مرئيات القمر الصناعي (Sentinel) وأهميتها في حقل الجغرافية

مرئيات القمر الصناعي (Sentinel) وأهميتها في حقل الجغرافية

مرئيات القمر الصناعي ( (Sentinel وأهميتها في حقل الجغرافية

د. خالد إبراهيم حسين

قسم الجغرافية – كلية الآدابجامعة الانبار

مقدمة :

تعتبر الأقمار الصناعية احدى المصادر المهمة التي تزود الباحثين بمعلومات مكانية عن سطح الأرض ولاسيما في الوقت الحاضر بعد التطور الهائل في الأقمار الصناعية الخاصة بتصوير مواد الأرض ، والقمر الصناعي هو جهاز من صنع الانسان يدور في فلك (مدار) في الفضاء الخارجي، وسميت بالأقمار الصناعية لتمييزها عن الأقمار الطبيعية مثل قمر الأرض. يتكون Sentinel 2 من قمرين صناعيين. جاء Sentinel 2A أولاً والذي تم إطلاقه في عام 2015. ثم جاء Sentinel 2b في عام 2017. من المقرر إطلاق قمرين صناعيين إضافيين (Sentinel 2C و2D) في عامي 2020 و 2021. وهذا سيجعل ما مجموعه أربعة أقمار صناعية من نوع Sentinel-2. بشكل عام ، سيختصر هذان القمران الإضافيان وقت إعادة الزيارة إلى النصف. ويعتبر من السواتل الاوربية عالية الدقة واسعة النطاق ومهمة في التصوير الطيفي الفائق المصممة لاستمرارية البيانات وتعزيز مهام لاندسات وسبوت. لخدمات الأرض مثل: خرائط الغطاء الأرضي والاستخدام وكشف التغيير و تخطيط المخاطر، الخرائط الجيوفيزيائية المتغيرة (محتوى أوراق الكلوروفيل ) .

آلية العمل :

يتم الحصول على مرئيات القمر الصناعي (Sentinel 2) من الموقع المجاني المتاح على الانترنت          https://earthexplorer.usgs.gov/    بعد ان يقوم الباحث بالتسجيل على الموقع ليتمكن من الدخول وتحميل المرئيات المطلوبة ولأي مكان من اجل إتمام الدراسة المطلوبة والوصول الى النتائج.

تتكون المرئيات الفضائية لهذا القمر من (13) نطاق Band تتراوح دقتها من 10 – 60 مترا (بكسل) ويمكن تقسيمها كالآتي:

1 – النطاق band 2) ) الأزرق ، والنطاق (band3) الأخضر والنطاق (band4) الأحمر والاشعة تحت الحمراء القريبة (band 8) التي تتميز بدقة مكانية 10 متر (Resolution)

2 – اما النطاق (band 5) و(band 6) و(band 7) و (band 8A ) التي تمثل الاشعة تحت الحمراء المرئية القريبة التي تصل دقتها المكانية  (Resolution) 20 متراً .

3 – اما الاشعة تحت الحمراء قصيرة الموجة ضمن النطاق (band 11 ) و (12 band) بدقة مكانية 20 مترا.

4- النطاق الأخير الذي يضم (1 band) الجوي الساحلي والنطاق (band 10 ) و (9 band) فتبلغ دقته المكانية 60 متراً .

وللحصول على مرئيات ملونة متعددة الاطياف نستطيع من خلالها تمييز الظاهرات الجغرافية على سطح الأرض لابد من استخدام طريقة (دمج النطاقاتComposite Bands  ) من خلال برنامج نظم المعلومات الجغرافية ، حيث نستخدم مجموعة النطاقات لفهم الميزات الموجودة في الصور بشكل افضل ، حيث يتم إعادة ترتيب القنوات الموجودة في المرئيات بطريقة إبداعية، فعلى سبيل المثال هناك مجموعة نطاقات تبرز المعالم الجيولوجية أو الزراعية أو النباتات في صورة ما، بالإضافة الى الظاهرات الأخرى . وتبرز أهميتها في حقل الجغرافية بالشكل الآتي:

اولاً : المرئيات ذات اللون الطبيعي  :  Natural Color

نستخدم تركيبة نطاق اللون الطبيعي قنوات الأحمر(Band4) والأخضر(Band3) والأزرق(Band2)  والغرض منه هو عرض المرئية بنفس الطريقة التي ترى بها أعيننا العالم. تمامًا كما نرى ، الغطاء النباتي الصحي أخضر. بعد ذلك ، تظهر السمات الحضرية غالبًا باللونين الأبيض والرمادي. أخيرًا، الماء عبارة عن ظل من اللون الأزرق الداكن اعتمادًا على مدى نظافته، اذا نرى مناطق عمق المياه باللون الأزرق الداكن على عكس مناطق المياه الضحلة .

 

 

ثانيًا : الزراعة : Agriculture (B11, B8, B2)

تستخدم مجموعة نطاق الزراعة (SWIR-1 B11) الاشعة تحت الحمراء ذات الموجة القصير والأشعة تحت الحمراء القريبة (Band8) والنطاق الأزرق (Band2). اذ يتم استخدامه في الغالب لمراقبة صحة المحاصيل بسبب كيفية استخدامه للموجات القصيرة والأشعة تحت الحمراء القريبة. كلا النطاقين جيدان بشكل خاص في إبراز الغطاء النباتي الكثيف الذي يظهر باللون الأخضر الداكن. اذا تم تطبيق هذا العمل على المرئية واظهرت النتائج ان المناطق ذات اللون الأخضر الكثيف تمثل مناطق ذات غطاء نباتي كثيف على العكس من المناطق ذات اللون الأخضر اقل كثافة والذي يدل على قلة الغطاء النباتي.

 

ثالثا: الأشعة تحت الحمراء قصيرة الموجة (B12 ، B8A ، B4) Short-Wave Infrared   

تستخدم مجموعة نطاق الأشعة تحت الحمراء قصيرة الموجة SWIR (B12) و NIR (B8A) والأحمر (B4). يُظهر هذا المركب نباتات بدرجات مختلفة من اللون الأخضر. بشكل عام ، تشير الظلال الداكنة من اللون الأخضر إلى وجود نباتات أكثر كثافة. لكن اللون البني يدل على التربة العارية ومناطق البناء.

 

بعض الاستنتاجات:

نستنتج من ذلك  ان الأقمار الصناعية التي تزودنا بالمرئيات الفضائية  تعد من المصادر المهمة في الجغرافية التي تعمل على تزويد الباحثين بالبيانات المكانية ولفترات زمنية مختلفة كما تمكن الباحث من الحصول على معلومات عن مناطق يصعب الوصول اليها وهي احدى مميزات المرئيات الفضائية التي تمتاز بشموليتها ، واتضح أيضا أهمية المرئيات الفضائية لأنها تعمل على معرفة سطح الأرض وما احدث عليه من تغيرات في الأراضي الحضرية والأراضي الزراعية والحقول فضلا عن التغيرات التي تطرأ على الأنهار والبحيرات ، ومن خلال الانعكاسية الطيفية للمظاهر الجغرافية  تبين ما يأتي :

1 –يتم تمييز الغطاء النباتي عن الأراضي الصحراوية والاراضي المبنية بسبب الانعكاسية الطيفية المختلفة  لكل مظهر ارضي.

2 –  تم تمييز النباتات الصحية عن النباتات غير الصحية من خلال كمية الطاقة المنعكسة.

3 – امكن من خلال نطاقات المرئية تمييز المياه العميقة عن المياه الضحلة من خلال صفة اللون وكمية الطاقة المنعكسة .

4 – من مميزات المرئيات الفضائية أيضا انها تمكن الباحث من كشف التغيرات التي تطرأ بين سنة وأخرى بسبب التحديثات التي تطرأ على الأقمار الصناعية .

5- وتبين أيضا إمكانية المرئيات الفضائية في الجغرافية الحقلية من خلال مساهمتها في تحقيق التنمية المكانية.

 

المصادر :

1 - https://gisgeography.com/sentinel-2-bands-combinations/

2 - https://earthexplorer.usgs.gov/  

3-  www.esa.int/copernicus