ما هو نظام الاستشعار عن بعد وما هي أنواعه؟

كتب بواسطة: ليلى مزهر | نشر في

الاستشعار عن بعد هو عملية جمع البيانات أو المعلومات عن الأجسام أو الظواهر على سطح الأرض دون التلامس المباشر معها، ويعتمد على التقنيات التي تستقبل الإشارات المنعكسة أو المنبعثة من الأجسام وتفسيرها، وتتيح لنا تحليل الأرض والغلاف الجوي والمحيطات وحتى الظواهر البيئية الأخرى من خلال استخدام الأقمار الصناعية، والطائرات، وأجهزة الاستشعار المثبتة على الأرض.

تعريف الاستشعار عن بعد

الاستشعار عن بعد يعتمد على استخدام موجات الإشعاع الكهرومغناطيسي مثل الضوء المرئي، الأشعة تحت الحمراء أو الموجات الميكروية (الرادار) لرصد الأجسام وتحليل خصائصها، ويتطلب استخدام أجهزة استشعار متقدمة تقوم بتحليل البيانات وتحويلها إلى صور أو بيانات رقمية يمكن استخدامها في التحليل العلمي والبيئي.

تقنيات الاستشعار عن بعد تستخدم على نطاق واسع في العديد من المجالات مثل الزراعة، التنبؤات الجوية، إدارة الكوارث، رصد المحيطات، دراسة تغير المناخ، وغيرها من المجالات التي تحتاج إلى مراقبة دقيقة ومستمرة للمساحات الشاسعة.

مكونات أنظمة الاستشعار عن بعد

تتألف أنظمة الاستشعار عن بعد من عدة عناصر أساسية تتيح جمع وتحليل البيانات، وتشمل:

حيث يعتمد النظام على مصدر للطاقة لبعث أو استقبال الإشارات مثل الشمس في حالة الاستشعار السلبي أو إشارات رادارية في حالة الاستشعار الفعال.
تقوم أجهزة الاستشعار بالتقاط المعلومات أو الإشارات من الأجسام المرصودة، وتختلف أنواعها حسب التقنية المستخدمة، ويمكن أن تكون تصويرية أو طيفية أو حرارية.
الأقمار الصناعية أو الطائرات تستخدم في حمل أجهزة الاستشعار فوق سطح الأرض، ويمكن أن توفر مراقبة دائمة لمناطق واسعة من الأرض.
بعد جمع البيانات يتم تحليلها ومعالجتها باستخدام برامج وأنظمة متقدمة لتحويلها إلى صور قابلة للتفسير أو نماذج رقمية.

أنواع الاستشعار عن بعد

يمكن تصنيف الاستشعار عن بعد إلى نوعين رئيسيين بناءً على طريقة الحصول على البيانات ولكل منهما خصائص واستخدامات محددة:

1. الاستشعار عن بعد السلبي

الاستشعار عن بعد السلبي يعتمد على استخدام الإشعاعات الطبيعية المنبعثة أو المنعكسة من الشمس أو من مصادر طبيعية أخرى مثل الأشعة تحت الحمراء أو الأشعة الميكروية، ويقوم بالتقاط الإشعاع المنعكس أو المنبعث من الأجسام على الأرض ويحولها إلى بيانات.

مثال على الاستشعار السلبي: التصوير بالأقمار الصناعية في الأطوال الموجية المرئية أو تحت الحمراء، ومثل صور "لاندسات" التي تقدم معلومات عن الغابات، المحاصيل الزراعية، وحتى التغيرات الجيولوجية، ومن استخدامات الاستشعار عن بعد السلبي:

يمكن للمزارعين استخدام تقنيات الاستشعار عن بعد لتحديد حالة المحاصيل وتقدير كميات المياه اللازمة.
يستخدم في رصد درجات الحرارة، ومستويات الرطوبة، وتحليل الغلاف الجوي.
يمكن الاستفادة من الصور الفضائية لرصد تأثيرات الكوارث الطبيعية مثل الزلازل، الفيضانات أو الحرائق.

2. الاستشعار عن بعد الفعال

يقوم النظام بإرسال إشارات أو نبضات باتجاه الجسم المستهدف، ثم يقوم برصد الإشارات المرتدة، ويمكن استخدام الرادار أو الليزر كمصادر لهذه الإشارات، وعلى عكس الاستشعار السلبي، فإن النظام الفعال لا يعتمد على الإشعاع الطبيعي، مما يعني أنه يمكن استخدامه في الليل أو في ظروف الطقس السيئة.

مثال على الاستشعار الفعال: تقنية الرادار التي تستخدم موجات الراديو للكشف عن تفاصيل سطح الأرض مثل التضاريس أو الكتل الجليدية، ومن استخدامات الاستشعار عن بعد الفعال:

يمكن لرادارات الاستشعار عن بعد تقديم خرائط دقيقة للتضاريس والأراضي الغير مرئية في الضوء العادي مثل التضاريس المغطاة بالغابات الكثيفة.
يستخدم الرادار لرصد هطول الأمطار، وسرعة الرياح، وحركة السحب.
يمكن استخدام تقنيات الرادار لمراقبة الحدود وتحركات القوات.

تطبيقات الاستشعار عن بعد

نظام الاستشعار عن بعد يمثل طفرة تكنولوجية كبيرة في مجالات عديدة مثل الزراعة، الطقس، البيئة، وإدارة الكوارث، ومن تطبيقات الاستشعار عن بعد:

1. الزراعة

الاستشعار عن بعد يوفر للمزارعين القدرة على مراقبة صحة النباتات وتحديد المناطق التي تحتاج إلى الري أو التسميد.
يمكن تحليل البيانات الزراعية من خلال صور الأقمار الصناعية، مما يمكن المزارعين من اتخاذ قرارات مستنيرة حول كيفية إدارة مزارعهم.

2. إدارة الكوارث

في حالات الكوارث الطبيعية يعد الاستشعار عن بعد أداة قوية لرصد الأضرار وتقديم صور لحظية للمناطق المتضررة.
هذه المعلومات تمكن الحكومات والفرق الإنقاذ من تحديد أولويات التدخل وتوجيه الموارد اللازمة بشكل فعال.

3. التنبؤات الجوية والمناخية

تستخدم الأقمار الصناعية المجهزة بأنظمة الاستشعار عن بعد لرصد التغيرات المناخية مثل درجة حرارة المحيطات وتوزيع الغيوم.
هذه البيانات تمكن العلماء من فهم الظواهر المناخية وتوقع التغيرات المستقبلية.

4. البيئة

الاستشعار عن بعد يمكن أن يساعد في مراقبة التغيرات البيئية مثل تآكل التربة، وإزالة الغابات، وتلوث المياه.
هذا يمكن الحكومات من اتخاذ خطوات وقائية للحفاظ على البيئة.

فوائد الاستشعار عن بعد

بفضل الأقمار الصناعية يمكن جمع بيانات واسعة النطاق تغطي أجزاء كبيرة من الأرض في وقت قصير.
يمكن لنظم الاستشعار عن بعد رصد الأماكن التي يصعب الوصول إليها مثل الغابات الكثيفة أو المناطق الجبلية.
توفر الأجهزة الحديثة صورًا دقيقة تتيح تحليل التفاصيل الدقيقة لسطح الأرض والظواهر الجوية.

سلبيات الاستشعار عن بعد

تطوير وإطلاق الأقمار الصناعية وأجهزة الاستشعار يحتاج إلى ميزانيات ضخمة.
تحتاج البيانات المستلمة إلى تقنيات متقدمة ومهارات تحليلية دقيقة لفهمها واستخدامها بشكل فعال.

اقرأ المزيد