التركيز الإعلامي للرؤية العالمية
ظهرت الشركة على شاشة التلفزيون المركزي 15 مرة، ووصلت تغطيتها عبر وسائل الإعلام الحزبية والإعلام المركزي ووسائل الإعلام الرسمية المحلية إلى ما مجموعه 50 مليون شخص.
رصد الكلوروفيل أ المائي باستخدام مؤشر طيفي فائق جديد
مقدمة معلومات أساسية
الكلوروفيل أ هو الصباغ الرئيسي لعملية التمثيل الضوئي في العوالق النباتية، ويُستخدم غالبًا كمؤشر على كتلتها الحيوية. يُعد تركيز الكلوروفيل أ (Chla) مؤشرًا أساسيًا لتقييم مستويات التخثث ودراسة دورة الكربون في البيئات المائية. وبالمقارنة مع طرق أخذ عينات المياه السطحية التقليدية التي لا تستطيع قياس سوى عدد محدود من النقاط، توفر تقنية الاستشعار عن بُعد نطاقًا أوسع من المعلومات حول التوزيع المكاني للكلوروفيل أ.
يُعدّ الاستشعار عن بُعد فائق الطيف ذا إمكانات هائلة لرصد الكلوروفيل أ (Chla) في ظروف المياه المعقدة بصريًا. مع ذلك، فإنّ المؤشرات فائقة الطيف الحالية محدودة بسهولة بسبب تداخل معايير جودة المياه الأخرى، وعدم دقة تصحيح الغلاف الجوي، وتشتت النطاق الطيفي عند التعامل مع المسطحات المائية عالية الإنتاجية. ولمعالجة هذه المشكلة، اقترح ياو وزملاؤه مؤشرًا طيفيًا جديدًا، وهو مؤشر عرض ذروة انعكاس الحافة الحمراء (REPWI). هذا المؤشر:
(1) الاستفادة الكاملة من الدقة الطيفية العالية للبيانات الطيفية الفائقة لتقليل تداخل TSM وCDOM في المسطحات المائية المعقدة بصريًا، وبالتالي إتاحة الفرصة الكاملة لإمكانات ذروة انعكاس الحافة الحمراء.
(2) غير حساس للشكوك التي تحدث أثناء عملية تصحيح الغلاف الجوي غير الكاملة
(3) تقليل تأثير فترة أخذ العينات الطيفية المنفصلة
الأساليب والمبادئ
استخدمت دراسة الحالة هذه صورًا طيفية فائقة لمنطقة بحيرة تايهو التقطها القمر الصناعي Xiguang-1 05 (Tianxianpei) في 18 يونيو 2025، لإجراء حسابات المؤشر وتحليل جودة المياه في منطقة بحيرة تايهو بناءً على نتائج المؤشر.
الجدول 1. مقدمة البيانات
في هذه الحالة، تستخدم عملية حساب المؤشر بيانات انعكاس مستوى L2C المصححة جويًا. وتكون إجراءات التشغيل المحددة كما يلي:
1. معالجة البيانات المسبقة
(1) التنعيم الطيفي: في برنامج ENVI، تُنعّم بيانات انعكاس السطح باستخدام خوارزمية سافيتزكي-غولاي (SG)، مما يقلل التشويش الطيفي ويُحسّن موثوقية حسابات مؤشر ارتباط الحافة الحمراء اللاحقة. يُمكن استخدام إما مرشح سافيتزكي-غولاي من متجر التطبيقات في ENVI أو أداة التنعيم الطيفي المدمجة في برنامج THOR. عند استخدام مرشح سافيتزكي-غولاي، تكون إعدادات المعلمات كما يلي:
(2) تسجيل الصور (اختياري): يتم إجراء التسجيل الجغرافي على البيانات المُعالجة بناءً على الخريطة الأساسية. يمكن إجراء التسجيل في برامج ENVI أو QGIS أو ArcGIS. يُوصى باستخدام صور جوجل كخريطة مرجعية.
(3) قناع المسطح المائي: يتم استخراج منطقة بحيرة تايهو عن طريق تطبيع مؤشر المسطح المائي بواسطة رقم انعكاس السطح واختيار عتبة مناسبة بناءً على الرسم البياني لنتائج الحساب.
(4) حساب المؤشر: يُحسب المؤشر باستخدام أداة حساب النطاقات في برنامج ENVI. المؤشر المحسوب عبارة عن صورة نقطية متعددة النطاقات أو أحادية النطاق. يمكن تصديره بصيغة TIFF باستخدام أداة إنشاء الملفات الجديدة في برنامج ENVI، ثم تحليله في برنامج QGIS أو ArcGIS.
(5) استخراج قناع منطقة الكلوروفيل: باستخدام المؤشر الجزئي المحسوب، تم إجراء استخراج قناع منطقة الكلوروفيل في بحيرة تاي هو باستخدام طريقة العتبة الثابتة.
(6) التحليل الشامل متعدد المؤشرات: استنادًا إلى المتجه الإحصائي أو مؤشر الشبكة، يتم تحليل توزيع المؤشرات المختلفة بالرجوع إلى المعنى الفيزيائي الذي تمثله المؤشرات المختلفة.
ويمكن أيضًا حساب المؤشر مباشرة باستخدام صور قيمة DN الأصلية، أو عن طريق الحصول على بيانات الانعكاس بعد المعايرة الإشعاعية والتصحيح الجوي لحساب المؤشر.
المعايرة الإشعاعية: يتم إجراء تصحيح إشعاعي على بيانات قيمة DN الخام باستخدام معاملات المعايرة الإشعاعية المُقدمة من برنامج radiance للحصول على بيانات الإشعاع الظاهري. ويمكن القيام بذلك باستخدام أداة المعايرة الإشعاعية في برنامج ENVI.
التصحيح الجوي: يتم إجراء التصحيح الجوي باستخدام أدوات التصحيح الجوي القائمة على نماذج 6S أو MODTRAN للحصول على بيانات انعكاس السطح، مثل أداة التصحيح الجوي FLAASH في ENVI.
2. حساب المؤشر الطيفي
(1) أنا:تم استخلاص نطاق المسطحات المائية باستخدام طريقة المؤشر الطيفي. تحديدًا، حُسب مؤشر الفرق المعياري للمياه (NDWI) بناءً على صورة انعكاس السطح المعالجة بواسطة برنامج FLASH. ثم، استنادًا إلى المدرج التكراري لصورة NDWI، تم تحديد عتبة لإتمام استخلاص المسطحات المائية. صيغة الحساب كالتالي:
(2) الرد:وفقًا للنموذج البصري الحيوي، كلما زاد محتوى الكلوروفيل أ في الماء، زادت قوة امتصاصه (زاد عمق وادي الانعكاس) بالقرب من 670-680 نانومتر، مما سيؤدي إلى تحول ذروة الانعكاس في منطقة الحافة الحمراء (حوالي 700 نانومتر) نحو أطوال موجية أطول وتصبح أوسع.
التعريف الفيزيائي لمؤشر REPWI: يُعرَّف بأنه المسافة الأفقية للطول الموجي الممتدة أفقيًا إلى اليمين من طول موجة قاع الانعكاس الأحمر الثابت (678 نانومتر) حتى يتقاطع مع الجانب الأيمن من منحنى ذروة انعكاس الحافة الحمراء. صيغة الحساب كالتالي:
في،لفييتم تحديد الطول الموجي عند نقطة التقاطع اليمنى عن طريق الاستيفاء الخطي، بما يحقق R.rs(ل')في) = Rrs(678)。
عرض النتائج
الشكل 1. صورة مركبة بالألوان الحقيقية شيغوانغ رقم 1 05 (مباراة مثالية) 20250618
تم الحصول على النتائج التالية من خلال إجراء عملية استخراج المسطحات المائية وحساب المؤشر المذكور أعلاه على بيانات القمر الصناعي Xiguang-1 05 (Tianxianpei):
الشكل 2. خريطة توزيع مؤشر REPWIشيغوانغ رقم 1 05 (مباراة مثالية) 20250618
لتحليل مدى ملاءمة مؤشر REPWI، أُجريت دراسة مقارنة مع مؤشر الكلوروفيل المعياري (NDCI) الأكثر شيوعًا. يوضح الشكل أدناه توزيع نتائج مؤشر الكلوروفيل المعياري (NDCI).
الشكل 3. توزيع مؤشر الكلوروفيل المعياري (NDCI)شيغوانغ رقم 1 05 (مباراة مثالية) 20250618
تُظهر المقارنة توافقًا بين مؤشري REPWI وNDCI من حيث الاتجاهات الكلية. يُشير كلا المؤشرين إلى تركيزات أعلى بكثير من الكلوروفيل أ في المناطق الشمالية الغربية والساحلية من بحيرة تاي هو مقارنةً بالأجزاء الوسطى والجنوبية الشرقية، مما يدل على تباين مكاني واضح في ظاهرة التخثث. وبشكل عام، تُعدّ ظاهرة ازدهار الطحالب شديدة في المنطقة الغربية من بحيرة تاي هو، مع ارتفاع تركيزات الكلوروفيل أ بالقرب من مناطق الازدهار. ويعود ذلك إلى أن الجزء الغربي من بحيرة تاي هو هو مصب الأنهار، التي تجلب كميات كبيرة من المغذيات التي تُعزز نمو الطحالب بكثافة، مما يؤدي إلى ازدهار البكتيريا الزرقاء وزيادة تركيزات الكلوروفيل أ. أما المناطق الوسطى والشرقية من بحيرة تاي هو فهي أقل تأثرًا، مما ينتج عنه جودة مياه أفضل من غرب البحيرة. تنمو النباتات المائية في الجزء الشرقي من البحيرة، وتكون تركيزات الكلوروفيل أ أقل، مما يُؤكد فعالية مؤشر REPWI في رصد خصائص التوزيع المكاني للكلوروفيل أ في المسطحات المائية. يوفر هذا دعمًا أكثر موثوقية للبيانات لرصد جودة المياه اللاحق والإنذار المبكر بتكاثر الطحالب.