استخدام برنامج ArcGIS Pro وصور Landsat 8 لحساب مؤشر الكلوروفيل ومؤشر المراقبة البيئية العالمية

يشكل برنامج ArcGIS Pro أداة قوية في مجال نظم المعلومات الجغرافية (GIS)، حيث يوفر مجموعة واسعة من الأدوات والوظائف لتحليل البيانات الجغرافية المكانية. وبالاقتران مع صور الأقمار الصناعية عالية الدقة مثل Landsat 8، يمكن لـ ArcGIS Pro أن يساهم بشكل كبير في دراسة البيئة وتقييم صحتها. وفي هذا المقال، سنتناول بالتفصيل كيفية استخدام ArcGIS Pro وصور Landsat 8 لحساب مؤشر الكلوروفيل ومؤشر المراقبة البيئية العالمية، وهما مؤشران هامان لتقييم حالة الغطاء النباتي والجودة البيئية بشكل عام.

برنامج ArcGIS Pro ومؤشر الكلوروفيل ومؤشر المراقبة البيئية العالمية

• مؤشر الكلوروفيل (Chlorophyll Index): هو مؤشر يستخدم لتقدير كمية الكلوروفيل في النباتات، وهو صبغة خضراء ضرورية لعملية البناء الضوئي. يرتبط مؤشر الكلوروفيل ارتباطًا مباشرًا بخصوبة النبات وصحته، ويمكن استخدامه لتقييم حالة الغطاء النباتي ورصد التغيرات الزمنية فيه.
• مؤشر المراقبة البيئية العالمية (Global Environmental Monitoring Index, GEMI): هو مؤشر معقد يجمع بين عدة مؤشرات فرعية لتقييم الجودة البيئية بشكل شامل. يشمل GEMI مؤشرات تتعلق بالغطاء النباتي، وجودة المياه، وتلوث الهواء، وغيرها.
• 

برنامج ArcGIS Pro:

هو أحد أحدث إصدارات برنامج ArcGIS Pro من شركة Esri، وهو نظام قوي لنظام المعلومات الجغرافية (GIS). يوفر ArcGIS Pro مجموعة واسعة من الأدوات والوظائف التي تسمح للمستخدمين بجمع وتحليل ونمذجة وتصور البيانات الجغرافية. يتميز هذا البرنامج بواجهة مستخدم سهلة الاستخدام وقابلية التخصيص، مما يجعله أداة قوية للباحثين والمهندسين والمدراء في مختلف المجالات.

صور Landsat 8:

هي سلسلة من الأقمار الصناعية التي تطلقها وكالة ناسا، وتوفر صورًا عالية الدقة لسطح الأرض. تتميز هذه الصور بتغطية واسعة للأرض وبقابلية تكرار الزيارات لنفس المنطقة، مما يجعلها أداة قيمة لرصد التغيرات التي تحدث على سطح الأرض على المدى الطويل. تحتوي صور Landsat 8 على العديد من الأشرطة الطيفية التي يمكن استخدامها لتحليل مختلف الظواهر البيئية، مثل الغطاء النباتي، التربة، المياه، والتغيرات في استخدام الأراضي.

دور برنامج ArcGIS Pro وصور Landsat 8 في تحليل البيئة والموارد الطبيعية:

• رصد التغيرات في الغطاء النباتي: يمكن استخدام ArcGIS Pro لتحليل صور Landsat 8 لحساب مؤشرات الغطاء النباتي، مثل مؤشر الفرق المعياري للنبات (NDVI)، وتتبع التغيرات في الغطاء النباتي على مر الزمن. هذا الأمر يساعد في فهم الآثار البيئية للتغيرات المناخية، وإدارة الغابات، وتقييم الأراضي الزراعية.
• تقييم جودة المياه: يمكن استخدام صور Landsat 8 لرصد التغيرات في جودة المياه، مثل التلوث، وازدهار الطحالب، وتغير لون المياه. يمكن لـ ArcGIS Pro تحليل هذه البيانات لتحديد المناطق المتأثرة وتقييم مدى انتشار التلوث.
• رصد الكوارث الطبيعية: يمكن استخدام صور Landsat 8 لرصد الكوارث الطبيعية، مثل الفيضانات، والحرائق، والزلازل، وتقييم الأضرار التي تسببها هذه الكوارث. يمكن لـ ArcGIS Pro تحليل هذه البيانات لإنشاء خرائط للأضرار وتخطيط عمليات الإغاثة.
• تخطيط الاستخدامات الأراضي: يمكن استخدام برنامج ArcGIS Pro وصور Landsat 8 لتخطيط الاستخدامات الأراضي، وتحديد المناطق المناسبة للزراعة، والسكن، والصناعة. يمكن تحليل البيانات الجغرافية المتاحة لتحديد العوامل المؤثرة على اختيار الاستخدام الأمثل للأراضي.
• تقييم التنوع البيولوجي: يمكن استخدام صور Landsat 8 لرصد التغيرات في التنوع البيولوجي، مثل تغير مساحات الموائل الطبيعية، وتجزئة الموائل. يمكن لـ ArcGIS Pro تحليل هذه البيانات لتحديد المناطق ذات القيمة البيولوجية العالية وتخطيط استراتيجيات الحفاظ عليها.

شاهد ايضا”

• الفرق بين الذكاء المكاني والذكاء الاصطناعي واستخدامات كل منهما في GIS
  

• دورة ArcGIS Pro Basics مجانية من ESRI

• تدريس الجغرافيا: أدوات واستراتيجيات مبتكرة لتحقيق التعلم الفعال

• التغيير المناخي وتأثيره على النظم البيئية والاقتصادية والاجتماعية

خطوات حساب مؤشر الكلوروفيل وGEMI باستخدام برنامج ArcGIS Pro وصور Landsat 8

1. تحميل وتجهيز صور Landsat 8: يتم تحميل صور Landsat 8 من مصادر بيانات مفتوحة مثل USGS، ثم يتم تصحيحها هندسياً وطيفياً لضمان دقة النتائج.
2. حساب مؤشر الكلوروفيل: يتم حساب مؤشر الكلوروفيل باستخدام معادلات رياضية تعتمد على قيم البكسل في أشرطة طيفية محددة من صور Landsat 8. يمكن استخدام أدوات الحساب في ArcGIS Pro لتطبيق هذه المعادلات على جميع بكسلات الصورة.
3. حساب مؤشر GEMI: يتم حساب مؤشر GEMI من خلال دمج عدة مؤشرات فرعية، بما في ذلك مؤشر الكلوروفيل. يمكن استخدام أدوات التحليل المكاني في برنامج ArcGIS Pro لدمج هذه المؤشرات وتوليد خريطة توضح توزيع مؤشر GEMI على منطقة الدراسة.
4. تحليل النتائج: يتم تحليل الخرائط الناتجة لتقييم حالة الغطاء النباتي والجودة البيئية في منطقة الدراسة. يمكن استخدام أدوات الإحصاء المكاني في ArcGIS Pro لتحديد المناطق التي تعاني من تدهور بيئي، وتحديد العوامل التي تؤثر على التغيرات في مؤشرات الكلوروفيل وGEMI.

التطبيقات العملية

• رصد التغيرات في الغطاء النباتي: يمكن استخدام مؤشر الكلوروفيل لرصد التغيرات في الغطاء النباتي الناجمة عن عوامل طبيعية أو بشرية، مثل الجفاف، والتغيرات المناخية، وإزالة الغابات.
• تقييم تأثير التغيرات المناخية: يمكن استخدام مؤشر GEMI لتقييم تأثير التغيرات المناخية على النظم البيئية، وتحديد المناطق الأكثر عرضة للتأثيرات السلبية.
• تخطيط الاستخدامات الأراضي: يمكن استخدام نتائج تحليل مؤشرات الكلوروفيل وGEMI لدعم عملية تخطيط الاستخدامات الأراضي، وضمان الحفاظ على الموارد الطبيعية.
• تقييم فعالية التدخلات البيئية: يمكن استخدام هذه المؤشرات لتقييم فعالية التدخلات البيئية، مثل برامج إعادة التشجير، ومشاريع الحفاظ على التنوع البيولوجي.
• 

الخاتمة

يوفر استخدام برنامج ArcGIS Pro وصور Landsat 8 أداة قوية لتحليل البيئة وتقييم صحتها. يمكن استخدام مؤشر الكلوروفيل ومؤشر المراقبة البيئية العالمية لرصد التغيرات البيئية، وتحديد المناطق التي تحتاج إلى تدخل، ودعم عملية صنع القرار في مجال إدارة الموارد الطبيعية.