علماء يطورون نظاما ذكيا لرصد التغيرات البيئية أثناء حدوثها

طور باحثون من جامعة تسينغهوا الصينية بالتعاون مع الأكاديمية الصينية للعلوم نظاما جديدا يستخدم الذكاء الاصطناعي لرصد التغيرات اليومية في الغطاء الأرضي حول العالم بدقة متناهية وفي الوقت الفعلي.

ويدمج النظام الجديد بين صور الأقمار الصناعية، والبيانات الملتقطة من كاميرات أرضية عالية التكرار، ونماذج متقدمة للتجزئة الصورية بالذكاء الاصطناعي.

اقرأ أيضا list of 4 itemslist 1 of 4تغير المناخ يطيل مدة تعافي الغابات من الحرائق الكارثيةlist 2 of 4المنظمة العالمية للأرصاد الجوية: حرائق الغابات تفاقم تلوث الهواءlist 3 of 4في يومها العالمي.. "الغابات المطيرة البحرية" في خطرlist 4 of 4تدهور الغابات يعرقل أهداف المناخ الأوروبيةend of list

ويهدف هذا النظام إلى تجاوز المعوقات التقليدية التي تواجه نظم المراقبة المعتمدة على الأقمار الصناعية فقط، مثل الغطاء السحابي وفترات إعادة التصوير الطويلة ونقص البيانات الميدانية.

ورغم التطورات في تقنيات الاستشعار عن بُعد،  يلعب رسم خرائط الغطاء الأرضي دورا حاسما في رصد تغيرات الأنظمة البيئية على الأرض.

وغالبا ما تُقيد الأساليب التقليدية القائمة على الأقمار الصناعية بالغطاء السحابي، وضعف الدقة الزمنية، والقيود في التقاط ديناميكيات المناظر الطبيعية على نطاق واسع، مما يؤدي إلى فجوات في الرصد المستمر واللحظي.

وأوضح الباحثون في دراستهم، أن الإطار الجديد استطاع تحقيق دقة متوسطة بلغت 70.5% عبر إعادة بناء سلسلة زمنية كثيفة من مؤشرات الغطاء النباتي استنادا إلى صور الكاميرات الأرضية، وهو ما يتيح رسم خرائط تغير الغطاء الأرضي في الوقت المناسب باستخدام البيانات متعددة الوسائط.

وتمكن النظام من رصد تحولات مفاجئة، مثل تراكم الثلوج في أميركا الشمالية واتساع الأراضي الرطبة في أوروبا، والتي فشلت الأنظمة التقليدية في اكتشافها.

ويعتمد النظام على دمج البيانات الرادارية والطيفية مع مدخلات الكاميرات الأرضية، باستخدام خوارزميات مطابقة مكانية آلية لإعادة بناء التغيرات اليومية في الغطاء الأرضي.

وأظهرت الاختبارات الميدانية في الصين قدرة النظام على تتبع تناوب المحاصيل مثل محاصيل القمح الشتوي والذرة بدقة عالية، مع خفض نسبة الأخطاء وتحسين وضوح التفاصيل مقارنة بالإصدارات السابقة.

إعلان

وقال الباحث لي يو، المؤلف المشارك في الدراسة: "غالبًا ما تفشل طرق المراقبة المعتمدة على الأقمار الصناعية وحدها في التقاط التغيرات السريعة التي تُشكّل بيئتنا. ومن خلال دمج البيانات متعددة المصادر مع نماذج الذكاء الاصطناعي، يوفر النظام الجديد رؤية دقيقة ومستمرة للتغيرات البيئية على المستويين العالمي والمحلي".

ويقدّم هذه النظام مساهمة جوهرية من خلال ريادته في دمج عمليات رصد الكاميرات القريبة من السطح مع صور الأقمار الصناعية، ومعالجة التحديات الرئيسية في تصوير اختلافات المنظور، والتغطية المحدودة لعمليات الرصد الأرضية لتحسين رصد الغطاء الأرضي على مقياس أكثر دقة.

ويُتوقع أن يُحدث النظام تحولًا في مراقبة الأرض عالميًا، إذ يمكن استخدامه في الإنذار المبكر من الفيضانات والجفاف وإزالة الغابات، بالإضافة إلى متابعة صحة المحاصيل ومؤشرات تدهور الأراضي والتنوع الحيوي.

ومع توسع شبكات الكاميرات الأرضية وتطور تقنيات الذكاء الاصطناعي، يمكن أن يصبح هذا الإطار ركيزة أساسية في بناء متابعة ذكية للنظام البيئي يعزز القدرة على التكيف المناخي والإدارة المستدامة للأراضي.

المصدر: الجزيرة