تقنيات التنقيب عن العصور: من الملاحين المبكرين إلى مقصي الأراضي

The Chronometer - John Harrison’s Breakthrough

وبعد الخسارة المأساوية لأسطول السيد دير أدميرال سير كلودسلي شوفيل في عام 1707 بسبب خطأ في خط الطول، عرض البرلمان البريطاني جائزة الطول، وقضى كلوك مان هاريسون عقودا لبناء سلسلة من مدمنين الزمن يمكن أن يتحملوا حركة السفينة ودرجة حرارتها، واستغرق مقياس حرارة ه 4كرونيك، الذي اكتمل في عام 1759، وقتاً دقيقاً في غضون ثوانٍ قليلة في كل رحلة بحرية.

الميثان - الدقة في أيدي الكابتن كوك

وقد حل المشتغل بالجنس، الذي اخترع في الثلاثينات، محل الرسول الفلكي وعبر الموظفين، وباستخدام نظام من المرايا، سمح للملاح بقياس الزاوية بين جثتين سماوية أو بين جسم وأفق - مع دقة غير مسبوقة، في كثير من الأحيان في غضون دقيقة من الزمن، حيث ظل الكابتن جيمس كوك يستخدم مقياس الدقة الجنسية والكرونووية معا في خريطة المحيط الهادئ.

مسح الأراضي - الترايت وثيودوليت

وعلى الأرض، أدت الحاجة إلى رسم خرائط للمستعمرات الموسعة وتحديد حدود الملكية إلى الابتكار، حيث تخلّى المساحون عن مسارات البوصلة لصالح الترايك: قياس خط الأساس ثم استخدام الزوايا لإصلاح مواقع أخرى، وأثبتت ثيودلتي ، وهو أداة ختانية تُقيّم الزوايا الأفقية والرأسية، العمود الفقري لمسح واسع النطاق.

التثليث والرسم في الغرب الأمريكي

وفي الولايات المتحدة، أنشأ نظام مسح الأراضي العامة شبكة من المدن والمناطق المتاخمة في المناطق الداخلية، بالاعتماد على السلاسل والبورصة والدوليت، وقد استخدم المساحون مثل جون ويسلي باول ثلاثية لرسم خريطة نهر كولورادو والكانيون الكبير، كما واجهوا تضاريس شديدة، وطقوس قاسية، ولقاءات عدائية، ومع ذلك فإن تسجيلهم المنهجي لأشكال الأراضي قد مكّن من الاستيطان، وتقنيات استخراج الموارد، والهياكل الأساسية.

الجزء الرابع: التقنيات الحديثة - السواتل، أجهزة الاستشعار، البيانات الضخمة

شهد القرن العشرين تعجيلاً هائلاً في قدرات الاستكشاف، مدفوعاً بالالكترونيات وتكنولوجيا الفضاء والحسابات، النظام العالمي لتحديد المواقع ]، الاستشعار عن بعد ]، [المسح العالمي للمعلومات الجغرافية] [التحويلات العالمية] [المقياس العالمي]

النظام العالمي لتحديد المواقع - موقف ثابت في أي وقت، في أي مكان

كما أن نظام تحديد المواقع الذي وضعته وزارة الدفاع الأمريكية والذي أعلن تشغيله بالكامل في عام ١٩٩٥، يستخدم مجموعة من السواتل التي تبث إشارات دقيقة للتوقيت، وهي مجموعة من السواتل التي تبث إشارات دقيقة، ويحسب جهاز استقبال موقعها بالترتيب: مقارنة التأخير الزمني في الإشارات من أربعة سواتل على الأقل.

الاستشعار عن بعد - العينين في السماء

فالسواتل والطائرات المجهزة بمستشعرات تبعد كثيرا عن النطاق المرئي، ويمكن للتصوير المتعدد الأطياف والفائق أن يكشف أنواعا مختلفة من النباتات، والودائع المعدنية، ونوعية المياه، بل وحتى السمات الأثرية المدفونة، وتستخدم " ليدار " (الكشف عن الطول والرنين) قوالب لازرية لخلق نماذج عالية الاستبانة، حتى من خلال مسح غير مرئي.

نظم المعلومات الجغرافية - تحليل البعد المكاني

فالبيانات الخام المستمدة من النظام العالمي لتحديد المواقع والاستشعار عن بعد لا معنى لها بدون أدوات لتحليلها، كما أن عمليات الضبط والمستودعات والتلاعب والتحليلات والبيانات المكانية المصورة، وتستخدم المساحات نظام المعلومات الجغرافية لدمج حدود الملكية، والأطواب، والهياكل الأساسية، والمعوقات البيئية، وتزيد المستكشفين من عدد الخرائط التاريخية التي تتضمن صورا ساتلية حديثة لتحديد المواقع الجيولوجية المحتملة أو الطرق المفقودة.

الطائرات العمودية - الجبهة الجديدة للدراسات الاستقصائية

كما أن المركبات الجوية غير المأهولة قد قامت بمسح جوي ديمقراطي، كما أن طائرة بدون طيار مزودة بكاميرا وجهاز تحديد المواقع الجغرافية التابع للشبكة يمكن أن تنتج صوراً أوتوماتوغرافية ونماذج رقمية سطحية ذات دقة على مستوى سنتيمتر في جزء من تكلفة الطائرات المأهولة، وتستخدم أجهزة المسح الطائرات بدون طيار لرسم الخرائط الطبوغرافية، وحسابات حجم المخزونات والحجرات، ورصد التقدم المحرز في مجال الاستكشاف.

الجزء الخامس: إدماج التقنيات في الممارسات الحديثة

ونادرا ما يكون الاستكشاف طريقة واحدة، ولكن مجرد دمج للتقنيات، وقد يبدأ مسح أرضي حديث بصور ساتلية لتخطيط طرق الوصول، واستخدام نظام تحديد المواقع لتحديد نقاط المراقبة، ونشر طائرة بدون طيار لرسم خرائط عالية الاستبانة، وتجهيز البيانات في نظام المعلومات الجغرافية لإنتاج خرائط نهائية، وبالمثل، تستخدم بعثة الأوقيانوغرافية نظام تحديد المواقع، والسونار المتعدد الأبعاد، والمركبات التي تعمل عن بعد، ومسح عن بعد، وتتبع مسار الملاحة البحرية.

وقد غير هذا التكامل أيضاً كيف ندرس التنقيب، إذ يقوم محفزو الرحلات ومختبرات نظام المعلومات الجغرافية بتدريب الطلاب في مجال التعليل الجغرافي المكاني، بينما تُدرَّس الملاحة السماوية التقليدية كمهارة احتياطية، وتحتاج هيئات التصديق المهني، مثل المؤسسة الملكية للمساحات المُرتَكَبة أو المؤتمر الأمريكي المعني بالمسح والرسم الخرائطي، إلى الاعتماد على أفضل الأدوات الرقمية الحديثة إلى جانب فهم للمبادئ التقليدية.

الجزء السادس: حدود ومخاطر تقنيات الاستكشاف الحديثة

وعلى الرغم من قوة الأساليب الحديثة، فإن أساليب الاستكشاف ليست محصنة من الخطأ، إذ يمكن تضييق أو خنق إشارات النظام العالمي لتحديد المواقع، ويمكن أن تفشل السواتل، وقد تؤدي خوارزميات الاستشعار عن بعد إلى إساءة تفسير البيانات، كما أن القيود الاقتصادية تحد من إمكانية الوصول إلى الموقع: التصوير العالي الاستبانة وبرامجيات نظام المعلومات الجغرافية المهنية باهظة الثمن، وفي العديد من البلدان النامية، لا تزال نظم حيازة الأراضي تعتمد على الدراسات الاستقصائية القديمة، مما يؤدي إلى منازعات حدودية وإلى استخدام الأراضي استخداماً غير فعال.

كما أن هناك شواغل بيئية تنشأ، إذ يمكن أن يزعج حركة السير على الأقدام لأطقم المسح النظم الإيكولوجية الهشة؛ ويمكن للرحلات الجوية بدون طيار أن تضغط على الأحياء البرية؛ كما أن الأجهزة الثقيلة لاستكشاف الموارد تترك ندوبا دائمة، فالاستكشاف المسؤول يتطلب الآن تقييمات دقيقة للأثر البيئي وطرقاً متدنية الانتشار، ويضع البعد الأخلاقي للاستكشاف الذي يتحكم في البيانات، ويستفيد من ذلك، خاصة فيما يتعلق بأقاليم الأصلية ومواقع التراث الثقافي.

الجزء السابع: استكشاف المستقبل - من الأرض إلى الفضاء

وتمتد الحدود التالية لتقنيات الاستكشاف إلى ما وراء كوكبنا، ويستخدم المريخ كاميرات ستريو، وجهاز ليدار، ومجسات المضاربة لرسم خرائط للتضاريس الفضائية، وقد أنشأ أوربيستر مون نماذج مفصّلة لاصقة للقمر باستخدام أجهزة قياس الليزر، كما أن الحشد الفضائي على متن أجهزة استقبال اختبار المواقع العالمية المصممة لرسم خرائط على الأرض، وخلق بيئات إشعاعية عالية السرعة.

وفي الأرض، فإن تقارب الذكاء الاصطناعي والمركبات المستقلة والمجسات الكمية يعد بمزيد من الدقة، ويمكن أن تحلل الصور الساتلية لتحديث الخرائط في الوقت الحقيقي القريب، بينما يمكن لزوارق المسح المستقلة أن ترسم خرائط للمرافئ والأنهار دون طيارين بشريين، ويمكن أن تصبح مقاييس التكليل التي تقيس درجات الجاذبية بدائل محمولة للعلامات العالمية في بيئات يمكن فيها استخدام إشارات ساتلية.

الاستنتاج: الرحلة غير المنتهيـة

ومنذ أول مرة يشاهد فيها ملاح بولينيزي نجماً بعيداً ويعرف أنه يعني الأرض، إلى مستكشف في مكتب حديث يحلل سحابة من طراز ليدار، اتبعت تقنيات الاستكشاف خيطاً غير محطم للابتكار، وكل جيل اقترض من آخر جيل، وأضاف اكتشافاته الخاصة، وسلّم صورة أكثر دقة للأرض، وعلمنا علمنا البحارون في وقت مبكر أن نبقي السماء مستكشفين.

تعلم المزيد عن تاريخ الملاحة في المتاحف الملكية غرينيتش ] ⁇ USGS introduction to modern surveying techniques ⁇ NASA Landsat - الاستشعار عن بعد لأغراض الاستكشاف ]