الحصول على البيانات المكانية: مصاعب وحلول

الحمد لله رب العالمين والصلاة والسلام على أشرف المرسلين وآله وصحبه أجمعين
أقدم اليكم هذه الورقة العلمية والتب قدمتها في المؤتمر العالمي السادس عشر للإستشعار عن بعد والذي عقد في العاصمة السورية دمشق في الفترة من 10 - 12 نوفمبر 2008.
وهي تستعرض أهم المصاعب التي تعترض عملية الحصول على البيانات المكانية الحديئة وقد تختلف بإختلاف القطر لإارجو منكم إغناء هذه الأفكار بما تواجهونه من مصاعب وكذا أهم الحلول والتي قد تساعدنا جميعاً في التغلب عليها
شكرا

[align=center]الحصول على المعطيات الفضائية الحديثة: مصاعب وحلول[/align]
خالد صالح باواحدي
جامعة حضرموت للعلوم والتكنولوجيا - كلية العلوم البيئية والأحياء البحرية- الجمهورية اليمنية
kbawahidi@yahoo.com
00967-777360692


الملخص

لعل من أهم المشاكل التي تواجه البلدان النامية وأقطار الوطن العربي خاصة هي كيفية الحصول على بيانات الاستشعار عن بعد بسهولة، وبأسعار معقولة، حتى يمكنها الاستفادة منها في البحث العلمي والذي يدعم التنمية المستدامه في هذه الدول. فهناك اليوم صناعة تحترف تقديم هذه البيانات والبرمجيات التي تتبعها على أساس تجاري في أحيان كثيرة لاتكون في متناول الباحثين. إن المعطيات الفضائية أصبحت تلعب دورا هاما في عالم المعلومات اليوم وأصبحت كثير من الدول الصناعية تستخدم هذه المعطيات في الحصول على المعلومات اللازمة لتلبية احتياجاتها التنموية وبخاصة في مجالات شتى مثل إدارة الموارد الطبيعية، المراقبة البيئية، الزراعة، الجيولوجيا، إدارة الموارد المائية, إدارة الكوارث الطبيعية، التخطيط الحضري، الدراسات البحرية وغيرها. ونتيجة للإستثمارات الضخمة لكثير من الدول في مجال الفضاء في العقد المنصرم فقد تنوعت مصادر البيانات الفضائية وظهرت بيانات مكانية متنوعة متاحة بصورة تجارية أو احياناً بأسعار رخيصة. غير أن المشكلة التي تواجه الباحثين والمهتمين في الدول النامية هي في كيفية الحصول على هذه الثروة من المعلومات وإستخدامها بشكل أفضل خاصة في ظل محدودية الإمكانات المادية. هذه الورقة تستعرض أهم المعوقات التي تقف عائقاً أمام الباحثين في بلادنا في الحصول على الكثير من المعطيات الفضائية التجارية، كما تستعرض بعض الحلول البديله مثل الإستفادة من البيانات الفضائية المجانية التي تقدمها بعض الدول المتقدمة وبعضها الآخر يقدم مجاناً لأغراض البحث العلمي، هذه البيانات يمكن إستغلالها من خلال شبكة الآنترنت على شكل صور فضائية مثلاً أو كقواعد البيانات المكانية والخرائط التفاعلية وغيرها. كما يتطرق البحث الى إمكانية استخدام البرمجيات المجانية ذات المصادر الحرة والتي يمكن فعلياً إستغلال موارد النظام الشفرية وتعديلها بحسب الحاجة وإعادة توزيعها وهو ما يعد ميزةً فائقة في حالة البلدان النامية التي لاتستطيع الإعتماد على المورّدين الخارجيين أو اقتناء البرمجيات ذات التكاليف الباهظة.

المقدمة

شهدت السنوات الأخيرة إهتماماً متزايداً بقيمة التقنيات المكانية مثل الإستشعار عن بعد وأنظمة الملاحة الكونية الفضائية في الكثير من الدول المتقدمة وكذلك في بعض الدول النامية وتم إستخدام هذه التقنيات والبيانات التي توفرها في أنشطة تنموية كثيرة ومتنوعة. وعلى الرغم من هذا الإهتمام الكبير إلا أن الدول النامية تتخلف وبصورة ملحوظة عن الدول المتقدمة في مجال تكييف هذه التقنيات الحديثة والإستفادة القصوى من البيانات المكانية لتحقيق أهداف التنمية، ولعل أهم آلية لسد هذا الفراغ تكمن في نقل التقنية الى هذه الدول ونشر المعارف (عن طريق التعليم والتدريب). هذا الأمر قد يتحقق من خلال وجود برامج التعاون الثنائي أو التعاون المشترك بين عدة دول في العالم (Bailey et al., 2001 ) مثل هذه البرامج موجودة ومنذ عدة سنين إلا أن فاعليتها محدودة وذلك لوجود عدة معوقات محلية أو إقليمية وأحيانا الإثنين معاً. تتدرج هذه المعوقات أحيانا من إعتبارات تتعلق بالأمن الوطني والقضايا السياسية والإقتصادية وتنتهي بالمصاعب المالية. هذه الإعتبارات وقفت عائقاً كبيراً أمام عملية الحصول على التقنيات والبيانات المكانية وقللت من الإنتفاع بهذه التقنيات وخاصة في الدول النامية والتي هي في أمس الحاجة إليها.

إن إستخدام التقنيات والأدوات التقليدية (مثل التقنيات الإحصائية، الجيوفيزيائية، النمذجة العددية، المسوحات الميدانية وغيرها) في توفير بيانات ومعلومات مكانية ذات قيمة ودقة عالية أصبح أمراً محدوداً للغاية وخاصة في كثير من دول العالم الثالث (Madan and Chowdary, 2007). لعل من أسباب ذلك هو التوسع في الحاجة إلى البيانات المكانية سواءاً من حيث الحجم المساحي أو دقة التفاصيل والتي جعلت من مصادر الحصول على المعلومات بالطرق التقليدية غير كافية أو غير عملية ( العنقري، 1986). لسد الحاجة من المعطيات المكانية فإن تطبيق كثير من التقنيات الجديدة مثل الإستشعار عن بعد، نظم المعلومات الجغرافية قد فتحت مجالاً واسعاً لتوفير كماً هائلاً من البيانات المتنوعة، واكب هذا الأمر تطور الكثير من برمجيات التحليل والمعالجة الرقمية لها والتطور الهائل الذي طرأ على الحاسبات الآلية (Bawahidi, 2007) هذه المعطيات ساهمت وبشكل فعال في حل كثير من المعضلات التي واجهت عديد من دول العالم وساعدت الباحثين وصناع القرار في كثير من المجالات مثل إدارة الموارد الطبيعية، المراقبة البيئية، الزراعة، الجيولوجيا، إدارة الموارد المائية, إدارة الكوارث الطبيعية، التخطيط الحضري، الدراسات البحرية وغيرها.

يهدف البحث الحالي إلى إستعرض أهم المعوقات التي تقف عائقاً أمام الباحثين في كثير من الدول النامية وخاصة بلادنا في الحصول على الكثير من المعطيات الفضائية التجارية، كما تستعرض بعض الحلول البديلة مثل الإستفادة من البيانات الفضائية المجانية التي تقدمها بعض الدول المتقدمة وبعضها الآخر يقدم مجاناً لأغراض البحث العلمي، هذه البيانات يمكن إستغلالها من خلال شبكة الانترنت على شكل صور فضائية مثلاً أو كقواعد البيانات المكانية والخرائط التفاعلية وغيرها. كما يتطرق البحث إلى إمكانية استخدام البرمجيات المجانية ذات المصادر الحرة والتي يمكن فعلياً إستغلال موارد النظام الشفرية وتعديلها بحسب الحاجة وإعادة توزيعها وهو ما يعد ميزةً فائقة في حالة البلدان النامية التي لاتستطيع الإعتماد على المورّدين الخارجيين أو اقتناء البرمجيات ذات التكاليف الباهظة.

معوقات الحصول والإستفادة من المعطيات المكانية

يمكن إدراج أسباب متعددة أسهمت في الحد من الحصول على البيانات المكانية الحديثة الأمر الذي أعاق دور الباحثين والمهتمين ولم يمكنهم من الإستفادة الفعلية من ثورة المعلومات في عصرنا الحالي ولعل من أهمها:
1. التكاليف الباهظة للبيانات الرقمية المكانية وخاصة منها ذات القدرة التمييزية المكانية العالية، ووجود بيانات رقمية غير مناسبة، نتج عن ذلك أولاً ظهور مشاكل عديدة في عمليات الإستخدام المشترك للبيانات الرقمية مع غير الرقمية، وثانياً الحد من تطبيق كثير من تقنيات الإستشعار عن بعد ونظم المعلومات الجغرافية في البحث العلمي. إن توفر الخرائط المسندة جغرافياً للإستخدام العام يعتبر أمراً محدوداً للغاية رغم أهمية هذه الخرائط. كما أن الحصول على بيانات إضافية مساعدة للبحث العلمي (مثل البيانات المناخية، الجيولوجية، الطبوغرافية وغيرها) قد يكون أمراً في غاية الصعوبة إذا لم يكن مستحيلاً. إن عدم القدرة على شراء بيانات الإستشعار عن بعد الملائمة مثلاً قد يرغم الباحث على التنازل عن نوعية وكمية البيانات المستخدمة الآمر الذي قد يؤدي إلى ظهور أبحاث متدنية المستوى أحياناً ونتائج غير دقيقة في أحيان أخرى.
2. إرتفاع أسعار البرمجيات المستخدمة في معالجة وتحليل البيانات المكانية. فنجد أن هذه البرامج المتطورة قد تكون حكراً فقط على بعض الجامعات والمراكز العلمية، مؤسسات البحث العلمي ومختبرات الإستشعار عن بعد ونظم المعلومات الجغرافية، بل إن كثير من هذه المرافق قد تفتقد إلى مثل هذه البرمجيات الحديثة.
3. ضعف آليات توزيع البيانات المكانية في كثير من الدول النامية خاصة الفقيرة منها الأمر الذي أدى إلى عدم إستخدام هذه التقنيات الواعدة في هذه البلدان.
4. المعرفة الضحلة بتقنيات الإستشعار عن بعد ونظم المعلومات الجغرافية. فكثير من الدول النامية لاتهتم بهذه العلوم ولذلك تجد أن المناهج الدراسية لاتتضمن إلا معلومات عامة و بسيطة عنها أو عن إستخدام البيانات المكانية-الجغرافية التي توفرها هذه التقنيات ودورها في البحث العلمي لحل كثير من المشاكل والصعاب التي تواجه كثير من الدول الفقيرة.
5. عدم وجود عدد كافي من الكادر العلمي والفني المدرب تدريباً جيداً لإدارة المراكز العلمية والبحثية التي تعنى بالبيانات المكانية، وان وجد فإنه لاتسنح له الفرصة في أحياناً كثيرة للعمل في هذه المراكز والمؤسسات التي تتعامل مع المعطيات المكانية في ظل عدم إهتمام من صناع القرار بمثل هذه العلوم.

بعض المعالجات والإقتراحات

لا تزال الفجوة واسعة بين ماحققته الدول المتقدمة وما تطمح إلية الدول النامية في مجالات كثيرة مثل البحث العلمي باستخدام كل ماانتجته الثورة التكنولوجية التي مكنت من الإستفادة من الكم الهائل من البيانات المكانية لتحقيق وتنفيذ خطط التنمية المختلفة والتغلب على الكثير من المصاعب التي تعترض سبيل تقدم هذه البلدان. وقد تتتفاوت المعالجات والحلول للمعوقات المذكورة أعلاه من دولة إلى أخرى ومنها:
أ‌. إنشاء نظام يمكّن من الحصول على البيانات المكانية المختلفة بسرعة وبسعر مناسب (مثل إنشاء أساس متين خاص للمعلومات المكانية).
ب‌. نشر الوعي بأهمية ودور تقنيات الإستشعار عن بعد ونظم المعلومات الجغرافية وأنظمة تحديد المواقع الكوني في القطاعين الحكومي والخاص عن طريق المساهمة في الدعم والتدريب.
ت‌. تحسين وتعزيز تسهيلات البنية التحتية مما سيعزز الإستخدام الأفضل من هذه التقنيات وكذا الإطلاع على آخر الإكتشافات.
ث‌. تخفيف القيود المفروضة على إستخدام الخرائط التفصيلية والبيانات التكميلية والتي تعتبر أمراً هاماً في تحليل ومعالجة البيانات المكانية ( كالتصحيح الهندسي للصور الجوية والفضائية، التحقق من دقة نتائج التصنيف للغطاء الأرضي وإستخدامات الأرض وغيرها). الآن وباستخدام أجهزة الحاسوب والبرمجيات المختلفة أصبح ممكناً تحويل الخرائط الورقية والتي تعاني من مشاكل عديدة أهمها صعوبة التحديث، التكلفة المرتفعة نسبياً، طول المدة الزمنية للإعداد، سهولة الإتلاف والضياع وغيرها من المشاكل)، إلى هيئة خرائط رقمية يمكن الإستعانة بها وإستعمالها بسهولة ويسر.

ملاحظات عامة للإستفادة من المعطيات المكانية

إضافة إلى ماتقدم ذكره فهناك حاجة ملحة لتسريع ودعم مجالات البحث العلمي الأمر الذي يضمن التطبيق الفعال والمجدي إقتصادياً من دمج وإستخدام التقنيات والمعلومات المكانية المختلفة لأغراض التنمية المستدامة والإدارة الصحيحة للموارد الطبيعية. فإلى جانب توفر وإنتشار مخرجات الإستشعار عن بعد ونظم المعلومات الجغرافية بصورة واسعة على هيئة بيانات رقمية فإن هناك طلب متزايد لإيجاد برنامج تكاملي يركز على تطوير طرق ووسائل قياسية وكذا برمجيات بأسعار معقولة للإستفادة من هذه البيانات وجعلها متاحة لكل الباحثين والمهتمين، كما أن التدريب و نقل التكنولوجيا الحديثة على نطاق واسع سيساعد الكثير من الدول النامية في الإستفادة منها ومن مخرجاتها بصورة كبيرة وسيعزز الإستخدام الأمثل للمعلومات المكانية خاصة بيانات الإستشعار عن بعد ذات الدقة التمييزية المكانية العالية والتي يمكن أن يكون لها عظيم الأثر في البحث العلمي كما أنها ستقود وبلا شك إلى ظهور تطبيقات جديدة مستقبلاً بسبب ماتحوية من معلومات تفصيلية دقيقة وقيمة (Madan and Chowdary, 2007).

تجدر الإشارة إلى أن الكثير من الباحثين والمهتمين بالتقنيات المكانية يواجهون في بعض الدول الفقيرة صعوبات تتمثل في بعض القيود المفروضة من قبل بعض حكوماتها على إستخدام البيانات المكانية، لذلك فإنه يتوجب تضافر الجهود لتخفيف هذه القيود على عملية تبادل المعلومات أو الحصول على البيانات المكانية المحلية والتي كانت أساساً مبنية على إعتبارات أمنية وطنية قديمة (George, 2000)، ففي الوقت الحاضر ونتيجة للتطور التكنولوجي للأقمار الصناعية المدنية الخاصة بمراقبة الأرض ذات القدرة التمييزية المكانية العالية أصبح بالإمكان إنتاج خرائط ذات دقة عالية وبمقاييس رسم صغيرة جداً.

أخيراً، تعتبر البنى التحتية للبيانات المكانية Spatial Data Infrastructures (SDI) من الوسائل الواعدة والمشجعة لإنشاء قواعد بيانات مكانية (من المستخدمين إلى المنتجين) تمكنهم من التعاون فيما بينهم لتحقيق الأهداف التي من أجلها أنتجت هذه البيانات على مختلف المستويات السياسية والإدارية (الإستجابة السريعة في حالات الكوارث الطبيعية، الحوادث الصناعية، الأخطار البيئية، الأمن الوطني وغيرها)، كل هذه الأمور تحتاج الى معطيات مكانية دقيقة وحديثة حتى تمكن صناع القرار من إتخاذ خطوات وقرارات صائبة حيال هذه الأوضاع (U.S. GEOLOGICAL SURVEY, 2005). كثير من الأبحاث العلمية أوردت معلومات عن تطوير بعض دول العالم SDI)) لغرض تسهيل إدارة معطياتها المكانية وخاصة البيانات البيئية، بدءاً بالبيانات المفصلة عن منطقة ما أو مدينة مروراً بالمحافظة أو المقاطعة، الدولة، الإقليم وإنتهاءاً بالعالم ككل (Rajabifard et al, 2000).



بعض المصادر المجانية للمعطيات المكانية

في الآونة الأخيرة سمحت بعض الدول والتي تسيطر على معظم الأقمار الصناعية الخاصة بمراقبة الأرض والتي تنتج الكثير من البيانات المكانية للمستخدمين بتحميل وإستخدام هذه البيانات للأغراض المختلفة منها:
• مشروع مكتب الأبحاث التطبيقية والتكنولوجيا –بمركز جون ستنس الفضائي التابع لوكالة ناسا الأمريكية والذي يمكن من خلال موقع المشروع على شبكة الإنترنت تنزيل صور فضائية للأقمار الصناعية من نوع Landsat 7 من عام 1990 الى عام 2000 فقط.
(http://zulu.ssc.nasa.gov/mrsid/)
• موقع مركز جودارد لبيانات علوم الأرض وخدمة المعلومات والتي طورت بنية تفاعلية مباشرة Giovanni)) لعرض وتحليل معلومات الإستشعار عن بعد، الأرصاد الجوية، عن المحيطات،هيدرولوجية. هذه المجاميع من البيانات يمكن استخدامها مباشرة دون الحاجة الى تنزيلها. (http://giovanni.gsfc.nasa.gov)

كما أن هناك كثير من البرامج المفتوحة وذات الملكية العامة يمكن تنزيلها من الإنترنت و إستخدامها لإستخلاص معلومات هامة من مصادر البيانات المتنوعة و من ثم نقل هذه المعلومات الى قاعدة بيانات مكانية حتى يتسنى للمستخدم من إجراء التحلي المكاني Dias, Nelson, 2004)). من أمثلة هذه البرامج:
• NASA/Purdue’s Multispec
http://dynamo.ecn.purdue.edu/Bbiehl/MultiSpec))
• برنامج هام جداً وهوGeographic Resource Analysis Support System
المعروف إختصاراً GRASS وهو عبارة عن نظام معلومات جغرافي يستخدم في إدارة وتحليل المعلومات المكانية، معالجة الصور، إنتاج الخرائط والرسومات البيانية التخطيطية، النمذجة المكانية.
http:// grass.osgeo.org/))


الخاتمة

إستفادت كثير من دول العالم المتقدمة من ثورة تكنولوجيا المعلومات وماأنتجتة من تقنيات حديثة وبيانات تفصيلية دقيقة وهامة أسهمت وبشكل كبير في إدارة مواردها الطبيعية بشكل صحيح ومستدام. لكن نجد في الجانب الآخر أن معظم الدول النامية والتي هي في أمس الحاجة الى الكثير من المعلومات والبيانات المكانية الحديثة لإدارة ثرواتها ومواردها الطبيعية قد عجزت عن الإستفادة من نتائج هذه الثورة المعلوماتية والأسباب قد تكون متعددة تختلف من بلد الى آخر. ففي بعض الدول الفقيرة جداً يجد الباحثون صعوبة شديدة جداً في الحصول على بيانات مكانية حديثة وذات دقة عالية إما بسبب إرتفاع أسعارها وإما نتيجة إعتبارات سياسية معينة غالباً ماتقف عائقاً أمام البحث العلمي، خاصة في ظل عدم إهتمام وتشجيع صناع القرار بإستخدام التقنيات الحديثة وعدم وجود تجهيزات وبنى تحتية متكاملة في هذه الدول.
تعتبر البيانات المجانية الموجودة على شبكة الإنترنت في كثير من الأحيان أهم مصادر البحث العلمي وذلك لسهولة الحصول عليها إذا توفرت خدمات الإنترنت السريعة، كما يمكن إستعمال بعض البرامج المفتوحة المصدر لإجراء الكثير من المعالجات الرقمية لهذه البيانات. هذه التقنيات قد تسد ثغرة كبيرة في كثير من مؤسسات البحث العلمي لكن تبقى الحاجة الى بيانات حديثة وذات قوة تمييزية مكانية عالية هي أمل يراود عدد كبير من الباحثين.
المراجع

العنقري، خالد محمد (1986): الإستشعار عن بعد وتطبيقاته في الدراسات المكانية. الرياض، المملكة العربية السعودية- دار المريخ للنشر.

Bailey, G; Lauer, T and Carneggie, M:International collaboration: the cornerstone of satellite land remote sensing in the 21st century. Space Policy 17 (2001) 161–169.

Bawahidi, K.S " The Application of Remote Sensing, GIS & GPS Data for Coastal Zone Management-Mukalla Coastal Zone. The Fourth Conference in Environment & Natural Resources, Taiz – Yemen. 14-16 May 2007.

Dias, Nelson: Developing remote sensing and GIS hands-on modules to support
UN-affiliated education programmes. Space Policy 20 (2004) 55–58

George, H: Developing countries and remote sensing: how intergovernmental factors impede progress. Space Policy 16 (2000) 267-273.

Madan K. Jha and V. M. Chowdary: Challenges of using remote sensing and GIS in developing nations. Hydrogeology Journal 15 (2007) 197–200.

Rajabifard A, Escobar F, Williamson IP (2000) Hierarchical spatial reasoning applied to spatial data infrastructures. Australian Cartographer, J 29(2):41–50

U.S. GEOLOGICAL SURVEY (2005): The National Spatial Data infrastructure, National Center, Reston, VIRGINIA 20192.

الدكتور العزيز خالد .... السلام عليكم ورحمة الله وبركاته , اخوك زياد جميل من العراق حاصل على شهادة ماجستير في الجيومورفولوجي والتحسس النائي محتاج كثيرا الى الدروس الكاملة لحضرتكم والمتعلقة بتعلم برنامج الايرداس خطوة بخطوة وفقكم الله