Table of Contents

مقدمة: كيفية تقييم تكنولوجيا السواتل لتحوّل الحياة البرية

(أ) تغيرت تكنولوجيا السواتل بصورة أساسية كيف يقوم العلماء والاستشاريون البيئيون والوكالات التنظيمية بتقييم الآثار الإيكولوجية لمشاريع الهندسة المدنية؛ وقدرة على رصد مشهدات واسعة النطاق من المدارات المتكررة، وباتساق، ودون أن توفر مناطق حساسة نافذة غير مسبوقة في صحة وموائل الحياة البرية؛ ومن التوسعات في الطرق السريعة ومنشآت الطاقة المتجددة، فإن كل مشروع مدني واسع النطاق ينطوي على خطر تفتيت النظم الإيكولوجية؛

وفي الماضي، كانت تقييمات الأثر الإيكولوجي تعتمد اعتمادا كبيرا على الدراسات الاستقصائية الأرضية التي كانت مكلفة ومستغرقة للوقت ومحدودة في النطاق المكاني، وقد يغطي فريق ميداني واحد بضعة كيلومترات مربعة في الموسم الواحد، مما يجعل أجزاء كبيرة من البصمة الأرضية للمشروع غير ملاحظ، فالسواتل الآن تقدم نظرة متبادلة يمكن أن تلتقط مستجمعات المياه بأكملها، أو كتل حرجية، أو مناطق ساحلية في مراسم واضحة واحدة.

دور البيانات الساتلية في الرصد البيئي

رصد البيئة أثناء دورة حياة خط الأساس قبل البناء، ومرحلة البناء، ومستلزمات الإصلاح بعد البناء، وقياسات موضوعية، وتلتقط أجهزة الاستشعار الساتلية الإشعاع الكهرومغناطيسي المعبر عنه أو المنبعث منه، مما يتيح للمحللين رسم خرائط الغطاء النباتي، والكشف عن التغير، وتقييم البارامترات الفيزيائية الحيوية.

إن أجهزة الاستشعار الرادار )مثل رادار ذي الفتحة الاصطناعية من طراز سينتينيل - ١( توفر قدرة تكميلية، وعلى عكس أجهزة الاستشعار البصرية، يمكن للرادار أن يخترق الغطاء السحابي وأن يعمل ليلا ونهارا، مما يجعله لا غنى عنه في المناطق المدارية والساحلية حيث غالبا ما تعوق الغيوم المستمرة رصد الضوء، وتظهر الارتدادات الحساسية لهيكل الكثيف )الطوبة الوعية، والعوامل الحيوية(

كما تدعم البيانات الساتلية إنشاء خرائط لاستخدام الأراضي/غطاء الأراضي (LULC) على نطاقات متعددة، وباستخدام التصنيفات الخاضعة للرقابة (التي غالباً ما تكون مع التعلم العميق)، يمكن للمحللين تصنيف الموائل الزائدة على أنها غابات، وعشب، ومياه، ومياه، وميادين زراعية غير سليمة، وما إلى ذلك، فإن التفككات المفاجئة للكشف عن مختلف عن مسارات.

الفوائد الرئيسية لاستخدام البيانات الساتلية لتحليل الموئل للأحياء البرية

التغطية الواسعة النطاق

ويغطي موقع واحد من مشاهدات لانديستا حوالي ٠٠٠ ٣٤ كيلومتر مربع )١٨٥ كيلومترا × ١٨٥ كيلومترا( كما أن مواصفات الشعار ٢ متشابهة، وهذا الجدول يسمح للوكالات البيئية برصد جميع المناطق الإيكولوجية، أو مستجمعات المياه، أو حتى الحدائق الوطنية في صورة واحدة، وبالنسبة لمشروع مدني يمتد على عشرات أو مئات الكيلومترات - خط أنابيب، أو خط انتقال ذي البصمة العالية، أو في إطار جديد من مواقع الوصلات العليا.

التحليل المؤقت وكشف الاتجاهات

إن تكرار تصاريح الدخول بواسطة السواتل - في كثير من الأحيان كل ٥-١٦ يوماً حسب السلاسل الزمنية للأجهزة الاستشعار والسعة الكثيفة، وهذه البيانات تتيح للمحللين أن يفرقوا بين التقلبات الطبيعية )مثلاً، دورات الموائل السنوية للنشر/التركات( والتغير الاصطناعي، مثل الانخفاض المفاجئ في الأشعة دون الحمراء في منطقة التشييد التي لا تظهر مرة أخرى أثناء موسم الاستعادة المتزايد التالي

المراقبة غير الشاملة والضارة التكاليف

وكثيرا ما تتطلب الدراسات الاستقصائية الأرضية تصاريح وطرق الوصول وأفرقة ميدانية متعددة؛ ويمكنها أن تزعج الأنواع الحساسة أثناء فترات التكاثر أو الحرق، ويزيل الاستشعار عن بعد بواسطة السواتل الوجود البشري المباشر في المنطقة الخاضعة للرصد، ولا يزعج الحياة البرية ولا يُطغى عليها المستكشفون، وعلاوة على ذلك، فإن العديد من مصادر البيانات الساتلية متاحة بحرية )لاندسات، ستينيل(، مما يقلل بشكل كبير من تكلفة كل كيلومتر مربع بالمقارنة مع الدراسات الاستقصائية عن خيار النقل الجوي أو العمل الميداني الواسع.

دمج البيانات مع نظم المعلومات الجغرافية ومجموعات البيانات الإضافية

ولا يمكن أن تكون الصور الساتلية وحدها، وعندما يقترن ذلك بنماذج الارتفاع الرقمي، وخرائط التربة، وطبقات الهيدرولوجيا، ونماذج توزيع الأنواع، يصبح الغطاء الأرضي المستحث بواسطة السواتل حجر الزاوية في ] تقييمات الأثر التراكمي .() وعلى سبيل المثال، يمكن لأخصائي إكستراق أن يُلقي بصمة على خريطة من نماذج النسيجية مرئية.

التطبيقات ودراسات الحالات الإفرادية

رصد إزالة الغابات في الأمازون: سدان وطرق هيدروليكتري

(أ) إذا كان هذا المقياس غير مرئي، فإن الأشعة دون الحمراء (الإنكليزية) التي تُستخدم في إطار نظام الرصد العالمي (الإنكليزية والفرنسية) (الإنكليزية والفرنسية) (الإنكليزية والفرنسية)

Wetland Degradation from Urban Expansion: The Florida Everglades

وقد تم تعديل النظام الإيكولوجي في منطقة إيفرغليدس الكبرى في فلوريدا على نحو كبير من خلال قنوات الصرف والتنمية الزراعية والزحف الحضري من ميامي وفورت لوديرديل، حيث تبين أن البيانات الساتلية - خاصة من منطقة لاندسات و - الرادار - 1 - قد استخدمت في رسم خرائط لمدى وحالة دراسات الغطاء النباتي التي تُجرى في عام 1990، وكشف عن وجود أنماط من التدفقات الحضرية.

Bird Migration and Wind Energy Development in Europe

وتُعد المزارع الناشطة عنصرا حاسما في عملية الانتقال من الطاقة المتجددة، ولكنها يمكن أن تشكل مخاطر اصطدام للطيور والضاربات، وفي بلدان مثل ألمانيا وإسبانيا، تستخدم البيانات الساتلية لتحديد مدى الغطاء الأرضي وارتفاع الغطاء النباتي حول مواقع التربين المقترحة.

البنية التحتية للخطوط المائية والوصلات الثديية في أمريكا الشمالية

وتظهر الطرق السريعة والسكك الحديدية وخطوط الأنابيب أن نطاقات الثدييات الكبيرة مثل الدببة الرطبة والفولك والبرونج، وفي الجبال الصخرية، تم الجمع بين خرائط الغطاء الأرضي المستنير بواسطة السواتل وبيانات عن المدار الثابت بالنسبة للسواتل، وذلك لنموذج كيف يمكن لتوسيع الطريق السريع المقترح أن يقلل من احتمال نجاح المعابر.

التحديات والحدود

وعلى الرغم من مزاياه الكثيرة، فإن الاستشعار عن بعد بواسطة السواتل ليس حلاً وسطياً لتقييم موائل الأحياء البرية، ولا تزال هناك عدة تحديات تقنية وعملية:

الغطاء والغلاف الجوي

ولا يمكن أن تُرى السواتل البصرية من خلال الغيوم، ففي المناطق الغائمة باستمرار - مثل شمال غرب المحيط الهادئ، وحوض الأمازون، أو المناطق الساحلية المتقلبة من الغابات المطيرة - وهي صورة واحدة يمكن استخدامها في السنة - قد تكون كافية لبعض التطبيقات، ولكن الرصد الزمني المتكرر )مثلا، شهريا( يمكن أن يعرقل بشدة، وفي حين أن أجهزة الاستشعار الرادارية تتغلب على نهج السحب السحابية، فإنها تكون أقل حلا مكانيا من أجهزة الاستشعار الضوئية البصرية العالية.

القيود المفروضة على القرار

ولا يمكن أن تكون أجهزة الاستشعار الحرة ذات الاستبانة المتوسطة مثل لاندسات )٣٠ متراً( و " سينتينيل - ٢ " )١٠-٢٠ متراً( ممتازة لرسم خرائط أنواع الموائل الواسعة، ولكنها قد تفتقد إلى سمات صغيرة ولكنها حرجة: فتحات المياه المعزولة، أو أشجار العشب، أو مبردات ضيقة تعمل كممرات الحياة البرية.

الحاجة إلى تقصي الحقائق الأرضية والتحقق

وفي تصنيف الصور الساتلية، تنتج خرائط الغطاء الأرضي، ولكن هذه الخرائط لا تعدو أن تكون جيدة مثل بيانات التدريب [(FLT:0] ] المستخدمة في بناء نموذج التصنيف، ولا تزال الدراسات الاستقصائية الأرضية ضرورية لجمع النقاط المرجعية (مثلاً، تأكيد أن الموائل الميدانية التي تصنف على أنها " أرض طبيعية " تحتوي فعلاً على مياه دائمة وكميات).

حجم البيانات وتجهيزها

ويقتضي الحجم الهائل للبيانات الساتلية المتاحة حالياً - التيربات في اليوم من " ستينيل " و " لاندسات " وحدها تحديات حسابية، كما أن منابر مرتكزة على الكلاود مثل " غوغل إينيت " و " الأمازون " (GavaScript) و " Bython " () تفتقر إلى قيم تشغيلية متطورة لدى المستعملين أو أجهزة الاستشعار عن بعد.

الاتجاهات المستقبلية والتكنولوجيات الناشئة

ويتطور مجال تقييم الموئل بواسطة السواتل بسرعة، ويقوده التقدم في تكنولوجيا الاستشعار، والحساب، والاستخبارات الاصطناعية.

التعليم الآلاتي والتصنيف الآلي

ويمكن أن تنتج هذه النماذج، وخاصة شبكات جديدة ذات طابع متعدد الأشكال، ومهندسات محولات، قادرة الآن على تصنيف الغطاء الأرضي والكشف عن التغير بدقة في مترجمين شفويين بشريين، ويمكن أن تنتج هذه النماذج خرائط مفصلة للموائل ذات المقياس الفرعي عند وضع علامات دقيقة على الصور ذات التردد العالي.

التكامل مع شبكات الاستشعار عن بعد وفي الموقع

وفي حين توفر السواتل تغطية واسعة النطاق، فإن الطائرات بدون طيار (المنظومات الجوية غير المأهولة) تقدم حلولاً على أعلى مستوى (من المستوى المركزي) ومرونة لإعادة النظر، ويمكن أن تصبح النهج الهجينة التي تستخدم البيانات الساتلية لتحديد مجالات الاهتمام ثم نشر الطائرات بدون طيار لأغراض المتابعة المستهدفة فعالة من حيث التكلفة، كما أن شبكات الاستشعار الموقعية (أفخاخ الكاميرا، وأجهزة قياس الصوت، ونماذج مقياس مقياس مقياس مقياس مقياس مقياس مقياس الارت التربة)

البعثات الساتلية ذات المدارات الفوقية والحرارية

وسيشمل الجيل القادم من أجهزة الاستشعار الساتلية ] جهازاً للتصوير الهيدروجيني ، مثلاً، بيانات وكالة ناسا EMIT، البعثات المخططة من جانب وكالة الفضاء الأوروبية) التي تستوعب مئات من النطاقات الضيقة للطبيعة، مما يتيح التحديد المباشر للأنواع النباتية، وكشف الإجهاد، وحتى خصائص التربة، ويكشف مستشعرات الأشعة تحت الحمراء عن درجة حرارة أفضل من حيث سرعة العرض (مثل)

سياسات البيانات المفتوحة والمنابر التعاونية

وقد أدى الاتجاه إلى توفير بيانات ساتلية مجانية ومفتوحة، بقيادة لانديسات وكوبرنيكوس، إلى خفض الحواجز في جميع أنحاء العالم، كما أن ظهور منابر مثل غوغل إيني ، [وإناث موائل مائية مدمجة]، يمكن أن يؤدي إلى إحداث تغييرات في البيانات البيئية غير المحتوية على بيانات.

الخلاصة: أداة حيوية للتنمية المستدامة

وستستمر المشاريع المدنية في إعادة تشكيل المناظر الطبيعية، ولكن البيانات الساتلية توفر قاعدة الأدلة اللازمة للتخطيط ورصد وتخفيف آثارها على موائل الأحياء البرية، ومن توثيق خطوط الأساس التاريخية إلى توفير تنبيهات في الوقت القريب، فإن السواتل توفر طريقة موضوعية وقابلة للقياس ومتاحة بصورة متزايدة لتقييم التغير الإيكولوجي، فإدماج القياسات المستمدة من السواتل في تقييمات الأثر البيئي لم يعد أداة لتحسين التوقيت الاختياري، بل هو أفضل الممارسات.

ومن خلال دمج البيانات الساتلية والاستثمار في التدريب والهياكل الأساسية لاستخدامها بفعالية - يمكن لأصحاب المصلحة ضمان أن تمضي تنمية الهياكل الأساسية على نحو يحترم النظم الطبيعية التي تعتمد عليها الحياة البرية والمجتمعات البشرية على السواء، والرؤية من الفضاء هي في نهاية المطاف، رؤية نحو مستقبل أكثر استدامة.