كيفية استخدام بيانات الأقمار الصناعية المجانية لرصد الكوارث الطبيعية والتغيرات البيئية

إذا كنت ترغب في تتبع التغييرات في غابات الأمازون المطيرة ، أو رؤية الامتداد الكامل للإعصار أو معرفة أين يحتاج الناس إلى المساعدة بعد وقوع كارثة ، فمن الأسهل بكثير القيام بالمشاهدة من قمر صناعي يدور على بعد بضع مئات من الأميال فوق الأرض.

تقليديا ، كان الوصول إلى بيانات الأقمار الصناعية مقصورًا على الباحثين والمهنيين ذوي الخبرة في الاستشعار عن بعد ومعالجة الصور. ومع ذلك ، فإن التوافر المتزايد لبيانات الوصول المفتوح من الأقمار الصناعية الحكومية مثل Landsat و Sentinel ، وموارد الحوسبة السحابية المجانية مثل Amazon Web Services و Google Earth Engine و Microsoft Planetary Computer ، جعلت من الممكن لأي شخص تقريبًا اكتساب نظرة ثاقبة في التغييرات البيئية الجارية.

أنا أعمل مع البيانات الجيومكانية الضخمة كأستاذ. إليك جولة سريعة حول المكان الذي يمكنك العثور فيه على صور القمر الصناعي ، بالإضافة إلى بعض الأدوات المجانية والبسيطة إلى حد ما التي يمكن لأي شخص استخدامها لإنشاء رسوم متحركة بفاصل زمني من صور القمر الصناعي.

على سبيل المثال ، يمكن لمخططي المناطق الحضرية – أو الأشخاص الذين يفكرون في الحصول على منزل جديد – أن يراقبوا بمرور الوقت كيفية تحرك الأنهار أو تسلل البناء إلى مناطق الأراضي البرية أو تآكل الخط الساحلي.

يمكن للمجموعات البيئية مراقبة إزالة الغابات ، وتأثيرات تغير المناخ على النظم البيئية ، وكيف تعمل الأنشطة البشرية الأخرى مثل الري على تقلص المسطحات المائية مثل بحر آرال في آسيا الوسطى. ويمكن لمديري الكوارث ومجموعات الإغاثة والعلماء وأي شخص مهتم مراقبة الكوارث الطبيعية مثل الانفجارات البركانية وحرائق الغابات.

تشغيل Landsat و Sentinel

هناك أكثر من 8000 قمر صناعي يدور حول الأرض اليوم. يمكنك رؤية خريطة حية لهم على موقع keeptrack.space.

يقوم البعض بإرسال واستقبال إشارات الراديو للاتصالات. يوفر البعض الآخر خدمات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للملاحة. تلك التي نهتم بها هي أقمار مراقبة الأرض ، والتي تجمع صورًا للأرض ليلًا ونهارًا.

لاندسات: قامت أطول مهمة قمر صناعي للأرض ، لاندسات ، بجمع صور للأرض منذ عام 1972. أطلقت ناسا أحدث قمر صناعي في السلسلة ، لاندسات 9 ، في سبتمبر 2021.

بشكل عام ، تبلغ دقة بيانات القمر الصناعي لاندسات حوالي 100 قدم (حوالي 30 مترًا). إذا كنت تفكر في وحدات البكسل في صورة مكبرة ، فسيكون كل بكسل 100 قدم × 100 قدم. يتمتع Landsat بدقة زمنية مدتها 16 يومًا ، مما يعني أن نفس الموقع على الأرض يتم تصويره مرة واحدة كل 16 يومًا تقريبًا. مع وجود كل من لاندسات 8 و 9 في المدار ، يمكننا الحصول على تغطية عالمية للأرض مرة كل ثمانية أيام. هذا يجعل المقارنات أسهل.

أصبحت بيانات لاندسات متاحة مجانًا للجمهور منذ عام 2008. خلال فيضان باكستان عام 2022 ، استخدم العلماء بيانات لاندسات وموارد الحوسبة السحابية المجانية لتحديد مدى الفيضان وتقدير المساحة الإجمالية التي غمرتها الفيضانات.

الحارس: أطلقت وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) أقمار رصد الأرض الحارس كجزء من برنامج كوبرنيكوس. تقوم أقمار Sentinel-2 بجمع الصور البصرية للأرض منذ عام 2015 بدقة مكانية تبلغ 10 أمتار (33 قدمًا) ودقة زمنية مدتها 10 أيام.

يذهب: تأتي الصور التي تراها غالبًا في التنبؤات الجوية بالولايات المتحدة من الأقمار الصناعية البيئية التشغيلية الثابتة بالنسبة إلى الأرض التابعة لـ NOAA ، أو GOES. يدورون فوق خط الاستواء بنفس سرعة دوران الأرض ، حتى يتمكنوا من توفير مراقبة مستمرة للغلاف الجوي للأرض وسطحها ، وإعطاء معلومات مفصلة عن الطقس والمناخ والظروف البيئية الأخرى. يمكن لـ GOES-16 و GOES-17 تصوير الأرض بدقة مكانية تبلغ حوالي 1.2 ميل (2 كيلومتر) ودقة زمنية من خمس إلى 10 دقائق.

كيف تصنع تصوراتك الخاصة

في الماضي ، كان إنشاء رسم متحرك بفاصل زمني من لاندسات لمنطقة معينة يتطلب مهارات واسعة في معالجة البيانات وعدة ساعات أو حتى أيام عمل. ومع ذلك ، تتوفر في الوقت الحاضر برامج مجانية وسهلة الاستخدام لتمكين أي شخص من إنشاء رسوم متحركة ببضع نقرات في متصفح الإنترنت.

على سبيل المثال ، قمت بإنشاء تطبيق ويب تفاعلي لطلابي يمكن لأي شخص استخدامه لإنشاء رسوم متحركة بفاصل زمني بسرعة. يقوم المستخدم بتكبير الخريطة للعثور على منطقة الاهتمام ، ثم يرسم مستطيلاً حول المنطقة لحفظها كملف GeoJSON – وهو ملف يحتوي على الإحداثيات الجغرافية للمنطقة المختارة. ثم يقوم المستخدم بتحميل ملف GeoJSON إلى تطبيق الويب ، ويختار القمر الصناعي لعرضه والتواريخ وإرساله. يستغرق التطبيق حوالي 60 ثانية لإنتاج رسم متحرك بفاصل زمني.

هناك العديد من الأدوات المفيدة الأخرى لإنشاء الرسوم المتحركة عبر الأقمار الصناعية بسهولة. من بين التطبيقات الأخرى التي يمكنك تجربتها Snazzy-EE-TS-GIF ، وهو تطبيق Earth Engine لإنشاء الرسوم المتحركة لـ Landsat ، و Planetary Computer Explorer ، وهو مستكشف للبحث عن صور الأقمار الصناعية وتصورها بشكل تفاعلي.