تساعد تقنية الاستشعار عن بعد فائقة الطيف في الرصد البيئي للأراضي الرطبة

تؤدي الأراضي الرطبة وظائف بيئية حيوية، تشمل تنظيم المناخ، والحفاظ على التنوع البيولوجي، وتنقية المياه، والتحكم في الفيضانات، كما أنها عنصر هام في دورة الكربون العالمية. على مدى القرن الماضي، وتحت ضغط تغير المناخ والأنشطة البشرية، انخفضت مساحة الأراضي الرطبة عالميًا بشكل كبير، مما أدى إلى تضرر هياكل النظم البيئية، وتراجع وظائفها، بل وفقدانها. وعلى وجه الخصوص، تقلصت المساحة الجغرافية للأراضي الرطبة في الصين بشكل ملحوظ. وقد أصبح ضمان التنمية المستدامة لبيئات وموارد الأراضي الرطبة قضية بالغة الأهمية.

مراقبة الأراضي الرطبة عن بعد

تُستخدم تقنية الاستشعار عن بُعد، بما تتميز به من وفرة مصادر البيانات، والمنظور الكلي، والاستجابة السريعة، على نطاق واسع في رصد وتقييم آثار الأنشطة البشرية على النظم البيئية للأراضي الرطبة. فهي تُتيح الحصول على معلومات حول التوزيع المكاني واتجاهات تطور الغطاء النباتي للأراضي الرطبة، مما يوفر بيانات بالغة الأهمية لحماية وإدارة هذه النظم. أما بالنسبة للمسطحات المائية في الأراضي الرطبة، فيُمكن للاستشعار عن بُعد الحصول على معلومات حول توزيع المياه، وتغيرات منسوبها، ومعايير جودتها. وبالتكامل مع بيانات الرصد الأرضي، يُمكن إنشاء نماذج هيدرولوجية للأراضي الرطبة للتنبؤ بالعرض والطلب على موارد المياه، مما يُوفر أساسًا علميًا للاستخدام الأمثل للأراضي الرطبة وحماية بيئتها الإيكولوجية.

عند استخدام تقنية الاستشعار عن بعد لمراقبة الأراضي الرطبة، يمكن دمج الخصائص الطيفية للأراضي الرطبة مع الخصائص البيئية لأنواع الأراضي الرطبة المختلفة لإجراء التحليل الجيولوجي، وبالتالي إنشاء طرق تصنيف الاستشعار عن بعد للأراضي الرطبة المقابلة.

شركة شيان للإلكترونيات الضوئية والفضاء التابعة للأكاديمية الصينية للعلوم - مراقبة الأراضي الرطبة عن بعد باستخدام الاستشعار الطيفي الفائق

تتمتع الأقمار الصناعية فائقة الطيف بقدرات استشعار عن بُعد متعددة النطاقات، مما يُمكّنها من التقاط معلومات طيفية أكثر ثراءً. وبالمقارنة مع الأقمار الصناعية التقليدية، تُوفر هذه الأقمار معلومات أكثر تفصيلاً عن خصائص الأرض، مثل حالة نمو وتوزيع القصب في الأراضي الرطبة. ومن خلال تحليل البيانات فائقة الطيف، يُمكن تحديد نطاق توزيع القصب ومساحته بدقة باستخدام خصائص مثل انعكاس القصب في نطاقي الأشعة تحت الحمراء والأشعة تحت الحمراء القريبة.

يجري نهر شيتشوان لمسافة 30 كيلومترًا داخل مقاطعة يانليانغ، ويتحكم في منطقة تصريف تبلغ مساحتها 188 كيلومترًا مربعًا. حاليًا، تُشكل القصبات المتضخمة على طول نهر شيتشوان في يانليانغ مشكلةً حقيقية. فمع حلول فصل الشتاء، تذبل هذه القصبات وتحتاج إلى قطعها. إلا أن أساليب المسح اليدوي التقليدية غير فعالة وغير دقيقة، مما يُصعّب تحديد توزيع القصبات ومساحتها بدقة. في هذه الحالة، يُمكن لتقنية الاستشعار عن بُعد بالأقمار الصناعية فائقة الطيف أن تُقدم مزايا فريدة.

تتمتع الأقمار الصناعية XIGUANG-003 و XIGUANG-002 للاستشعار عن بعد الطيفي الفائق التي أطلقتها الأكاديمية الصينية للعلوم Xiguang حاليًا بالشروط المذكورة أعلاه، مما يمنحها ميزة كبيرة في تقديم الخدمات لإدارة حوض نهر إيشيكاوا.من خلال إنشاء نموذج كمي طيفي فائق الدقة أرضي عند نقاط أخذ العينات في منطقة الدراسة، والحصول على قيم طيف انعكاس المياه عند هذه النقاط عبر بيانات الأقمار الصناعية، يمكن تحديد معايير جودة المياه باستخدام هذا النموذج. وبذلك، يُمكن رصد جودة المياه دون الحاجة إلى قياسات فعلية، مما يوفر بشكل كبير الموارد البشرية والمادية. 

في السنوات الأخيرة، ساهم التطور المتواصل لتقنيات الاستشعار عن بُعد، من حيث القياس الكمي، والتحليل متعدد الأوقات، والتحليل متعدد المنصات، ومعالجة البيانات الضخمة، والتعرف الذكي، في توفير أساليب أكثر ملاءمة وآفاق أوسع لأبحاث بيئة الأراضي الرطبة واتخاذ القرارات الإدارية. ومع التوسع المستمر في مصادر بيانات الاستشعار عن بُعد وإثراءها، والتحسين المتواصل لقدرات معالجة البيانات الضخمة، يتطور الاستشعار عن بُعد للأراضي الرطبة بسرعة نحو اتجاهات متعددة المصادر، وسريعة، ودقيقة، كما سيشهد البحث في مجال الاستشعار عن بُعد لبيئة الأراضي الرطبة، بوصفه مجالًا هامًا متعدد التخصصات، نضجًا ملحوظًا.