Table of Contents
مقدمة
وقد أحدثت تكنولوجيا الاستشعار عن بعد تحولا أساسيا في كيفية قيام العلماء الجيولوجيين ومهندسي التعدين والمديرين البيئيين بتقييم احتياطيات الموارد الطبيعية، حيث أن استخلاص وتفسير البيانات من السواتل والمولدات الجوية والمجسات التي تُجرى على متن الطائرات، يمكن للمهنيين أن يكتشفوا ويقيموا كميا الودائع المعدنية، ومستودعات الهيدروكربون، ونظم قياس المياه الجوفية عبر التضاريس الواسعة النطاق والتي كثيرا ما يتعذر الوصول إليها.
1- مبادئ جمع بيانات الاستشعار عن بعد
والاستشعار عن بعد يعتمد على قياس الإشعاع الكهرومغناطيسي المنعكس أو المنبعث من سطح الأرض، إذ تسجّل أجهزة الاستشعار على السواتل أو الطائرات أو المركبات الجوية غير المأهولة هذه الطاقة عبر نطاقات مختلفة من الأطياف تتراوح بين الضوء الواضح والموجات الدقيقة، وتتفاعل الإشعاعات مع الصخور والتربة والمياه والثبات تنتج علامات اختيارية فريدة من نوعها، وتكشف عن أنماط احتياطية من التدفقات.
1-1 النتروم المغناطيسي الكهربي وأجهزة الاستشعار
وتصنف أجهزة الاستشعار التي تستخدم في استكشاف الموارد بجزء من الطيف الكهرومغناطيسي التي تستغلها، والمجسات المتعددة الأطياف، مثل تلك الموجودة في لادسات ٨/٩ و " ستينيل - ٢ " ، وهي تلتقط بيانات في عدد قليل من النطاقات الواسعة النطاق عبر مناطق مرئية شبه خاضعة للأشعة، ومئات أجهزة الاستنشاق ذات الترددات العالية.
وتقيس أجهزة الاستشعار الحرارية بالأشعة تحت الحمراء الحرارية الحرارية، وتحديد شذوذ درجات الحرارة المرتبطة بالنشاط الحراري الأرضي تحت سطح الأرض، أو بضوء الهيدروكربون المصغر، أو تصريف المياه الجوفية، وتستعمل أجهزة الاستشعار الرادار، ولا سيما الرادار الاصطناعي، نبضات الموجات الدقيقة التي تخترق الغطاء السحابي، وفي بعض الحالات، التربة الجافة والرمل، وتكشف عن القنوات المدفونة ومناطق الأذن.
1-2 المنصات: السواتل والطائرات والمركبات الجوية فوق البنفسجية
وتُقدم السواتل تغطية متسقة وواسعة النطاق في قرارات مكانية معتدلة إلى قرارات متماثلة، مما يجعلها مثالية للاستطلاع على أحواض الرسوبيات أو المقاطعات المميتة، وتُقدم السواتل التجارية مثل " WorldView-3 " بيانات ذات استبانة عالية جداً ومزودة بمقياسات " SWIR " على نطاق فرعي، مما يضيق الفجوة مع الدراسات الاستقصائية الجوية.
2 - نُهج التقدير الاحتياطي السطحي
ويستهدف تقدير الاحتياطي السطحي الموارد على سطح الأرض أو بالقرب منه، مثل رواسب المكسو، والأعراف الخارجية، والمعادن المهجورة، والملامح الجانبية، وحتى عندما يكون الهدف أعمق، أو أعالي تعبيرات سطحية، أو خطوط هيكلية، أو استكشاف توجيه الإجهاد النباتي، فإن تقنيات الاستشعار عن بعد التي ترسم خرائط هذه التعبيرات غالبا ما تكون الخطوة الأولى في برنامج استكشاف مترابط.
2-1 رسم خرائط لمناجم تحديد الهوية المعدنية
ويقارن التحليل الكهربي المكتبات المرجعية في الميدان أو الصور، مثل USGS Spectral Library.
2-2 التصوير الحراري للمؤشرات الحرارية الأرضية والهيدروكربونية
ويكشف الاستشعار الحراري عن الاختلافات في درجات الحرارة التي يمكن أن تكون هي عوامل بديلة لعمليات التخصيب، وفي مجال استكشاف الحرارة الأرضية، فإن الشذوذ الحراري يرسم خرائط الكسور النشطة والفولاذ، مع وجود تناقضات في درجات الحرارة تبلغ 0.5 كيلو متر مميّزة عن الفضاء، وفي الأحواض الرسوبية، قد تشير الزيادات المستمرة في درجات الحرارة السطحية لبضع درجات إلى اكتشاف الهيدروكربونات.
2-3 الإجهاد النباتي والجيوبوتاني
ويمكن أن تكون هذه النسيجات بمثابة مصدر بيولوجي للتعدين الأساسي، وتتسبب المعادن في حدوث ضغط فيزيائي يخفض محتوى الكلوروفيل ويغير تعبير الورق في المناطق ذات الإجهاد الأحمر ومؤشر الطاقة المتجددة، وتتصل مؤشرات الاختلاف الحراري مثل مؤشر الاختلاف الطبيعي (NDVI) ومؤشر التضخم الفلكي (PRI) بأنماط الإجهاد الناتج عن الكبريت.
2-4 تحليلات جيومورفيولوجية باستخدام نماذج الارتفاع الرقمي
وتكشف نماذج الارتفاع الرقمي العالية الاستبانة المستمدة من ليدار، أو التداخل بين الرادار، أو الصور النمطية عن أضواء وخطوط متصلة بالودائع المعدنية، مثلاً، قد تشير سمات الكارست إلى رواسب النيتروز التي تُحتسب بالكربونات، بينما يمكن أن تشير الكساد الدائري إلى أنبوب الارتطام بالكمبيوت.
3 - تقدير الاحتياطي الفرعي: ميرغن الجيوفيزيائي والاستشعار عن بعد
إن الاستشعار عن بعد يسهم في رسم خرائط للتعبيرات السطحية عن الهياكل العميقة، والاشتعال بالبيانات الجيوفيزيائية لبناء نماذج جيولوجية ثلاثية الأبعاد تقدر حجمها ودرجة درجتها.
3-1 الجاذبية والتكامل بين العمال
وقد تُحدّد الدراسات الاستقصائية للجاذبية والمغنطيسية تفاوتات في حقول الأرض الرطبة والمغنطية بسبب الكثافة والتناقضات المغناطيسية في البيانات غير الغامضة، حيث إنَّ من الممكن أن تُحدَّد في شكل خرائط غير مغناطيسية من حيث إنَّهيار المواد غير المحتوية على سمات عالية الدقة قد يكون واضحاً، مثلاً، فإنَّ وجودَ خواصة مغناطيسية منخفضة التكية تُظُب تُبِّر
3-2 تحسين الأساليب السيزمية من خلال البيانات السطحية
ويظل استخدام الأساليب السيزمية أساسياً في رسم طبقات سطحية ووصلات سوائل، ويعزز الاستشعار عن بعد البرامج السيزمية بطرق متعددة: فالصور البصرية العالية الاستبانة تحدد المخاطر السطحية وطرق الوصول لشاحنات الفيروس؛ ويفيد قياس بيانات منطقة البحث عن التشوهات الأرضية الفرعية التي تكشف عن حدوث انحرافات أو استخراج المياه الجوفية؛ كما تساعد خرائط الجيولوجيا السطحية المستمدة من نماذج التصنيف المتعددة الأطياف على تحسين نوعية الظواهر المناخية.
3-3 أساليب المغناطيسية والمسح الجوي
وقد أدت الدراسات الاستقصائية للكهرباء المحمولة جوا، التي تقترن غالبا بالاستشعار عن بعد، وبتغيرات في السلوكيات دون السطحية المتصلة بالودائع المعدنية، وملوحة المياه الجوفية، والمستودعات الحرارية الأرضية، إلى دمج بيانات مبيدات الآفات في خرائط المعادن المستنبطة للتفريق بين تغيرات خط العرض المسببة للارتفاع (مثلا، والمناطق الرادارية) وهيئات الكبريتيد الكثية.
3-4 بناء 3 دال النماذج الجيولوجية
وتُعدّ هذه البرامج التي تُعدّ أدوات جديدة للتعريف بالزمن بين المواد الكيميائية، مثل نظام ليبفروج، ووكالة غوكد، وشركة البترول، وشركة بيترل، وشركة جيولوجيا، وشركة كارل 101، وأجهزة قياس هيكلية، ومناطق للتعديلات من الصور، وتُجمع بينها وبين سجلات الحفر ونتائج التحويل الجيوفيزيائي.
4- تجهيز البيانات والتعلم في مجال الآلات ونظم المعلومات الجغرافية
ويقتضي حجم بيانات الاستشعار عن بعد سلاسل تجهيز فعالة تحول قيم الإشعاع الخام إلى معلومات جيولوجية قابلة للتنفيذ.
4-1 تحسين التجهيز الأولي والصور
ويجب أن تخضع الصور الملتقطة بالأشعة، والتصويب في الغلاف الجوي، والتخزين الجغرافي للمقاييس، وبالنسبة لرسم الخرائط المعدنية، فإن الخوارزميات مثل تحليل خط البصر في الغلاف الجوي للهيبركوبيات تزيل البخار المائي وآثاره على الرذاذوف.
4-2 التصنيف المشرف وغير المشرف
وتُدرَّب هذه المراكز على عينات مُحدَّدة من قبيل غابات الرنّة، أو أجهزة دعم ناقلات الأمراض، أو شبكات الظواهر العصبية المُلتَفَة على عينات مُحدَّدة في الميدان، أو على نماذج مُعدَّلة في مجال رسم الخرائط، أو أنواع النباتات.() وتُعَدَّل أساليب غير مُنَفَّة مثل تجمعات الأطياف الطبيعية غير المُسرَّة والتي قد تُت في المناطق 21
4-3 التحليل المكاني القائم على نظام المعلومات الجغرافية
وتوفر نظم المعلومات الجغرافية بيئة لإدماج التصنيفات الطيفية مع البيانات الفرعية - الكيمياء الجيوفيزيائية، وضمانات الحفر، والحدود الإدارية، كما أن أدوات التحليل المكاني مثل تحليل القرب، ورسم الخرائط الكثيفة، والمنطق الزائد عن الحاجة تساعد على وضع أهداف للتنقيب عن المياه الجوفية، أما بالنسبة للتقديرات الاحتياطية، فتجمع نماذج القرارات المتعددة المؤشرات القائمة على النظام العالمي للمعلومات الجغرافية بين خطوط الاستشعار عن بعد.
5- الأمثلة الحقيقية على العالم في تقدير الاحتياطي
وتظهر التطبيقات العملية قيمة الاستشعار عن بعد عبر مختلف البيئات الجيولوجية والسلع الأساسية.
5-1 نظم الفيزياء الفلفلية
وفي منطقة الأنديز الوسطى، كانت صور " آستر " حاسمة في رسم خرائط لخصائص التزييف الفيزيائي والفيزيائي والتغيرات الحرارية حول رواسب النحاس الخزفية، حيث وضع الباحثون مؤشرا للآداب يستند إلى أعمق الاستيعاب في 2.2 ميكروميتر (الوحدة) و 2.33 ميكروميتر (البوليت) لتمييز أهداف التنوير الاختنازلية السائل ذات الكبريتية)
5-2 النفط والغاز: الآلات وأجهزة الهياكل الأساسية
وقد استفادت أحواض الأنهار ذات الأفخاخ الهيكلية الخفية من الاستشعار عن بعد، وفي حزام الزاغروس متعدد العجلات، ورسمت شركة لاندسات وأجهزة التصوير الخاصة بالمنطقة المدارية الخطوط التكتيكية، وبطاقات انتشار الأغلال، وزيوت سطحية، وسلطت المؤشرات الفوقية المطبقة على مجموعات النفط SWIR الضوء على الصخور المبيضة والمقاطعات المرتبطة بالهيدروكربونات الدقيقة.
5-3 المياه الجوفية في المناطق القاحلة
وفي الصحراء ومنطقة الساحل، رسم الاستشعار عن بعد نظماً للتنقية الوبائية مدفونة في الرمل، واخترقت صور الرادار من جهاز الاستشعار الياباني لمحطة الفضاء اليابانية الرمل الجاف لكشف قنوات الفلورية التي تشكل طبقات إنتاجية، وتجمعت هذه الخرائط مع نظم الصراف الآلي للبيانات الجيوفيزيائية، واستخدمت فيها خرائط المياه الناجحة، مما أدى إلى زيادة معدلات النجاح من 30 في المائة إلى أكثر من 80 في المائة، كما تم توثيقها [ال]
5-4 استكشاف محرقة الليثيوم
وقد اكتسب الاستشعار عن بعد أهمية في استكشاف كميات من ألواح الليثيوم، ولا سيما في الشقق الملحية العالية الارتفاع في الأنديز، حيث توجد خرائط متعددة الأطياف والصور الحرارية تهرول المعادن مثل البطينات والبوليتات وأجهزة التنقيب عن الليثيوم، ويمكن أن تشير معدلات الانحدار المستحثة في منطقة الانبعاث الفعّال من البرني أو إعادة الشحن الطبيعية.
6- التحديات الراهنة
فرغم مزاياه، فإن الاستشعار عن بعد لتقديرات خط الأنابيب الاحتياطي يواجه عقبات، فالحل المكاني يحد من الكشف عن العروق الضيقة العالية الجودة التي هي دون المستوى، وتتناول السحابات باستمرار الصور البصرية في المناطق المدارية، وتجعل الرادار الخيار الوحيد القابل للتطبيق للرصد المستمر، وفي التضاريس النباتية الكثيفة، وتحتوي على أقنعة من الوصلات المثبتة للرأس، مما يقلل من فعالية جميع التوقعات المتعلقة بالاستشعارات.
7- الاتجاهات المستقبلية والتكنولوجيات الناشئة
ويمكن أن تتوسع حدود الاستشعار عن بعد لتقدير الموارد، كما أن الاستشعار عن بعد يتيح تكوين مجموعات من السواتل الصغيرة ذات أوقات إعادة النظر اليومية، ومثالية لرصد النظم الدينامية مثل البركانات النشطة أو الاستصلاح بعد التعدين، ورسم خرائط عن طريق الموجات المتوسطة مع وجود أجهزة استشعار متقدمة ذات أجسام عالية، مثل نماذج الارتفاع عن سطح الأرض (FLT:0) الألمانية [FLT:]
خاتمة
فالاستخلاص عن بعد له تقدير متقدم في مجال احتياطي الموارد، مما يوفر طريقة فعالة من حيث التكلفة وقابلة للقياس لتمييز الودائع السطحية والمستودعات الفرعية على السواء، ومن خلال تحديد المواد المتغيرة إلى الدمج مع البيانات الجاذبية والزلزالية للنموذج 3D، فإن التقنيات المبينة هنا هي الآن ممارسة صناعية موحدة، بينما تظهر أمثلة عالمية حقيقية على استكشاف المعادن والنفط والغاز والمياه الجوفية تحسينات قابلة للقياس في كفاءة الاستكشاف، وقابلية للثقة في مجال الابتكار، واحتياطيات.