار في الشاشة في الانخفاض، وتعود كاميرات متعددة الأطياف التي كانت تزن 10 كيلوغرامات في الوقت الراهن على إطار من الطلاء، وتعود أجهزة الاستشعار التي تستخدم تكنولوجيا الجيل القادم من ليدار باستخدام تكنولوجيا الدولة الصلبة (لا أجزاء متحركة) بزيادة الموثوقية وخفض التكاليف، كما أن الجمع بين أجهزة الاستشعار المتعددة على رقاقة واحدة - مثل دمج جهاز ليدار وأجهزة التصوير الفائقة الأطي في مسار واحد البصري - سيبسط البيانات

الاعتبارات الأخلاقية والقانونية

ومع تزايد قوة الاستشعار عن بعد، فإن الشواغل المتعلقة بالخصوصية وأمن البيانات تزداد حدة، وقد تلتقط الصور العالية الاستبانة لمواقع التفجيرات بنية أساسية حساسة أو ممتلكات متفرجة، ويجب أن تكون بروتوكولات التسلسل المتعلقة بالأدلة الرقمية قوية لضمان المقبولية في المحكمة، وتعمل دوائر الطب الشرعي على وضع نماذج موحدة للبيانات الوصفية وأساليب التشفير التي تحافظ على سلامة البيانات مع السماح بالتقاسم فيما بين المحققين المأذون لهم، بالإضافة إلى وجود حاجة إلى مبادئ توجيهية واضحة بشأن استخدام المعلومات المتعلقة بالكشف عن المعلومات الواردة في التقارير.

إن سرعة الابتكار في مجال الاستشعار عن بعد - من التصوير الليدي والفرط إلى SAR والكاميرات الحرارية - تعطي المحققين الشرعيين أدوات غير مسبوقة لتحليل مواقع التفجيرات، وهذه التكنولوجيات لا تعزز السلامة عن طريق الحد من تعرض البشر للمخاطر فحسب، بل توفر أيضا بيانات أكثر ثراء وموضوعية تعزز التحقيقات وتصدر قرارات تنظيمية أفضل، ومع تزايد فعالية عمليات التسرب والبرمجيات في مجال الاستشعار عن بعد في جميع أنحاء العالم.

لمزيد من القراءة عن أفضل الممارسات الحالية، انظر دليل المعهد الوطني للعدالة بشأن المتفجرات والتحقيقات اللاحقة للبلاد ، ] المبادئ التوجيهية لجمع البيانات الخاصة بـ LiDAR ، والعمل الأخير من