دور التصوير الساتلي في إدارة الكوارث والإغاثة الإنسانية

الدور التحولي للصور الساتلية في إدارة الكوارث والإغاثة الإنسانية

الصور الساتلية قد أعدت بشكل أساسي كيف تقوم فرق الاستجابة للكوارث والمنظمات الإنسانية بالتحضير للأزمة والاستجابة لها والتعافي منها، وذلك بتوفير رؤية ثابتة ومتبادلة لسطح الأرض، وأجهزة الاستشعار المدارية التي تقوم بإنتاج معلومات ذات طابع عملي في غضون ساعات من حدوث فيضان في فيضان، وهذه البيانات الجغرافية المكانية في الوقت الحقيقي تمكن المستجيبين من تجاوز ظواهر الزلازل الأرضية، وتقييم الأضرار التي تحدث في المناطق الشحيحة

إن اقتراح القيمة واضح: فعندما تُحسب كل دقيقة، يكون لها صورة دقيقة عالية الاستبانة لمنطقة متأثرة، يمكن أن يعني الفرق بين الاستجابة المنسقة جيداً والرد الملتوي، ولا تكشف البيانات الساتلية فقط عما يحدث على أرض الواقع، بل أيضاً ما يحتمل أن يحدث في المستقبل عمليات الإجلاء الاستباقي، وربط سلسلة الإمداد بكفاءة، والتخطيط الطويل الأجل للإنعاش.

تطور تكنولوجيا السواتل في الاستجابة لحالات الطوارئ

وقد أحرزت المراقبة الأرضية القائمة على السواتل تقدما كبيرا منذ إطلاق أول سواتل جوية في الستينات، وقدمت النظم المبكرة بيانات مسببة للتآكل، وبيانات منخفضة الاستبانة لا تناسب سوى التحليل الجوي الواسع النطاق، واليوم، مجموعة من السواتل التجارية والتابعة للحكومة - التي تبث من منابر الأشعة المميتة للسواتل المتعددة المؤشرات التابعة للناسا إلى الأشعة العالمية العالية الاستبانة ومقياس الأشعة الاصطناعية للسواتل " بليديس "

وقد أدى تحولان تكنولوجيان رئيسيان إلى تعجيل عملية اعتماد الصور الساتلية في سياقات الكوارث، أولاً، إضفاء الطابع الديمقراطي على الوصول: منابر مثل سينتيل هوب، ومحرك غوغل الأرض، ومدخل ناسا الأرضي، إلى إتاحة الوصول الحر أو المنخفض التكلفة إلى أجهزة ساتلية ذات بيانات ساتلية، مما مكّن المنظمات غير الحكومية الصغيرة من إجراء تقييمات متطورة للأضرار، ثانياً، ارتفاع أجهزة الاستشعار التي لا تملك أي سعة، والتي يمكن أن تُزيلها غطاء غيومها وتُ وتشغيلها

التطبيقات الأساسية للصور الساتلية في إدارة الكوارث

وتشمل حالات استخدام الصور الساتلية في إدارة الكوارث دورة حياة الكوارث بأكملها: التخفيف والتأهب والاستجابة والتعافي، وترد في الفروع التالية تفاصيل عن مدى استفادة أنواع الكوارث المحددة من المراقبة المدارية.

Hurricane and Cyclone Tracking

(و) تقدم السواتل الاصطناعية مثل سلسلة (نوا) و(ميتيوسات الأوروبية تغطية ثابتة من المدارات الأرضية للأعاصير المدارية، وتتعقب تكوين العواصف، وتغيرات الكثافة، وطرق ذات حل زمني مرتفع، وتغذي نماذج التنبؤ الجوي الرقمية التي تقود أوامر الإجلاء، وعندما تهبط العاصفة، وتلتقط صورة سريعة الاستبانة وسارية ذات أولوية فيضاناتها، وأنماط الفيضان الريحية، والهيكل الأساسي.

رسم الخرائط والتخفيضات

والفيضانات هي من أكثر الكوارث الطبيعية تواتراً وتدميراً، وتؤثر على الملايين سنوياً، ولا سيما بيانات البحث عن السواتل من سينتينيل-1، ورادارسات، ومقياس مياه الفيضانات الذي تستخدمه شركة COSMO-SkyMed-can خرائطية، حتى في ظل غطاء سحابي مكثف، ومن خلال مقارنة الصور التي تُحدث قبل وقوع الحوادث وبعدها، تُنتج الدول المتأثرة تقديرات عمق للفيضانات، وتُحدِّد المجتمعات المحلية المعزولة عن طريق المياه المتصاعدة().

تقييم الأضرار الناجمة عن الزلزال

وبعد وقوع زلزال كبير، كثيرا ما يعرقل الاستطلاع الأرضي بفعل انهيار البنية التحتية، والعقبات، والحطام الخطير، وتوفر الصور الساتلية بديلا آمنا وسريعا لتقييم الأضرار الهيكلية في المناطق الحضرية، كما أن الصور البصرية ذات التصميم العالي جدا )الاستبانة ٣٠-٥٠( يمكن أن تكشف عن وجود مبان منهارة، وطرق مشققة، وزحف مع وضوح ملحوظ، بالإضافة إلى أن الأشعة المتقطعة في عام ٢٠١٥ تساعد على اكتشاف أنماط التشريد السطحي.

الكشف عن الحرائق البرية ورصدها

وتُعد السواتل المجهزة بمستشعرات حرارية ذات طبقات تحت الحمراء، مثل أجهزة الـ MODIS وSRS التابعة لناسا، وكشف الحرائق النشطة والبؤر الساخنة في وقت قريب من الوقت الحقيقي، وتوفر بيانات أساسية عن التقدم في محيط الحرائق، وشدة حريقها، وتشتت دخّنها على دخان الدخان، وخلال موسم إطلاق النار في كندا، كان التصوير الساتلي حاسما في تعقب انتشار الحرائق عبر ملايين الهكتات وتنبيه المجتمعات المحلية إلى أن تكون مبعثة ذات نوعية خطرة.

تقييم المخاطر البرية والفولكانية

الصور الضوئية و السار تستخدم لرصد المناطق المعرضة للهبوط عن طريق كشف التشوهات المسطحة و الشقوق الأرضية و اضطراب النباتات في البيئات البركانية، تتبع السواتل الشذوذ الحراري، انبعاثات الغاز (بما في ذلك ثاني أكسيد الكبريت عن طريق أجهزة الاستشعار فوق البنفسجية)، وتدفقات تدفق الغازات

عمليات الإغاثة الإنسانية: من البيانات إلى العمل

وبالإضافة إلى الاستجابة الفورية للكوارث، تؤدي الصور الساتلية دورا حيويا في النظام الإيكولوجي الأوسع نطاقا للإغاثة الإنسانية، ودعم اللوجستيات، وتتبع السكان، والانتعاش الطويل الأجل.

تقييم الاحتياجات وتقدير مقدار الأضرار

وتحتاج المنظمات الإنسانية إلى بيانات سريعة وموضوعية لتحديد خطورة الأزمة وتبرير نداءات التمويل، وتوفر الصور الساتلية خط أساس مستقل يمكن التحقق منه لتقييم عدد المباني المتضررة، ومدى انقطاع الهياكل الأساسية، وتشريد السكان، وبرنامج UNOSAT بانتظام، تصدر تقارير تقييم الأضرار بواسطة السواتل في غضون 24 ساعة من وقوع الكوارث الرئيسية، وتستخدم هذه التقارير في إطار تنسيق ميزانيات الأمم المتحدة.

النقل والإمدادي وسلسلة الإمداد

وفي أعقاب الكارثة، يمكن سد شبكات الطرق بالحطام أو الفيضانات أو الانهيالات الأرضية، وتساعد الصور الساتلية منسقي الإغاثة على تحديد الطرق التي يمكن المرور بها، ومناطق الهبوط الآمنة للطائرات العمودية، والمواقع المناسبة للمستشفيات الميدانية أو مراكز التوزيع، ومن خلال وضع بيانات ساتلية مع الخرائط الطبوغرافية وطبقات كثافة السكان، يمكن لأفرقة السوقيات أن تُحدِّد سلاسل الإمداد إلى أقصى حد للوصول إلى المجتمعات المحلية الأكثر ضعفا أولا.

تحديد السكان الضعفاء

ويمكن للصور الخفيفة الليلية من السواتل مثل سومي NPP VIIRS الكشف عن انقطاعات في الطاقة، مما يوفر قدرا غير مباشر من تشريد السكان وفشل الهياكل الأساسية، ويمكن للمحللين، مجتمعين بالصور النهارية العالية الاستبانة، أن يحددوا الملاجئ المؤقتة ومخيمات اللاجئين والمستوطنات غير الرسمية التي قد لا تظهر على الخرائط الرسمية، وهذه القدرة حاسمة بصفة خاصة في مناطق النزاع التي يكون فيها الوصول إلى الأراضي محدودا أو خطيرا.

رصد فعالية الإغاثة والإنعاش

فالصور الساتلية تتيح الرصد الطويل الأجل للتدخلات الإنسانية، ويمكن للمنظمات من خلال مقارنة الصور التي تلتقط أسابيع أو أشهر أو سنوات متفرقة أن تتابع ما إذا كانت المعونة تصل إلى المناطق المقصودة، وما إذا كانت الملاجئ المؤقتة تستخدم، وما إذا كانت الأراضي الزراعية تسترد، ويزداد طلب المانحين والهيئات الدولية على آلية المساءلة هذه، التي تسعى إلى الإبلاغ عن أثر الإنفاق على الإغاثة استنادا إلى الأدلة.

القدرات التقنية التي تؤدي إلى التأثير

وتتوقف فعالية الصور الساتلية في سياقات الكوارث على عدة خصائص تقنية، ويساعد فهمها المستجيبين على اختيار المنتج المناسب للبيانات لكل حاجة تشغيلية.

القرار المكاني

ويحدد القرار المكاني مستوى التفاصيل المرئية في صورة ما، إذ أن أجهزة الاستشعار المنخفضة الاستبانة )٢٥٠ متراً إلى كيلومتر واحد لكل كيسل( مناسبة لرصد الطقس على نطاق واسع ورسم خرائط للفيضانات على نطاق واسع، كما أن نظم الاستبانة المتوسطة )١٠-٣٠ متراً لكل كيسل( مثل الساتل " سينتينيل - ٢ " و " لانديسات " ، توفر تفاصيل كافية لتقييمات للأضرار الاقليمية.

القرار المؤقت والطابع المؤقت

ويشير القرار المؤقت إلى مدى تكرار إعادة تشغيل الساتل نفسه في نفس الموقع، إذ توفر السواتل الثابتة الأرضية تغطية مستمرة لمناطق معينة، في حين أن السواتل المدارة القطبية عادة ما تستعيد فترات تتراوح بين يوم وخمسة أيام، وبالنسبة للاستجابة للكوارث، فإن الوقت بين الحصول على الصور وتقديم البيانات هو أمر حاسم، ويمكن أن تقدم نظم العمل الساتلية الحديثة صورا للمستعملين النهائيين في غضون 30 إلى 60 دقيقة من الطلب، مما يتيح إمكانية الحصول على معلومات شبه نهائية.

القدرات المتعددة الأطياف والقابلية للاحتياطات

وتلتقط أجهزة الاستشعار الساتلية بيانات عبر عدة مجموعات من الطيفات، وتستخدم مجموعات من أجهزة الاستنشاق ذات الأشعة تحت الحمراء القريبة من الغلاف الجوي وأجهزة الاستنشاق بالأشعة تحت الحمراء القصيرة لتحليل الإجهاد النباتي ومسح ندبات الحرق، ويمكن للسلاسل التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء أن تكشف عن علامات الحرارة الناجمة عن الحرائق والنشاط البركاني والأضرار الهيكلية، ويمكن للمستشعرات غير المنظورة، وإن كانت أقل شيوعا، أن تحدد التلوث الكيميائي.

رادار ذي فتحة اصطناعية (سار)

إن منطقة البحث العلمي هي أكثر التكنولوجيات تحولا للاستجابة للكوارث، إذ إن منطقة البحث العلمي، من خلال إطلاق نبضات الموجات الدقيقة وقياس إشارة العودة، تخلق صورا عالية الاستبانة مستقلة عن ضوء الشمس وظروف الطقس، وتراعي بشكل استثنائي سطح الماء، وتجعله مثاليا لرسم خرائط الفيضانات، ويمكنها أن تكتشف تحركات أرضية فرعية عن طريق التداخل بين الأجنحة، وتصبح سياسة رصد الغلاف الجوي في جميع أنحاء العالم خالية من الدورة الثانية عشرة.

الاستخبارات الفنية والتحليل الآلي

إن الحجم الهائل للبيانات الساتلية التي تولدت أثناء الكارثة يمكن أن يغمر محلليات الإنسان، ونماذج التعلم الماكنة - خاصة الشبكات العصبية المتحالفة، والهيكلات القائمة على المحول - يجري نشرها الآن للكشف تلقائيا عن المباني التي تضررت، ونطاقات الفيضانات، وتصنيف التغيرات في الغطاء الأرضي.

دراسات حالة عن التصوير الساتلي في العمل

زلزال تركيا - سوريا

وفي 6 شباط/فبراير 2023، ضرب الزلزال البالغ 7.8 جنوب تركيا وشمال سوريا، ثم قصفته بعد ذلك بساعة تصاعدية كبيرة ثانية، وفي غضون 24 ساعة، قامت هيئة إدارة عمليات الطوارئ التابعة لمؤسسة كوبرنيكوس بتحليل معظم المناطق التي أُبلغت فيها المنظمة والوكالات التركية لإدارة الكوارث، وكشفت الصور التي التقطت عن انهيار آلاف المباني، بما في ذلك الهياكل الأساسية الحيوية مثل المستشفيات والمراكز العسكرية للتفتيش عن طريق شبكة البحث عن البيانات التي أجريت في منطقة سار.

الـ 2022 الـ "فلوريد" الباكستاني

كان هناك ثلاثة من مساحة أراضي باكستان، مما أثر على 33 مليون شخص، وكانت الصور الساتلية هي الأداة الرئيسية لرسم مدى التطعيم وتطوره، كما أن بيانات شركة سينتينيل - 1، التي جهزتها دائرة إدارة الطوارئ في كوبرنيكوس ولجنة البحوث الفضائية والغلاف الجوي العلوي في باكستان، قد أحدثت خرائط فيضان يومية تم تبادلها مع سلطات المقاطعات.

التحديات والحدود

وعلى الرغم من إمكاناتها التحويلية، فإن الصور الساتلية في مجال إدارة الكوارث تواجه عدة تحديات مستمرة تحد من فعاليتها الكاملة.

الغطاء والغلاف الجوي

ولا يمكن للمستشعرات البصرية أن ترى من خلال الغطاء الغيومي الساخر - وهو قيد حرج خلال الأعاصير والمواسم الريحية وحدث الرماد البركاني، وفي حين أن أجهزة الاستشعار التابعة لوكالة البحث العلمي حلت هذه المشكلة في رسم خرائط الفيضانات، فإنها أقل فعالية في كشف الأضرار الهيكلية الغرامية ولا يمكن أن توفر بصراوات حقيقية، فإن نشر مزيج من الأصول البصرية ومعدات البحث العلمي أمر ضروري ولكنه يزيد من التعقيد والتكلفة.

حواجز الاحتياطات وتجهيز البيانات

وحتى مع القيام بمهام في الوقت القريب، فإن سلسلة اقتناء السواتل لمنتج التحليل القابل للاستخدام تشمل التباطؤ، والتجهيز، والمعايرة، والنشر، وبالنسبة للأحداث السريعة التطور مثل الفيضانات الوميضية أو الزلازل بعد عدة ساعات، يمكن أن تجعل الصور قديمة عمليا، أما التقدم في التجهيز المباشر للبيانات الساتلية إلى المدى المباشر، فيعالج هذا الأمر، ولكن لا تزال القدرة الكاملة على العمل في الوقت الحقيقي بعيدة المنال بالنسبة لمعظم المدنيين.

عدم المساواة في التكلفة والوصول

فالصور التجارية العالية جداً والمتمثلة في التسوية تنطوي على تكاليف كبيرة، كثيراً ما تتراوح بين 10 و30 لكل كيلومتر مربع، مما يمكن أن يكون باهظاً بالنسبة للبلدان النامية والمنظمات غير الحكومية الأصغر حجماً، وفي حين أن البيانات المجانية من شركة Sentinel, Landsat, والميثاق الدولي تخفف من هذا الظلم، فإن بيانات VHR لا تزال في معظمها في مجال الوكالات الحكومية التي تمول تمويلاً جيداً والمنظمات الدولية الكبيرة، مما يخلق نظاماً ذو مستويين حيث تسهل وصول البلدان الغنية إلى التفاصيل الدقيقة.

عبء البيانات والقدرة التحليلية

وتولد مجموعات السواتل الحديثة تيرابايت من البيانات يوميا، وبدون خطوط تحليل آلية قوية وموظفين مدربين، فإن المنظمات الإنسانية تخاطر بالغرق في البيانات التي لا يمكنها معالجتها بفعالية، وبناء القدرات التحليلية المحلية من خلال برامج التدريب والأدوات المفتوحة المصدر والشراكات مع شركات التكنولوجيا، هي أولوية بالنسبة لمنظمات مثل شبكة الأمم المتحدة للاتصالات السلكية واللاسلكية ومرفق البنك الدولي العالمي للحد من الكوارث والإنعاش.

الاتجاهات المستقبلية

وتبشر عدة اتجاهات ناشئة بتعميق إدماج الصور الساتلية في إدارة الكوارث والإغاثة الإنسانية على مدى العقد المقبل.

سواتل كبيرة

وتقوم شركات مثل بلانيت وساتلولوجيا ووكالة الفضاء الدولية بنشر مئات السواتل الصغيرة في مدار أرضي منخفض، مما يعرض أوقاتاً يومية أو حتى دون يومية، مما يقلل كثيراً من الفجوة في حالات الطوارئ ويتيح تحليل سلاسل زمنية لديناميات الكوارث في حل زمني غير مسبوق، ويمكن الآن لمحطة كوكب سكايسات أن تصور 50 نقطة على الأرض في اليوم.

النموذج الافتراضي AI-Enabled

وتتزايد تغذية البيانات الساتلية في نماذج للتعلم الآلاتي التي تنبأ بآثار الكوارث قبل حدوثها، فعلى سبيل المثال، فإن الجمع بين بيانات رطب التربة المستمدة من السواتل وبين التنبؤات الجوية يتيح نظم الإنذار المبكر للانهيالات الأرضية والفيضانات السريعة، وبالمثل، يمكن أن تنبأ نماذج الأنشطة المنفذة التي تم تدريبها على الصور الساتلية التاريخية بمخاطر انهيار التربة في الزلازل، مما يساعد المدن على إعطاء الأولوية لإعادة ضبط الأراضي والتخطيط لاستخدام الأراضي.

دمج المركبات الجوية غير المأهولة

وتكمل السواتل والطائرات بدون طيار: وتوفر السواتل سياقا واسعا، بينما تقدم الطائرات بدون طيار بيانات عن المواقع المحددة ذات الاستبانة العالية، وتبرز تدفقات العمل المتكاملة حيث تحدد البيانات الساتلية المناطق ذات الأولوية، وتنشر الطائرات بدون طيار لإجراء عمليات تفتيش تفصيلية للهياكل الأساسية المتضررة أو الأشخاص المفقودين، وينشئ الجمع بين الاستشعار المداري والجوي إطارا متعدد النطاقات للمراقبة يضاعف الوعي بالحالة إلى أقصى حد.

آليات تبادل البيانات بين القطاعين العام والخاص

وقد كان الميثاق الدولي بشأن الفضاء والكوارث الكبرى حجر الزاوية في توفير البيانات الساتلية مجانا للكوارث منذ عام 2000، كما أن الآليات الجديدة، مثل دائرة إدارة حالات الطوارئ التابعة للاتحاد الأوروبي ونظام تشغيل الأفرقة الإنسانية لشبكة " أوف ستريت ماب " ، تعمل على توسيع نطاق الوصول إلى البيانات، كما أن متعهدي السواتل التجارية يوقعون بشكل متزايد اتفاقات طوعية لإعطاء الأولوية للمهام المتعلقة بالكوارث وصور إطلاقها في ظل تراخيص مفتوحة خلال الأزمات الكبرى.

خاتمة

وقد انتقلت الصور الساتلية من قدرة تقنية متخصصة إلى أداة تشغيلية رئيسية في إدارة الكوارث والإغاثة الإنسانية، وهي توفر السرعة والنطاق والموضوعية اللازمة لتنسيق الاستجابات الفعالة في أعقاب الكوارث الطبيعية وحالات الطوارئ المعقدة، ومن تتبع الأعاصير ورسم خرائط الفيضانات إلى تقييم الأضرار ورصد مخيمات اللاجئين، فإن الرصد المداري يمكّن المستجيبين من رؤية الصورة الكاملة والعمل عليها.

غير أن التكنولوجيا وحدها ليست حلاً، فالأثر الحقيقي للصور الساتلية يتوقف على النظم والشراكات والقدرة البشرية التي تترجم البيكسلزات إلى قرارات، ومع تزايد كثافة السواتل، يصبح تحليل المعلومات المسبقة عن علم أكثر تطوراً، وتصبح آليات تقاسم البيانات أكثر شمولاً، وإمكانية إنقاذ الأرواح والحد من المعاناة لن تزداد إلا، فبالنسبة للمنظمات الإنسانية، ومديري الكوارث، وواضعي السياسات، لا يحتاج الاستثمار في القدرات الساتلية المعززة للمناخ إلى خيار تقني فحسب.