لقد استفادت العديد من الصناعات من شعبية الطائرات بدون طيار ورخص أسعارها، إذ خفضت التكاليف وعززت سلامة الأفراد. ولكن ماذا عن المجتمع العلمي؟ يستخدم مئات، إن لم يكن آلاف، العلماء والجامعات المستقلة حول العالم هذه الطائرات لإجراء تجارب علمية معقدة بطرق جديدة.
نحن نميل إلى التركيز على التطبيقات الصناعية والتجارية للطائرات بدون طيار، ولكن العلوم البحتة تستفيد أيضًا من القدرة على تحمل تكاليف الطيران وتوافره عندما تكون الميزانيات ضيقة والوقت اللازم لإكمال التجارب أمر بالغ الأهمية.
على سبيل المثال، تعاون العديد من العلماء البولنديين في دراسة شاملة لتآكل السواحل، باستخدام العديد من التقنيات الجديدة مثل تقنية الليدار المحمولة جواً وقياس الأعماق.
تمكن باول تيسياك ورافال أوسوفسكي من كلية الهندسة المدنية والبيئية في جامعة جدانسك للتكنولوجيا، بالتعاون مع لوكاس جانوفسكي من الأكاديمية البحرية في جامعة جدانسك البحرية وديميان موسكالويتز من قسم علم شكل الأرض والجيولوجيا الرباعية في كلية علوم المحيطات والجغرافيا في جامعة جدانسك، من إجراء دراسة شاملة لتآكل جزء من الساحل البولندي (وبشكل أكثر تحديدًا، امتداد يبلغ طوله ميلًا واحدًا من جنوب بحر البلطيق).
عنوان البحث هو "تقييم تدهور المنحدرات الساحلية باستخدام بيانات الطائرات بدون طيار والصور الجوية والليدار الباثيمتري في محرك جوجل إيرث". نُشر البحث في مجلة التقارير العلمية، يناير ٢٠٢٥، وهو مثال بارز على استخدام التقنيات الحديثة لجمع البيانات الضرورية لفهم كيفية تغير الطبيعة جغرافيًا.
أتيحت لنا الفرصة للتحدث مع باول تيسياك، أحد مؤلفي الدراسة، لفهم تأثير الطائرات بدون طيار والليدار على مشروعهم بشكل أفضل.
قال باول: "تتطلب الطرق التقليدية لرصد تآكل المنحدرات عادةً عملاً ميدانيًا مكثفًا وحسابات معقدة لتوزيع النقاط المكانية باستخدام تقنيات مسح الأراضي التقليدية. في المقابل، تُقدم التطورات الحديثة في الاستشعار عن بُعد والتعلم الآلي أساليب جديدة لتقييم تدهور المنحدرات بكفاءة ودقة أكبر".
لقد جذبت قضية تدهور السواحل انتباه الحكومات والعلماء في جميع أنحاء العالم مع تزايد عدد الكوارث الطبيعية وتسبب كل كارثة المزيد والمزيد من الأضرار للسكان والبيئات الجغرافية.
في هذه الورقة البحثية، نستخدم مصطلح "تدهور المنحدرات" بمعناه الواسع. ونُعرّفه بأنه التأثير النهائي الشامل للتغيرات في المنحدرات الساحلية التآكلية الناتجة عن عوامل وعمليات متنوعة، بما في ذلك البيئات الصخرية والهيدروجيولوجية المعقدة، ونشاط أمواج العواصف، وهطول الأمطار، وهبوب الرياح، والأنشطة البشرية التي تؤدي إلى تطور حركات واسعة النطاق وتأثيراتها، مثل الانهيارات الأرضية، والصدوع، والشقوق، والحطام، كما قال باول. وأضاف: "بناءً على ذلك، فإن الفرضية الرئيسية لهذه الدراسة هي أن طيف انعكاس الموجات الكهرومغناطيسية يختلف في المناطق المتأثرة بالتدهور. في حالة المنحدرات الساحلية، يمكن أن تؤدي التغيرات في تراكم المواد والغطاء النباتي وعوامل أخرى إلى اختلافات كبيرة".
يُعدّ الاستشعار عن بُعد اليوم الطريقةَ المُعتمدة لرصد البيئات الساحلية. فباستخدام أنواعٍ مُختلفة من الصور والبيانات المُجمّعة من الأقمار الصناعية والمنصات الجوية وأجهزة الاستشعار الأرضية، يُمكن للباحثين الحصول على معلومات مكانية مُفصّلة ومُحدّثة حول المناطق الساحلية. تُتيح الصور الإطارية عالية الدقة مُراقبة التغيرات في مورفولوجيا السواحل بمرور الوقت، وتُساعد في تحديد المناطق الأكثر تضررًا من الكوارث الطبيعية. في هذه الحالة، استخدم الباحثون التصوير الجوي، الذي يُوفّر صورًا عالية الدقة تُفيد في إجراء مُقارنات مُفصّلة قبل وبعد الكوارث. ومع ذلك، تُواجه مشكلة اختلاف أوقات الإضاءة في الصور، مما يُؤدي إلى اختلاف الأجسام التي يجب مُعالجتها. وفيما يتعلق بالتصوير الفوتوغرامتري، يجب إجراء الرحلات الجوية في ظروف مُتشابهة، ولكن لا تزال هناك بعض المشاكل المُتعلقة بالتغيرات الموسمية في هذا الصدد.
يقول باول: "قررنا استخدام الليدار كبديل للتعامل مع ظروف الإضاءة المتغيرة. تُعد بيانات الليدار أساسية لقياس التغيرات الطبوغرافية الساحلية بدقة عالية، مما يساعد على تصفية البيانات من النباتات أو النقاط المعزولة. وأهم منتج لليدار هو نموذج الارتفاع الرقمي (DEM)، الذي يُستخدم لإنشاء تمثيل ثلاثي الأبعاد للمناظر الطبيعية الساحلية. تساعد هذه النماذج على فهم التوزيع المكاني للتآكل من خلال حساب النماذج بمرور الوقت."
نشأت المشكلة لأن عنصر التدهور الساحلي الذي يحدث تحت الماء يلعب دورًا مهمًا في التسبب في حدوث هذه الظاهرة، ومن هنا جاء القرار باستخدام الليدار كأداة لقياس الأعماق.
قال باول: "تُعطينا نتائج الدراسة نظرةً ثاقبةً حول كيفية استجابة المنحدرات الساحلية لتغير المناخ الحالي والمستقبلي، وخاصةً ارتفاع مستوى سطح البحر وزيادة نشاط العواصف". وأضاف: "يُوفر تحسين المسوحات الجيوتقنية التقليدية باستخدام تقنيات الاستشعار عن بُعد المتقدمة المقترحة، مثل استخدام الطائرات بدون طيار والمسوحات الجوية، نموذجًا يُحتذى به في مناطق أخرى تواجه تحديات مماثلة. ويمكن للرؤى المُستقاة من هذه الدراسة أن تُثري سياسات إدارة السواحل، ليس فقط في بولندا، بل أيضًا في مناطق أخرى ذات ظروف جيولوجية وبيئية مماثلة. ويمكن لخطط الإدارة الفعالة القائمة على هذه الأبحاث أن تُسهم في التخفيف من المخاطر التي تُهدد حياة البشر والبنية التحتية نتيجةً لتآكل المنحدرات الساحلية وعدم استقرارها".
ومن خلال الجمع بين جمع المعلومات الجوية والبحرية من المركبات ذاتية القيادة، تمكنت هذه المجموعة من العلماء من تحسين جودة البيانات، ودقة الاستنتاجات، وكفاية الإجراءات المتخذة للتخفيف من الأضرار التي لحقت بالجغرافيا وسكان المناطق المتضررة.
وقت النشر: ١٢ فبراير ٢٠٢٥