II - تحليل الصور الفضائية _ الاقمار الاستشعارية وتقصي اغوار الفضاءالقمر الصناعي:
يحمل كل قمر صناعي أجهزة خاصة تمكنه من أداء مهمته. على سبيل المثال، يكون القمر الصناعي الذي يقوم بدراسة الكون، مزودًا بتلسكوب. بينما يحمل القمر الذي يساعد في تتبع أحوال الطقس آلات تصوير (كاميرات) لتصوير حركة السحب.
بالإضافة إلى الأجهزة المخصصة لمهمة معينة، تزود كل الأقمار الصناعية بمنظومات فرعية أساسية، وهي مجموعة من النبائط التي تساعد الأجهزة على العمل معًا للمحافظة على أداء القمر الصناعي لعمله. على سبيل المثال، تقوم المنظومة الفرعية للقدرة بتوليد وتخزين وتوزيع القدرة الكهربائية الخاصة بالقمر الصناعي. وقد تشتمل هذه المنظومة الفرعية على ألواح الخلايا الشمسية التي تقوم بتجميع الطاقة من الشمس. وتتكون المنظومات الفرعية للقيادة وتداول البيانات، من مجموعة من الحواسيب التي تقوم بجمع ومعالجة البيانات من الأجهزة المختلفة، وتنفيذ الأوامر الصادرة من الأرض.
يجري تصميم وبناء اختبار الأجهزة والمنظومات الفرعية الخاصة بالقمر الصناعي كل بمفرده. ويقوم العمال بتركيبها على القمر الصناعي، كل على حدة، حتى يكتمل القمر. ومن ثم يختبر القمر الصناعي تحت ظروف مشابهة لتلك الظروف التي سيتعرض لها أثناء الإطلاق، وعندما يكون موجودًا في الفضاء. وإذا اجتاز القمر الصناعي الاختبار، يصبح جاهزًا للإطلاق.
والقمر الصناعي هو مركبة فضائية لاتتعدى الفضاء الخارجي للأرض, تحمل معدات ومجزات ومولدات طاقة ,وقد تحمل بشرا أحياناً.
بناء القمر الصناعي
يحمل كل قمر صناعي أجهزة خاصة تمكنه من أداء مهمته. على سبيل المثال، يكون القمر الصناعي الذي يقوم بدراسة الكون، مزودًا بتلسكوب. بينما يحمل القمر الذي يساعد في تتبع أحوال الطقس آلات تصوير (كاميرات) لتصوير حركة السحب.
بالإضافة إلى الأجهزة المخصصة لمهمة معينة، تزود كل الأقمار الصناعية بمنظومات فرعية أساسية، وهي مجموعة من النبائط التي تساعد الأجهزة على العمل معًا للمحافظة على أداء القمر الصناعي لعمله. على سبيل المثال، تقوم المنظومة الفرعية للقدرة بتوليد وتخزين وتوزيع القدرة الكهربائية الخاصة بالقمر الصناعي. وقد تشتمل هذه المنظومة الفرعية على ألواح الخلايا الشمسية التي تقوم بتجميع الطاقة من الشمس. وتتكون المنظومات الفرعية للقيادة وتداول البيانات، من مجموعة من الحواسيب التي تقوم بجمع ومعالجة البيانات من الأجهزة المختلفة، وتنفيذ الأوامر الصادرة من الأرض.
يجري تصميم وبناء اختبار الأجهزة والمنظومات الفرعية الخاصة بالقمر الصناعي كل بمفرده. ويقوم العمال بتركيبها على القمر الصناعي، كل على حدة، حتى يكتمل القمر. ومن ثم يختبر القمر الصناعي تحت ظروف مشابهة لتلك الظروف التي سيتعرض لها أثناء الإطلاق، وعندما يكون موجودًا في الفضاء. وإذا اجتاز القمر الصناعي الاختبار، يصبح جاهزًا للإطلاق.
إطلاق القمر الصناعي. تحمل مكوكات الفضاء بعض الأقمار الصناعية لتضعها في مداراتها في الفضاء، ولكن معظم الأقمار الصناعية يجري إطلاقها بوساطة الصواريخ، التي تسقط في المحيط بعد أن ينفد وقودها. وتحتاج العديد من الأقمار الصناعية إلى تعديلات طفيفة في مداراتها قبل أن تبدأ في أداء وظيفتها. تقوم الصواريخ المدمجة، التي تسمى صواريخ الدفع، والتي يكون بعضها من الصغر بحيث يكون في حجم قلم الرسم الميكانيكي، بإجراء هذه التعديلات. وحالما يستقر القمر الصناعي في مداره، يستطيع البقاء هناك لفترة طويلة، دون حاجة لأي تعديل إضافي.
أداء المهمة تعمل معظم الأقمار الصناعية تحت توجيه مركز التحكم الموجود على الأرض. يقوم العاملون والحواسيب في مركز التحكم، بمراقبة موقع القمر الصناعي، وإرسال التعليمات إلى حواسيبه، واستعادة المعلومات التي قام القمر الصناعي بجمعها. ويتم الاتصال بين مركز التحكم والقمر الصناعي بوساطة الراديو. وتقوم المحطات الأرضية بإرسال واستقبال الإشارات الراديوية. وتوجد هذه المحطات تحت مدار القمر الصناعي، أو في أي مكان آخر من الأماكن الواقعة ضمن مداه.
ولا يتلقى القمر الصناعي عادة توجيهًا مستمرًا من مركز التحكم الخاص به. فهو مثل رجل آلي (روبوت) يدور في الفضاء. ويستطيع القمر الصناعي التحكم في ألواحه الشمسية لجعلها تتجه نحو الشمس، بالإضافة إلى المحافظة على هوائياته في حالة استعداد لتلقي الأوامر. كما أن أجهزته تقوم بجمع المعلومات تلقائيًا.
وتكون الأقمار الصناعية الموجودة في مدار مرتفع العلو، أرضي التزامن، على اتصال مستمر بالأرض. وباستطاعة المحطات الأرضية الاتصال بالأقمار الصناعية الموجودة في مدارات منخفضة بمعدل 12 مرة في اليوم. ويقوم القمر الصناعي، خلال كل اتصال بإرسال المعلومات وتلقي التعليمات. ويجب إكمال كل اتصال خلال الفترة التي يمر فيها القمر الصناعي فوق الرأس، وهي حوالي 10 دقائق.
وفي حالة تعرض أجزاء من القمر الصناعي للتلف، ولكنه ظل قادرًا على أداء عمل مفيد، فإن الجهة المالكة للقمر الصناعي عادة ما تستمر في تشغيله. وفي بعض الحالات النادرة، قامت أطقم مكوك الفضاء باستعادة وإصلاح الأقمار الصناعية في الفضاء. أما إذا لم يعد القمر الصناعي قادرًا على أداء مهامه بصورة مفيدة، وتعذر إصلاحه أو إعادة برمجته، فسوف يرسل المشغلون في مركز التحكم إشارة لإغلاقه.
السقوط من المدار
يبقى القمر الصناعي في مداره حتى تنخفض سرعته وتسحبه قوة الجاذبية إلى أسفل نحو جزء من الغلاف الجوي يتميز بكثافة مرتفعة نسبيًا. تنخفض سرعة القمر الصناعي بسبب احتكاك جسيمات الهواء في الغلاف الجوي العلوي، والضغط الخفيف الناتج عن طاقة الشمس. وعندما تسحب قوة الجاذبية القمر الصناعي إلى أسفل لمسافة كافية داخل الغلاف الجوي، يقوم القمر الصناعي بضغط الهواء الموجود أمامه بسرعة. ويصبح هذا الهواء على درجة عالية من الحرارة بحيث يؤدي إلى احتراق معظم أو كل القمر الصناعي.
زُر هذا الرابط لمشاهد فيديو يوضح كيفة عمل الأقمار الصناعية
تصنيف الأقمار الصناعية :
1) الاقمار المخصصة لدارسة الفلك.
2) اقمار استكشاف الفضاء .
3) أقمار الاتصالات .
4) أقمار الطقس .
5) أقمار التجسس أولاستكشاف.
6) أقمار الملاحة .
والدي يهمنا هنا اكثر في موضوعنا هو: أقمار الاستشعار عن بعد
http://www.*****es-meteo.com/geograp...mage-radar.jpg
>>
[IMG]http://www.*****es-meteo.com/geographie/teledetection-image-radar.jpg[/IMG]
تدرس أقمار الاستشعار عن بُعد سطح الأرض لمختلف الأغراض (زراعية ـ جيولوجية ـ مناخية ـ علمية)، وتستخدم عينات متعددة من الأجهزة والمستشعرات تعمل على استشعار الانعكاسات الضوئية، أو الاختلافات الحرارية لسطح الأرض، والأجسام الموجودة عليه طبقاً لنوع هذه المستشعرات، وإظهار تفاصيل المناطق/ الأهداف اعتماداً على اختلاف درجات (الانعكاس/ الانبعاث/ الامتصاص) بين هذه المناطق والأهداف. (اُنظر صورة القمر لاندسات)
وتغطي وسائل الاستشعار عن بُعد أكثر أجزاء الطيف الكهرومغناطيسي، بدءاً من الإشعاعات الذرية (أشعة جاما) التي تستخدم في استطلاع المواد المشعة، إلى الأشعة فوق البنفسجية، التي كثيراً ما تدخل في نظم الإنذار الحديثة، ثم الجزء المرئي من الطيف، الذي يستخدم للتصوير المرئي. وانتقالاً إلى الأشعة تحت الحمراء التي تستخدم في التصوير ونظم الاستشعار الحراري، ثم حيز الموجات الملليمترية التي تُستخدم في الاستشعار الراديومتري، وأخيراً الموجات المتناهية في الصغر التي تستخدم في الاستشعار الراداري، والموجات اللاسلكية بأنواعها المختلفة.
ونظم الاستشعار إما أن تكون نظماً سيئة، تلتقط الطاقة المنبعثة من الأهداف وسطح الأرض، سواء كانت طاقة ذاتية أو مكتسبة أو منعكسة، وذلك مثل التصوير الفوتوغرافي أو الاستشعار الذري والراديومتري، أو نظماً ايجابية تلتقط وتستقبل الموجات المرتدة من الهدف، مثل الرادارات.
ولكل من هذه النظم مميزاتها وخصائصها، ومن ثم استخداماتها الخاصة. كما قد يستخدم أكثر من مستشعر معاً في نظام متكامل، وعلي الأخص في التصوير.
وتدخل أقمار الاستشعار عن بُعد في العديد من التطبيقات، مثل :
أ. مسح وتقدير الأراضي الخاصة بالمحاصيل الزراعية.
ب. إعداد خرائط الموارد الطبيعية.
ج. رصد ومتابعة ظواهر التصحر وزحف الرمال.
د. متابعة الزحف العمراني على الأرض الزراعية.
هـ. انتخاب أنسب المواقع للمدن الجديدة، والتخطيط لإنشائها.
و. مراقبة الكوارث الطبيعية كالفيضانات وحرائق الغابات والبراكين. (اُنظر شكل إعداد الخرائط)
ومن أمثلة أقمار الاستشعار عن بُعد، القمر الأمريكي (Landsat) المزود بمستشعرات متعددة النطاقات الطيفية بقدرة تحليلية 30 م، والقمر الفرنسي (Spot) بقدرة تحليلية 10 م.
وأقمار الاستشار عن بعد على نوعان هما :
1) أقمار مأهولة : تحمل بشر وهي تسمى في الغالب مركبات فضائية,ومن أمثلتها ميركوري وجيمني وأبو للو والمعمل الفضائي وغيرها .
2) أقمار غير مأهولة : لا تحمل بشراً كأقمار لاندسات , وسبوت , وآي آر إس , و إيكونوس , وكويك بيرد وغيرها .
نستطيع تقسيم الاستشعار عن بعد حسب المصدر الطاقي:
تحتاج صور الأقمار الاصطناعية مثل بقية الصور الى موجات تنعكس عن الجسم المراد تصويره, لكي تلتقط على اللوح الحساس (negative) , وبالتالي هناك نوعان من الصور:
صور نشطة Active : تعتمد على مصدر طاقة مثبت على القمر نفسه, مثل أقمار الرادار.
صور غير نشطةpassive: تعتمد على مصادر الطاقة الطبيعية, مثل أشعة الشمس أو الاشعاع الطبيعي.
والجدير بالذكر بأن الاستشعار عن بعد ابتدأ مع ابتكار التصوير الفوتوغرافي (التصوير الضوئي) عام 1839م. ومع ذلك الوقت ازدهر التصوير الفوتوغرافي بواسطة استخدام البالون والطائرات الورقية في ذلك الوقت كانت تستخدم في الحصول على الصور الجوية. تقدم علم الاستشعار عن بعد منذ وضع أول قمر صناعي للاندسات في عام 1972 م ، حيث يتم الحصول على ملايين المرئيات منذ ذلك الحين وحتى الآن . استخدمت هذه المرئيات لدراسة وتقييم موارد الأرض الطبيعية . وتحمل أقمار لاندسات نوعين من أجهزة المسح الرقمي ، أولهما : عبارة عن اجهزة المسح الرقمي متعددة الأطياف (Multi-Spectral Scanner) أما الثاني ، فتستخدم فيه الكاميرات التي تسجل أجهزة المسح الرقمي فيها كثافة الضوء المنعكس من الموجات المختارة ومن ثم ترسل من القمر الصناعي إلى المجطات الأرضية . وتكرر الأقمار الصناعية اللاندسات تغطية نفس المنطقة على سطح الكرة الأرضية كل 16 يوماً ، وتتراوح درجة التميز المكاني لأقمار اللاندسات بين 15-20 مترا ً ، وتوجد أعداد مقدرة من مقدرة من المرئيات في الوقت الحاضر وكذلك توجد العديد من البرمجيات الخاصة بمعالجة البيانات وتصنيفها وتفسيرها والتي تعمل على النطاق الدولي ، حيث أنها ساهمت مساهمة فاعلة في توفير بيانات الاستشعار عن بعد خلال العقود الماضية . كما طور مركز الفضاء الفرنسي القمر الصناعي أسبت ( Spot) والذي يقوم أيضا ً بجمع البيانات ، والذي تبلغ درجة تميزه المكاني 10 أمتار ، وتتكرر تغطية المنطقة الواحدة على سطح الأرض كل 26 يوم ، ويعتمد ذلك على خط العرض وزاوية جهاز المسح الرقمي ، وكل هذا يشير إلى أهمية استخدام الاستشعار عن البعد في أعمال الرصد لمنطقة التعدين . كما توجد العديد من النظم المساعدة للحاسب الآلي لتعديل المرئيات وإجراء التركيز وتحسين الألوان ، وتنقية البيانات وتدريج الكثافة وذلك لإجراء أعمال تحليل المرئية بالاعتماد على التجمع الإقليمي للمرئية بنفس مدى المستويات الرمادية أما معالجة المرئيات فتتمثل في القيام بكثافة الأعمال الخاصة من خلال تصحيح الأخطاء وإجراء التعديلات اللازمة .
1-تفسير وتصنيف المرئيات :
-يعتبر معرفة الواقع على سطح الأرض والظروف المحيطة بها أفضل تطبيقات الاستشعار عن البعد . تعتمد كثير من استخدامات الاستشعار عن بعد على تدخل الإنسان في أعمال تحليل وتفسير وتصنيف البيانات ، وبذلك تعتمد على مقدرات وإمكانات المفسر في دمج وتكامل مخرجات الاستشعار عن بعد . ويستخدم مفسر المرئيات مكل الدلائل والمؤشرات المتاحة لدراسة المنطقة مثل الاستعانة بالخرائط الطبوغرافية والموضوعية ، والصور الجوية والبيانات الأخرى أو القيام بزيارات ميدانية للموقع . ويمكن أن يقوم المفسر بتفسير البيانات بالعين المجردة ، لكن كثيرا ً من العناصر يمكن التعرف عليها بدقة أكبر من خلال الحاسبات الآلية والبرمجيات الذكية ، كما أضافت نظم المعلومات الجغرافية وسيلة جديدة لتصنيف البيانات ، وذلك لأن هذه النظم لها مقدرة كبيرة في التحليل والتعامل مع البيانات المكانية والتي يمكن الحصول عليها من مصادر متعددة ، كالخرائط والنماذج الأرضية الرقمية والمرئيات ، مع إمكانية استخدامها لإنتاج خريطة جديدة تشتمل على البيانات المطلوبة .
2-مميزات صور الاستشعار الحديثة
تتميز الصور الحديثة للاستشعار عن بعد بأنها بيانات ذات نوعية عالية المستوى لأنها، تمتلك الخواص التالية:
1. ارتفاع درجة التفريق، حيث انتقلت من 57×79م في جيل الأقمار MSS إلى 30×30م في جيل الأقمار TM، و 20×20م أو 10×10م في حالة القمر الفرنسي "سبوت"، ثم جاءت طفرة الجيل الثالث ليقدم دقة إيضاحية عالية للصورة الفضائية، وذلك بتصغير المساحة الأرضية، التي تمثل النقطة الأساسية Pixel، حيث بلغت هذه المساحة 3×3 أمتار في الأقمار Early Birds ثم 1×1 متر، و 4×4 أمتار في الأقمار Quick Birds.
2. ارتفاع درجة الدقة الطيفية Spectral Resolution، ويقصد به ضيق المدى الطيفي، أو قصر الطول الموجي، الذي يتم خلاله التقاط الموجات الكهرومغناطيسية المنبعثة من الأجسام الأرضية، حيث يتباين المدى الموجي من 90 إلى 110 نانومترات في القمر الفرنسي "سبوت"، ويتراوح هذا المدى في الجيل الثاني TM بين 70 نانومتراً في القمرTM-1 و250 نانومتراً بالنسبة للقمر TM-6. ثم جاء الجيل الثالث لينقلنا إلى مدى طيفي ونوعية فضائية وطيفية وتعدد طيفي آخر، وذلك عند استخدام أجهزة الاسبكترومتر، والتي تعرف باسم CASI، والتي تعتمد على ديناميكية المدى الطيفي للقنوات Spectral Band Range، وديناميكية درجة التفريق.
3. تعدد القنوات، أو الأطوال الموجية، التي يتم عليها التقاط انبعاثات الأجسام الأرضية، فبنظرة إلى بيانات صور القمر "سبوت"، نجد أنها تلتقط فقط على ثلاث موجات، بينما يعطي الجيل الأول من أقمار "لاندسات" بياناته على أربع قنوات، وقد زادت إلى سبع قنوات، في بيانات الجيل الثاني TM، وجاء الجيل الثالث، من بيانات الاستشعار السالب، ليقفز بعدد القنوات إلى 545 قناة.
4. بيانات الجيل الثالث لا تحتاج إلى إجراء تصحيحات هندسية، ولا تعاني الإزاحة الطبوغرافية.
5. إمكانية تغيير المساحة الأرضية، التي تمثلها النقطة الأساسية للصورة، وذلك بتغيير ارتفاع الطيران، وكذلك سهولة تغيير عدد القنوات وأطوال موجاتها، وبالتالي تعدد مجالات الاستخدام.
6. تتوافر الإحداثيات الجغرافية للبيانات الحديثة، وذلك بفضل وجود جهاز الملاحة الكونى GPS، المحمول على الأقمار الصناعية، وبذا، تصبح البيانات من النوعية المطلوبة، التي تمتلك إحداثيات أرضية.
3-استخدامات وفوائد الاستشعار عن بعد في أعمال المنجم : -تمثل تطبيقات الاستشعار عن بعد في أعمال الجيولوجيا أهم التطبيقات ؛ حيث زودت الجيولوجيين بمعلومات عن تشكيل طبقات الأرض ومعرفة أماكن الفوالق والتشققات الأرضية والمعالم الجيولوجية , كما ساعد الاستشعار عن بعد في زيادة كفاءة تصنيف أنواع الصخور باستخدام تقنيات التحليل وإعداد الخرائط من المرئيات الفضائية . تعرض معلومات الاستشعار عن بعد في خرائط بمقاييس رسم مختلفة تكون مفيدة في أعمال التنقيب عن المعادن والبترول وخلافه ، كما تعتبر مرئيات الاستشعار عن بعد ذات جدوى اقتصادية وقيمة عالية في الدراسات لتغطيتها مناطق شاسعة الأبعاد وقد تأتي بيانات غير معروفة في السابق من خلال إجراء المسوحات الأرضية ، لذا فإن المرئيات الفضائية مع بيانات التعدين الأخرى الخاصة بأعمال التنقيب والاستكشاف الجيولوجي مما ساعد في تحسين تمييز وتفسير تكوينات وتشكيل سطح الأرض . وكذلك دمج معطيات المرئيات الفضائية مع القياسات الجيوفيزيائية ، مما ساعد في الحصول على تفسيرات جيدة لجيولوجية مناطق التعدين وإجراء الدراسات التفصيلية لها .
أضافت تقنيات الحاسب الآلي والتقدم في مجال الالكترونيات العديد من التحسينات والتعزيزات للمرئيات والمعطيات الرقمية ، وقد أدى ذلك إلى الحصول على التفسير الدوري المستمر والجيد والمنطقي لمعطيات المرئيات الفضائية .
ومما تقدم ذكره ، يمكن إبراز فوائد الاستشعار عن بعد كمصدر لبيانات مساحة المنجم والتعدين في الآتي :-
(1) – زيادة وتحسين البيانات في مناطق التعدين المعروفة والمناطق النائية والتي يصعب الحصول على بياناتها بالطرق الأخرى .
(2) – انسجام وتناسق البيانات المكانية مما يسهل أعمال التحليل وتفسير البيانات والاستفادة منها .
(3) – بيانات الاستشعار عن بعد تعتبر بيانات مكانية مستمرة مقارنة ببيانات طرق المسح الأرضي الأخرى ، كما توفر بيانات مكانية ومعلومات أكثر وأفضل .
(4)- تكون بيانات الاستشعار في شكل يناسب إجراء معالجة البيانات بأجهزة الحاسب الآلي .
(5)- إمكانية الحصول على بيانات بصفة دورية .
(6) – تعتبر قياسات الاستشعار عن بعد ، مكملة للقياسات والمسوحات الأرضية الأخرى .
(7)- يساعد الاستشعار عن بعد على الحصول بيانات كثيرة بتكلفة أقل وفي فترة زمنية مناسبة .
بعض الصور الجوية المختلفة الاغراض و الملتقطة بواسطة الاقمار الصناعية صورة لقمر صناعي بالاشعة فوق البنفسجية لاراضي زراعية حيث يمكن تمييز المحاصيل والاراضي المزروعة وتقيمه حجمها بواسطة اللون
صورة لاحدى المنشأت النووية المراقبة بواسطة الاقمار الصناعية (مفاعل فوكوشيما باليابان الدي تدمر جزئيا بزلزال تسونامي خلال 2011)
صورة لاحدى اقمار USGS (هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية). توضح توضع الاحزمة الزلزالية بالعالم.
شكل يوضح معدل انزياح نهرالكتل الجليدية ملتقطة لمدة يوم حيث تدرج الالوان يعطي المعدل التقريب للانزياح ب 2.8 سم في اليوم
ثار بركان كليوتشيڤسكوي (المنطقة الحمراء) في كامتشاتكا بروسيا بتاريخ 30/9/1994. وحدثت آخر ثورتين عنيفتين له في عامي 1737 و 1945. ويجري نهر كامتشاتكا (في الأعلى) مخترقا هذه المنطقة المتفجرة حيث يغرق لوح الباسيفيكي في اللوح الأوروبي الآسيوي. وإلى الشمال من النهر توجد براكين خامدة (الأخضر)، وإلى الجنوب منه توجد مستوطنات زراعية (الخطوط). وتشير الأشرطة الضيقة (الصفراء-الخضراء) الموجودة على منحدرات بركان كليوتشيڤسكوي إلى جريانات لابيَّة جديدة. وفي هذه الصورة لمنطقة طولها 37 ميلا وعرضها 18.5 ميل كان الإشعاع المرسل يستقطَب أفقيا. وكان الإشعاع ذو النطاق L (الطول الموجي 24 سنتيمتر) يُستقبل أفقيا ويستقطَب رأسيا، ويسمى LHH (الأحمر) و LHV (الأخضر) على الترتيب. وتوضح الصورة أيضا المركبة المستقطبة رأسيا للإشعاع ذي النطاق C (الطول الموجي 6 سنتيمتر)، وتسمى هذه المركبة CHV (الأزرق).
شكل يوضح مدى دقة الرؤية والتغطية التفصيلية لاحدى الموانئ النشطة مما يجعلها اهم الميزات لمراقبة نشاط الدول
صور ملتقطة بالقمر الصناعي التابع لوكالة ناسا تبين أن منطقة الصحراء العربية كانت أيضاً مغطاة بالأنهار والبحيرات والمراعي، ويقول العلماء إن هذه المناطق أهملها الناس خلال مئات السنين لأنهم اعتقدوا أنها صحراء منذ أن خُلقت ولا يمكن لشيء أن يوجد فيها.؟؟وهدا من بين الأشياء العجيبة التي حدثنا عنها النبي عليه الصلاة والسلام.
[IMG]http://www.ibda3world.com/wp-*******/uploads/2009/12/3.jpg[/IMG]
http://www.ibda3world.com/wp-*******.../2009/12/3.jpg
جبال أطلس – المغرب Atlas Mountains جزء من جبال أطلس في جنوب المغرب، وتعتبر هذه المنطقة من أكثر مناطق العالم ثراءاً بالمعادن المنوعة، التي لم يلمسها أحد من قبل!
صور قمر صناعي حراري لوكالة ناسا يوضح الشكل الحقيقي لسطح الارض
صورة ملتقطة بواسطة احدى الأقمار الصناعية الملاحية لسحابة بركان ايسلندا الثائر 2011 حيث توضح مسار الغبار والغازات البركانية وامتدادها الكبير على مجال الملاحة الجوية على قارة اروبا بالكامل تقريبا.
صورة للمريخ تابعة لاحدى اقمار وكالة ناسا للاستشعار عن بعد و تبين وجود قناة ربما كانت تحتوي على المياه في عصور سابقة لتاريخ
الخلاصة
الثورات العلمية الواعدة لتقنيات الاستشعار عن بعد
التقدم المستمر:
وإذا كان الإنسان قد استطاع عن طريق الخروج إلى الفضاء أن يطل على الكرة الأرضية، التي عاش ملاصقاً لسطحها ملايين السنين، وأن يتفرس في ملامحها وأبعادها، تضاريسها وجغرافيتها، قاراتها ومحيطاتها، فإن ما تعد به تقنيات الاستشعار عن بعد ليس أقل من تمكين الإنسان من أن يتحسس سطح هذا الكوكب، ليبحث فيه عن الثروات الكامنة، وليعيد تشكيله ليناسب احتياجاته.
فمند أن انكب العلماء الأمريكيُّون خلال الخمسينيَّات من القرن العشرين على نوع من الصمامات المُفرَّغة يسمى الكلايسترون. ونجحوا في تطوير كلايسترون عالي القدرة، يناسب أجهزة الرَّادار التي لا تتطلب إلا تغيرُّاً طفيفًا في تردد الموجة الدقيقة من نبضة لأخْرى. كما حَسَّنَ العلماء بعد ذلك قدرة الكلايسترون، بحيث استطاع توليد موجات دقيقة ذات مستوى قُدرة فائق، وساعد هذا التَّطوُّر على زيادة مدى الرَّادار. وعكف العلماء على تحسين حساسية الرَّادار. وفي أواخر الستينيَّات من القرن العشرين صمّموا أجهزة استقبال لا تُصْدِر إلاَّ قليلاً من الضجيج الدَّاخلي الذي يَتداخَل مع استقبال الأصداء الخافتة.
وأسهم التطور السريع في الحواسيب الإلكترونية الذي تم بعد الحرب العالمية الثانية كثيرًا في تقنية الرَّادار؛ حيث ساعد في تحسين أداء معالج الإشارة، وأمكن تحليل الأصداء بكفاءة عند سرعات عالية. كما أن الحواسيب مكَّنت من تقديم المعلومات بصورة أكثر ملاءمة للعاملين بالرَّادار.
كذلك استفاد الرَّادار من اختراع الترانزستور في عام 1947م، ونبائط حالة الصلابة ذات الصلة خلال الخمسينيات والستينيات من القرن العشرين، حيث مكَّنَت هذه الأجهزة المهندسين من تطوير رادارات أخف وموثوق بها، بالإضافة إلى أن المهندسين استخدموا جهازًا منها سمي مُزيح الطّور لتطوير نوع من الرَّادار. وسمِيَ هذا الرَّادار بالصَّفيف المتطاور، ويحرِّك إشارة الحزمة إلكترونيًا بدلاً من تدوير الهوائي، وهذه الرادارات مفيدة بصورة خاصة في المواقع حيث تنتقل الإشارة بسرعة من هدف إلى آخر.
واستكمل الفيزيائيون في أواخر الستينيات من القرن العشرين الليزر، وهي نبيطة معقدة تنتج حزمة شديدة من الضوء. ونجم عن هذا العمل تطوير الرَّادار الضوئي الذي يَعْمَل على الترددات العالية للضوء الليزري. ويتطلب هذا النوع من الرَّادارات هوائيًا بحجم الدبوس لإرسال إشارة حزمة ضيقة للغاية.
الرّادار في المستقبل:
يتطلّع الباحثون اليوم إلى طُرُق لتقليص حجم رادارات الموجات الدقيقة ولتصنيعها بكلفة قليلة، ويتوقعون إنتاج وحدات رخيصة بحجم الجَيْب، باستخدام دوائر متكاملة ومعالجات دقيقة وأجهزة إلكترونية مصغرة أخرى. ويمكن أن تستخدم وحدات الرَّادار هذه لتساعد المكفوفين، كما يمكن استخدامها وسائل إنذار لمنع اصطدام السيارات.
كما يمكن أن تُحْمَل وحدات الرَّادار المُدْمَجَة في المركبة الفضائية لدراسة جَوّ الأرض بتفصيل أكبر، ولتوقُّع الطقس بصورة أدقّ، إضافة إلى أنّ الرَّادارات الكبيرة يمكن أن تُبْنى في الفضاء لتتبُّع السُّفن والملاحة الجوية على مدى نصف الكرة الأرضية من نقطة واحدة.
استكشاف المياة الجوفية بواسطة الاقمار
تستخدم الصور الجوية في عدة مجالات عمرانية وحضارية وإنسانية وزراعية وفي تقييم الموارد الطبيعية كما اشرنا في بادئ الموضوع . أيضا تستخدم كمرحلة أولية في استكشاف المياه الجوفية وذلك برسم الخرائط الطبيعية الأساسية ذات المقاييس المختلفة المناسبة في تحليل الصور الجوية الملتقطة لمعرفة التراكيب الجيولوجية من صدوع وطيات وشقوق وكهوف . وسوف نهتم بتحليل آثار الانكسارات الجيولوجية للبحث عن مصادر المياه الجوفية التي تعد أحد العوامل الناجحة التي يستخدمها الهيدرولوجيين وخصوصا في المناطق ذات التكوينات الجيولوجية الجيرية . تتركز المياه الجوفية كما نعلم في الفراغات والمناطق ذات الانكسارات الشديدة ( Fracture Zone ) لعدة أنواع من الصخور . ويمكن معرفة هذه الانكسارات من دراسة الظواهر والسمات الخطية ( Linear Feature ) في الصور الجوية وصور الأقمار الصناعية .
التنبؤ بالكوارث الطبيعية
ما زالت مسألة التوصل إلى اكتشاف أجهزة متخصصة للإنذار المبكـِّر بحدوث كوارث طبيعية تثير اهتمام العلماء والجيولوجيين، وتدفعهم لبذل المزيد من الجهد لتحقيق حلمهم في اكتشاف أساليب ناجعة لرصد دقيق للزلازل ومحاولة التنبؤ بحدوثها من خلال تقنيات متعددة تزخر بها مراكز الرصد الأرضية، وصولاً إلى الاستفادة من تقنيات الاستشعار الفضائي عن بعد. فما هو دور هذه التقنيات في مراقبة الأنشطة المؤدية إلى حدوث الزلازل؟ وهل هي قادرة على الإنباء، أو الإنذار المُبكـِّر بحدوث الكوارث؟
بدأ استخدام تقنيات الاستشعار عن بعد في رصد تشوُّه سطح الكرة الأرضية والكوارث الطبيعية قبل نحو عشرين سنة. وقد ساهمت هذه التقنيات بصورة فعلية وملموسة في المراقبة والرصد، بحيث صارت مسألة الإنذار المُبكـِّر اعتماداً على التقنية العلمية قابلة للتحقيق قريباً.
الاستشعار عن بعد هو تقنيات تستخدم الأقمار الصناعية في تصوير الموارد الأرضية والتضاريس باستثناء القطبين. وهناك نوع من الأقمار خاص بالرصد الجيوفيزيائي والموارد الأرضية يختلف عن الأخرى المتخصصة بالأرصاد الجوية والاستطلاع والتجسس العسكري أو بالاتصالات. ويُطلق على الأقمار المختصة برصد وتصوير الموارد الأرضية اسم أقمار استشعار المصادر الأرضية، وأهمها قمر (لاندسات) الأمريكي، و(سبوت) الفرنسي، وIRS الهندي. وتحمل هذه الأقمار أجهزة استشعارية مؤلفة من كواشف إلكترونية تقوم بمسح الكرة الأرضية مسحاً متكرراً بمعدل مرة خلال فترة تتراوح بين ثلاثة أيام وأربعة عشر يوماً، حسب نوع القمر الصناعي وارتفاع مساره عن سطح الأرض.
تقوم هذه الأقمار من خلال التجهيزات الاستشعارية التي تحملها بالتقاط صور فضائية رقمية تبثها إلى محطات أرضية، لتجرى عليها معالجات رقمية بهدف تصحيح كل خطأ في مجالات المسح باستخدام أنظمة معالجة رقمية تقوم بدمج البيانات الطيفية للحصول على صور فوتوغرافية مُحسَّنة. وتجري بعد ذلك في المحطات الأرضية جميع التعديلات على الصور لاستثمارها حسب اختصاص المستفيد. فإذا كان باحثاً زراعياً فإنه يستخدم المعالج الرقمي للاستفادة من تصنيفات التربة إلى جانب تصحيح حدود الصور لتمييز نوع الغلة الزراعية. وفي حال كان المستفيد جيولوجياً فإنه يحصل على البيانات الرقمية للقنوات الطيفية المختلفة التي تستقبلها الكواشف والماسح الإلكتروني باستخدام برمجيات خاصة تحولها إلى صور فوتوغرافية تعنى بالتضاريس والتشوهات الأرضية. وللماسح الإلكتروني الذي يحمله القمر الصناعي دور مهم في الرصد الاستشعاري. فالماسح المحمول على قمر لاندسات مزوَّد بسبع قنوات طيفية تمثل الألوان المرئية وغير المرئية، لذا يعطي راسم الخرائط سبع صور مستقاة من الأقنية الطيفية السبع، تُدمج ثلاث منها للحصول على صورة واحدة ملوَّنة. وتسمح هذه التقنية بدمج القنوات الطيفية المرئية وغير المرئية للحصول على بيانات لا تُرى بالعين المجرَّدة إلا بعد معالجتها إلكترونياً. ويمكن للمواسح أخذ صور رادارية مستقاة من قنوات رادارية عدة تتميَّز بقدرتها على تصوير الأرض دون أن تتأثر بعوامل الطقس الجوية من أمطار وغيوم وعواصف، على عكس الصور الضوئية التي تتأثر بهذه العوامل، إضافة إلى قدرة الصور الرادارية على اختراق سطح الأرض إلى عمق 40 متراً في بعض المواقع.
ويمكن عن طريق الصور الضوئية من نوع راسم الخرائط والصور الرادارية تحديد الفوالق النشطة، إضافة إلى مؤشرات جيولوجية أخرى ترتبط بانزياح مناطق الجفاف والتشوهات المتمثلة بتداخل أهداب الموجات الرادارية التي تعكس حركات الضغط الصفائحي، وهو عامل مهم في تقدير نشاط الفوالق الزلزالية. وكذلك من خلال رصد حالات التأين الغازي لعناصر الأكسجين والهيدروكسيل والنتروجين وزيادة تركيز غاز الرادون المشع المتسرب من المياه الجوفية، وهو الغاز الذي يزداد إطلاقه قبل حصول الهزة الأرضية وأثناءها.
استُخدمت أقمار الاستشعار لدراسة فالق الانهدام العربي الإفريقي، الذي يمتد من شرق إفريقيا إلى سورية ولبنان مروراً بفلسطين المحتلة، ودُرست صور رقمية فضائية لمواقع محلية رُصدت في فترات زمنية مختلفة خلال أعوام 1985 و1988 و1993 و1998، و2003 باستخدام أقمار لاندسات الأمريكي وسبوت الفرنسي وERS-1 الأوربي. وقد ساعدت تلك الصور والبيانات في تحديد البنيات التكتونية والمفاصل الفالقية والقسمات الأرضية الرئيسية لهذا الانهدام المهم. ومن خلال تحليل القيم الرقمية لقسمات المواقع الأرضية عموماً أمكن التنبؤ بحدوث عدد من الزلازل، منها: زلزال إزميت في تركيا، فقد أشارت البيانات الفضائية إلى وجود تشوهات بالاستطالات التداخلية الناجمة عن حركات الضغط الصفائحي، ونشاط الفوالق التباعدية في منطقة إزميت التركية. إضافة إلى حصول منطقة تأين كبيرة للغازات وزيادة واضحة في نسب تسربات غاز الرادون المشع. وقد اقترنت البيانات التي قدمتها الأقمار الصناعية المتخصصة بالقياسات الجيوفيزيائية الفضائية MAGSAT بمعلومات عن تغير الحقول المغنطيسية وازدياد الحرارة الأرضية على نحو عزز التوقعات بحدوث فاعليات زلزالية في هذه المنطقة.
ويتوقع أن يشهد المستقبل مزيداً من الاهتمام وتوسعاً في استخدام تقنيات الاستشعار عن بعد بالتوافق مع الأرصاد الموقعية الميدانية للقسمات الأرضية بغرض الحصول على أداة عملية للإنذار المُبكـِّر عن نشاطات الفوالق الزلزالية
ويمكن لجميع الدراسات السابقة أن تتم بشكل أفضل من الفضاء منه من الأرض ، بسبب الإمكانية الكبيرة للحصول على أفضل الصور لامتداد واسع من المساحة المرئية التي من المستحيل الحصول على مثيلتها من الأرض . أحد أهم الأمثلة على هذه الأقمار هي رادسات Radarsat التي أطلقت في 4/تشرين الثاني /1995م ، والتي تمتلك خصائص متنوعة ، في دعم الأبحاث الزراعية وعلم المحيطات ، علم الغابات ، علم المياه ، الجيولوجيا ، علم الخرائط ، وعلم الأرصاد الجوية ، والعديد من الحقول البيئية الهامة . أقمار البحث والإنقاذ Search and Rescue satellites ومجالات كشف المزيد عن الكواكب القريبة منا بهدا النطاق وامتدادا الى اغوار الفضاء وبسرعة الضوء نفسه.
رد مع اقتباس
مواقع النشر (المفضلة)