مقدمة: المسح بوصفه مؤسسة الهياكل الأساسية الميسرة

وقد ظل مسح الأراضي منذ فترة طويلة العمود الفقري الهادئ لتنمية الهياكل الأساسية، حيث يوفر الدقة المكانية التي تكفل وضع المباني والجسور والطرق والمرافق بشكل صحيح وآمن، ولكن نظرا لأن العالم يواجه عواصف أكثر تواترا وشدة، وارتفاع البحار، والجفاف، وحرائق برية، فقد تطور دور المسح إلى حد بعيد إلى ما يتجاوز وضع علامات الحدود البسيطة ورسم الخرائط الطبوغرافية، واليوم، يقدم المستكشفون بيانات عالية الاستبانة، وتكيف الهياكل الأساسية.

ويعيد تشكيل المناظر الطبيعية بوتيرة متسارعة، إذ إن تراجع خطوط السواحل، وتحولات الأنهار، وندوب الحرق البري، تُغيِّر أنماط الصرف، وتصبح الخرائط التقليدية عتيقة في غضون سنوات، وأحياناً أشهر، وتسدّد المساحة الفجوة بتوفير قياسات محدثة ومحددة للمواقع تكتشف هذه التغييرات وتُدرِج استجابات تكيفية، ومن رسم خرائط الفيضانات إلى رصد الهياكل الأساسية الحديثة، فإن التكيف مع البيئة.

دور المسح الزراعي في قدرة الهياكل الأساسية على التكيف

وتتمثل قدرة النظم المصممة على الصمود في التنبؤ بالأحداث المعطلة، مثل الأعاصير والفيضانات والزلازل والموجات الحرارية، واستيعابها والتكيف معها والتعافي منها بسرعة، وتشكل هذه النظم أساساً لمسح الأراضي في كل مرحلة من مراحل دورة المرونة: التقييم، والتصميم، والبناء، والرصد، والتعافي بعد وقوع أحداث، وذلك عن طريق إجراء قياسات دقيقة للتضاريس، وقياسات للهياكل القائمة، وظروف التخلّف، قبل أن يصبح المستكشفون قادرين على تحديد هوية المهندس.

رسم خرائط مخاطر الفيضانات والنماذج الهيدروليكية

فالفيضانات هي أكثر الكوارث الطبيعية تكلفة في الولايات المتحدة، وتزداد تواترها بسبب ارتفاع معدلات سقوط الأمطار وارتفاع مستوى سطح البحر، وتبدأ عملية مسح مخاطر الفيضانات بدقة بإجراء دراسات استقصائية طوبوغرافية عالية الاستبانة تحدد مسارات التدفق ومناطق التخزين، والعقبات التي تحكم كيفية انتقال المياه عبر مشهد معين، وتستخدم المساحات سيناريوهات الارتفاع العمودي (الكشف عن الحرارة والارتحال) من الطائرات والنماذج الرقمية.

فعلى سبيل المثال، تعتمد الوكالة الاتحادية لإدارة الطوارئ على بيانات الارتفاع في مستوى الدراسات الاستقصائية لإنتاج خرائط الحد من مخاطر تأمين الفيضانات، حيث يمكن للمجتمعات التي تستكمل تدابيرها المتعلقة بالطوابق في أحدث البيانات المتعلقة بالمسح أن تخفض في كثير من الأحيان أقساط التأمين على الفيضانات وتتجنب التسرب المكلّف أو الناقص من نظم قياس الجذام ومياه العواصف، بالإضافة إلى رسم الخرائط التنظيمية، تدعم بيانات المسح مشاريع البنية التحتية الخضراء مثل المموز، والحدائق المائية، والاحتفاظ بها.

وتشمل المساهمات الرئيسية في المسح لمرونة الفيضانات ما يلي:

  • Delivering precise ground elevations for floodplain boundary delineation]
  • توفير بيانات قياس الأعماق نماذج هيدروليكية ساحلية ]
  • Documenting post-storm changes to channel geometry and debris fields]
  • Supporting the design of ]levees, seawalls, and floodwalls] with accurate grade control

3 - التحقيقات الجيولوجية التقنية والاستقرار الأرضي

فالعديد من أوجه القصور في الهياكل الأساسية لا تنشأ عن الهيكل نفسه بل عن الأرض الواقعة تحته، فالإنهيالات الأرضية، والسيارات، والثقوب، والهبوط، يمكن أن تقوض المؤسسات، وتكسر الأنابيب، وانهيار الطرق، ويتعاون المساحون مع مهندسي التكنولوجيا الجيولوجية لتحديد السمات السطحية، وقياس الزوايا المنحدرة، ورصد حركة عدم الاستقرار على مر الزمن.

وفي المناطق الجبلية، تحدد نماذج التضاريس المستخرجة من المسح المتطور المتخلفة عن الفشل، وتسترشد بوضع جدران محتفظ بها، ونظم الصرف الصحي، ومستشعرات الإنذار المبكر، وبالنسبة لمشاريع خطوط الأنابيب، تساعد بيانات المسح على توجيه الهياكل الأساسية في المناطق غير المستقرة، وتضمن أن الحفر والتخلف يفي بمواصفات التصميم، ويكتسي رصد التبعية أهمية خاصة في المدن الساحلية التي تبنى على التربات القابلة للتعديل أو على شبكات طبقات المياه الجوفية التي تحتاج إليها.

رصد الحركة الهيكلية والحركات الأرضية عبر الزمن

ولا يجب أن تنجو البنية التحتية المقاومة من حدث متطرف فحسب، بل أن تستمر في أداء عملها على مدى عقود من عمر الخدمة، إذ يضع المساحون برامج رصد طويلة الأجل تتعقب تشويه الجسور والسدود والأنفاق ومؤسسات البناء، وتستخدم محطات كاملة آلية ومقابر ومتلقية للنظم العالمية لسواتل الملاحة، وهي تجمع بيانات عن المسلسلات الزمنية تكشف عن الاستيطان التدريجي، والتوسع الحراري، والتصرفات الزائدة عن الزلية.

وبعد وقوع كارثة، تعتبر الدراسات الاستقصائية السريعة لما بعد وقوع الأحداث أساسية لتقييم الأضرار واستردادها، ويمكن للطائرات التي تجهز بآلات التصوير ذات الاستبانة العالية أن ترسم موقعا في غضون ساعات، وتقارن بين النماذج قبل النشوء وحجم الحطام والأضرار الهيكلية، وتساعد هذه الدراسات مديري الطوارئ على تخصيص الموارد وترتيب أولويات الإصلاحات، مما يعجل بالعودة إلى العمليات العادية.

Climate Adaptation and Land Surveying

ويستلزم التكيف مع المناخ إجراء تعديلات استباقية على النظم الطبيعية والبشرية استجابة لمخاطر المناخ الفعلية أو المتوقعة، وتوفر المساحات الأرضية بيانات خط الأساس وقدرات الكشف عن تغير المناخ التي تجعل التخطيط للتكيف مستنداً إلى أدلة، وبدلاً من الاستجابة للأحداث، يمكن للمجتمعات المحلية استخدام المعلومات المتعلقة بالمسح لتوقع المخاطر وتنفيذ تدابير وقائية من قبيل رفع المباني، أو إعادة العوازل الطبيعية، أو إعادة أماكن المرافق الحيوية.

ارتفاع مستوى سطح البحر وارتفاع مستوى سطح البحر

إن ارتفاع مستوى سطح البحر يزيد بالفعل من تواتر الفيضانات التي تحدث في المجتمعات الساحلية وسيزيد من الأضرار الناجمة عن ارتفاع عواصف المياه، ولتخطيط الدكات الواقية من الهياكل الأساسية، أو الحواجز التي تنجم عن ارتفاع السواحل، أو محركات السواحل الحية، تحتاج إلى بيانات دقيقة عن ارتفاع مستويات المد والعرض المائي للماءات، وتصورات عن مستوى سطح البحر في المستقبل.

The National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) maintains a network of tide gauges and continuously operating reference stations (CORS) that surveyors use to establish capital datums. By tying local surveys to these datums, planners can project sea level impacts with confidence. For example, Miami-Dade County has conducted extensive airborne LiDAR surveys to inform the city’s extremely lowly

التخطيط الحضري لإدارة مياه الحرارة ومياه العاصفة

وتقتضي المناشف الحرارية والجزر الحضرية والأنماط الهطولية المتغيرة أن تعيد المدن التفكير في مخططاتها وخياراتها المادية، وتوفر الدراسات الاستقصائية للأراضي النماذج السطحية الثلاثة دال اللازمة لتحليل الإشعاع الشمسي وتدفقات الرياح وتوليد المياه، وتوثيق المساحات السطحية وأنواع الرصيفات وغلاف الغطاء النباتي الذي يؤثر على المناخ المحلي، وتغذي هذه البيانات في نماذج مائية صغيرة ومياه العواصف التي تساعد المخططات على ترتيب أسطحها.

وفي المناطق القاحلة، تدعم بيانات المسح عمليات الاستيلاء على مياه الأمطار ومشاريع إعادة شحن المياه الجوفية، وتتيح نتائج اختبار التضاريس والتسرب الدقيقة للمهندسين تصميم أحواض الاحتجاز والأسطح القابلة للشرب التي تصيب الأمطار أثناء العواصف المتردية ولكن العنيفة، ودون الحصول على معلومات عن هذه النظم، أن تكون هذه المخاطر أقل من اللازم أو توضع على التربة غير المناسبة.

التخطيط لإعادة التوطين وإعادة التوزيع

وبالنسبة لبعض المجتمعات المحلية، فإن أكثر التكيف فعالية من حيث التكلفة هو التخلي عن المناطق الشديدة الخطورة ونقل الناس والهياكل الأساسية إلى مناطق أكثر أمنا، وتؤدي الدراسات الاستقصائية للأراضي دورا حاسما في التراجع المنظم عن طريق تحديد المناطق التي يمكن حالياً استيطانها، ولكنها ستتحول إلى الفيضانات المزمنة أو تتآكل في العقود المقبلة، كما أن المساجين يستحدثون خرائط أساسية لحدود الممتلكات، واليسرات، وممرات المرافق الأساسية التي تعد أساسية لسوقيات الاقتناء والنقل، كما يوثقون الظروف الحالية للهياكليات المؤيدة للإزالة، وتقديرات التكلفة.

ويستخدم برنامج بويووت التابع للوكالة الاتحادية لإدارة الطوارئ بيانات المسح لتحديد مخاطر الفيضانات، وقيم الملكية، واستخدام الأراضي بعد العشب، ويكفل المسح أن تكون قطع الغيار مثبتة على نحو سليم بحيث لا يُعرض التشييد في المستقبل الأسر للخطر، وفي المناطق الساحلية، تساعد تحليلات تغير السواحل المستعرات البلديات على تحديد أي كميات ستتعرض للخطر في إطار التخطيط للقرارات المتعلقة بالحدود.

القدرات في مجال المسح التكنولوجي

وقد زادت الابتكارات الأخيرة زيادة كبيرة من سرعة ودقة وثراء البيانات المتعلقة بالمسح، إذ أن هذه الأدوات تمكن المستقصين من تغطية المناطق الأكبر حجماً، وجمع المزيد من التفاصيل، وتحقيق نتائج في الوقت الحقيقي القريب، وكلها أساسية لتطبيقات التكيف والتكيف.

مركبات جوية غير مأهولة وطائرات بدون طيار

أما الطائرات الصغيرة بلا طيار المجهزة بأجهزة المسح العالمية، ووحدات القياس غير المباشر، والكاميرات فتلتقط مئات الصور المتداخلة التي يتم تجهيزها في خامات النبات وسحب النقاط عن طريق التصويب من الخوارزميات ذات الصبغة المتوسطة، ويمكن للأجهزة المحتوية على أشعة فوق البنفسجية أن ترسم خرائط لحقول الحطام الخطرة - بعد الكوارث، والمنحدرات الأرضية - المحتوية على مركبات غير مجهزة، كما أن هناك عناصر مكررة.

LiDAR and 3D Scanning

وقد أصبحت هذه الشبكة هي المصادر الغالبة لبيانات الارتفاع العالية الاستبانة في مجال التخطيط لمرونة التعافي، ويمكن أن تخترق الغطاء النباتي للكشف عن سطح الأرض الخالص، وهو أمر حاسم بالنسبة لنموذج الفيضانات وتقييم الانهيار الأرضي، ويمكن للنظم المتنقلة الحديثة التي تُقام على المركبات أو القوارب أن تجمع عشرات من نقاط التصريف الثانية، مما يخلق نماذج شاملة لتصميم مذيبات من الممرات بأكملها.

إدماج بيانات الدراسات الاستقصائية مع نظام المعلومات الجغرافية ونظام المعلومات البيئية

وتنشأ القدرة الحقيقية للمسح الحديث عندما تتدفق البيانات بشكل سلس إلى نظم المعلومات الجغرافية ونموذج المعلومات المتعلقة ببناء القدرات، وتنتج المساحات طبقات جغرافية مكانية - ارتفاع في مستويات الإنتاج، ومواقع المرافق، وحدود التربة - التي تصبح بيانات أساسية لإدارة الأصول البلدية.

إدماج بيانات الدراسات الاستقصائية في السياسات وصنع القرار

ولا يمكن أن تكون بيانات المسح الخام، مهما كانت الدقة، قيمة إلا إذا كان الوصول إليها ويستخدمها صانعو القرار، فالولايات القضائية المتطلعة إلى المستقبل تنشئ قواعد بيانات جغرافية مكانية مركزية تتعايش فيها نتائج الدراسات الاستقصائية، وتوقعات المناخ، وخطط الهياكل الأساسية، وتدعم هذه القواعد تقييمات القابلية للتأثر، وطلبات منح التمويل من أجل التكيف، والتواصل العام، ويجب على المساحين العمل مع المخططين الحضريين ومديري الطوارئ والمسؤولين المنتخبين من أجل الإبلاغ عن آثار قياسات على سبيل المثال، وتوضة، وتوضة،

كما أن تحديث النظام الوطني للمراجع المكانية، الذي يديره المسح الجيوديسي الوطني للرابطة، يحل محل الآثار المسحية السلبية التي تستخدم شبكة مستمرة من النظم العالمية لسواتل الملاحة توفر مواقع على مستوى سنتيمتر في أي مكان في الولايات المتحدة، وسيكفل ذلك أن جميع مشاريع التكيف - من تحسين وحيد في مجال الصرف إلى خطط قدرة السواحل على مواجهة المناطق الساحلية على نطاق الدولة - تشكل هياكل أساسية حيوية لصيانة المناطق الحضرية وضبطها.

خاتمة

ولم يكن مسح الأراضي أكثر أهمية، فمع تعجيل تغير المناخ، لن يتزايد الطلب على بيانات مكانية دقيقة وحالية وشاملة، إذ أن المساحين يقدمون قياسات تحول القدرة على التكيف من مفهوم نظري إلى واقع عملي، ويدعمون الآن وجودة الأرض المقاوم للفيضانات، والمنحدرات المستقرة، والمباني المرتفعة، والمتراجعات المخططة بعناية، مع التقدم التكنولوجي مثل الطائرات المسيرة، والشركة المحدودة لدراسات الاستقصائية، وتكامل البيانات في الوقت الحقيقي.