Open-Source GIS Applications for Flood and Landslide Assessment: Comparative Cases from Poland and Malaysia
تُظهر هذه الدراسة أن أدوات نظم المعلومات الجغرافية مفتوحة المصدر وبيانات الأقمار الصناعية "كوبيرنيكوس" المتاحة مجانًا يمكنها تقييم آثار الكوارث الطبيعية بفعالية وكفاءة من حيث التكلفة عبر النجاح في رسم خرائط فيضان فروتسواف 2024 باستخدام مؤشر الاختلاف المائي الطبيعي (NDWl) وانزلاق باتانغ كالي الأرضي 2022 عبر مؤشر الاختلاف الخضري الطبيعي (NDVI)، مما يدعم التحليل القابل للتكرار للحد من المخاطر واتخاذ القرار.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
عندما يفيض النهر خارج ضفافه أو تنهار تلة تحت وطأة الأمطار، غالبًا ما تكون الاستجابة البشرية الفورية هي الصدمة والاستعجال. ومع ذلك، وقبل أن تتمكن فرق الإنقاذ من الوصول إلى الفئات الأكثر ضعفًا، أو قبل أن يتمكن المخططون من تقرير مكان بناء الملجأ الآمن التالي، يجب على شخص ما أولاً أن يفهم حجم الضرر. هذا هو مجال تقييم الكوارث، وهو مجال اعتمد لفترة طويلة على صور الأقمار الصناعية باهظة الثمن والبرمجيات المتخصصة التي لم يكن بمقدور سوى الحكومات الكبيرة أو المؤسسات الغنية تحمل تكلفتها. لكن أدوات المهنة تتغير؛ إذ يتجه العلماء بشكل متزايد نحو نوع مختلف من حقيبة الأدوات: برامج مجانية مفتوحة المصدر وبيانات أقمار صناعية يمكن لأي شخص الوصول إليها. الفكرة الجوهرية بسيطة: من خلال مقارنة صور الأرض الملتقطة قبل الكارثة بتلك الملتقطة بعدها، يمكن للباحثين رصد التغييرات التي تشير إلى الخطر. إنهم يبحثون عن الظهور المفاجئ للمياه حيث لم تكن موجودة، أو اختفاء الغابات الخضراء حيث جرد الانهيار الأرضي الأرض من غطائها. هذه القرائن الرقمية تسمح للخبراء برسم خرائط لمدى الكارثة بسرعة، دون الحاجة إلى إرسال الناس إلى مواجهة الخطر على الفور.
تضع دراسة حديثة أجراها باحثون من بولندا وماليزيا هذا النهج قيد الاختبار في ركنين مختلفين تمامًا من العالم. أراد الفريق معرفة ما إذا كانت هذه الأدوات المجانية والمفتوحة يمكنها التعامل مع الواقع الفوضوي للكوارث الحقيقية. وقد اختاروا حدثين متميزين: فيضان هائل ضرب مدينة فروتسواف في بولندا في سبتمبر 2024، وانزلاق أرضي مدمر في التلال الاستوائية في باتانغ كالي، ماليزيا، والذي وقع في ديسمبر 2022. هذان المكانان لا يمكن أن يكونا أكثر اختلافًا؛ فروتسواف تقع في وادي نهر مسطح، حيث يأتي الخطر من انتشار المياه عبر الأرض. أما باتانغ كالي فهي منحدر غابوي شديد الانحدار في مناخ رطب، حيث يأتي الخطر من حركة الأرض نفسها وهي تنزلق نحو الأسفل. ورغم هذه الاختلافات، طبق الباحثون نفس الطريقة الأساسية على كليهما. استخدموا صور أقمار صناعية مجانية من برنامج "كوبيرنيكوس" التابع للاتحاد الأوروبي، وعالجوها باستخدام برنامج مجاني يسمى (QGIS). لم يكن هدفهم استبدال الدراسات الهندسية التفصيلية التي تأتي لاحقًا، بل معرفة ما إذا كان بإمكانهم إنشاء خريطة واضحة وموثوقة للأضرار على الفور.
بالنسبة للفيضان في فروتسواف، ركز الباحثون على إيجاد المياه. أخذوا صور الأقمار الصناعية للمدينة قبل الفيضان وقارنوها بالصور الملتقطة بينما كانت المياه لا تزال مرتفعة. ومن خلال تحليل الألوان التي تعكسها الأرض، استطاعوا التمييز بين اليابسة الجافة والأسطح المبللة. فالماء يعكس الضوء بشكل مختلف عن التربة أو الخرسانة، وهو فرق يمكن للبرنامج إبرازه. أنشأ الباحثون خريطة توضح بالضبط أين انتشرت المياه، محددين ليس فقط النهر نفسه، بل أيضًا الشوارع والأحياء المنخفضة التي أصبحت مغمورة. ثم قاموا بوضع خريطة المياه هذه فوق خريطة رقمية لمباني المدينة، مما سمح لهم بتحديد أي الهياكل كانت تقع مباشرة في منطقة الفيضان. في مدينة فروتسواف، حددوا أكثر من 1,300 مبنى قد تكون معرضة للخطر. وأظهرت الخريطة أن المناطق الأكثر عرضة للخطر هي تلك القريبة من النهر وفي الأجزاء المنخفضة من الوادي. لم تتطلب هذه العملية دولارًا واحدًا في رسوم البرامج، ومع ذلك أنتجت صورة واضحة لمن هم في خطر.
كان التحدي في ماليزيا مختلفًا تمامًا. ففي باتانغ كالي، لم تكن الكارثة عبارة عن ورقة ممتدة من المياه، بل كانت انزلاقًا عنيفًا للتربة والأشجار. هنا، لم يستطع الباحثون ببساطة البحث عن الماء؛ بدلاً من ذلك، بحثوا عن غياب اللون الأخضر. الغابات الصحية تعكس نوعًا معينًا من الضوء يشير إلى وجود نباتات حية كثيفة. وعندما يمزق الانزلاق الأرضي تلة ما، فإنه يجرد الأشجار ويكشف التربة العارية تحتها. هذا التغيير مرئي في صور الأقمار الصناعية كفقدان مفاجئ لـ "الخضرة" في المشهد الطبيعي. قارن الفريق الصور من قبل الانزلاق الأرضي مع تلك الملتقطة بعد أشهر. وجدوا ندبة متميزة على التلة حيث اختفت النباتات. ومن خلال قياس الفرق في الإشارة الخضراء، تمكنوا من تتبع مسار الانزلاق الأرضي من أعلى المنحدر وصولاً إلى موقع التخييم في الأسفل. قدروا مساحة الاضطراب بنحو 1.24 كيلومتر مربع. أظهرت هذه الخريطة ليس فقط مكان بدء الانزلاق، بل أيضًا أين تحركت الحطام وأين استقرت في النهاية، مما دفن أجزًا من مخيم "فادرز أورجانيك فارم".
أكدت الدراسة أن هذه الأساليب مفتوحة المصدر تعمل بشكل جيد لكلا النوعين من الكوارث، لكنها سلطت الضوء أيضًا على حدود مهمة. هذا النهج قوي لأنه سريع، رخيص، وقابل للتكرار؛ إذ يمكن لأي شخص لديه جهاز كمبيوتر واتصال بالإنترنت إجراء نفس التحليل، مما يجعله أداة لا تقدر بثمن للجامعات، والحكومات المحلية، ومخططي الطوارئ الذين يحتاجون لفهم الموقف بسرعة. ومع ذلك، كان الباحثون حذرين في الإشارة إلى أن هذه الخرائط ليست مثالية. ففي المناخ الاستوائي لماليزيا، غالبًا ما تحجب السحب الأرض، وتنمو الغابات بسرعة كبيرة لدرجة أن ندبة الانزلاق الأرضي يمكن أن تتلاشى من رؤية القمر الصناعي في غض_ون أشهر. وفي مدينة فروتسواف، يمكن للظلال الناتجة عن المباني العالية والمزيج المعقد من الأسطح والشوارع أن تربك الكمبيوتر أحيانًا، مما يجعل من الصعب تحديد مكان انتهاء المياه وبداية الأرض بدقة. تُعتبر الخرائط المنتجة بمثابة نظرة أولية، تقييم أولي يخبر المسؤولين أين يجب أن يوجهوا اهتمامهم. وهي ليست بديلًا للدراسات الهندسية التفصيلية الميدانية التي تحدد بالضبط عمق المياه أو مدى استقرار المنحدر.
في نهاية المطاف، يثبت هذا العمل أن فهم الكوارث الطبيعية لم يعد يتطلب احتكارًا للتكنولوجيا باهظة الثمن. فمن خلال الجمع بين بيانات الأقمار الصناعية المجانية والبرامج المفتوحة، تمكن الباحثون في بولندا وماليزيا من إنشاء خرائط واضحة وقابلة للتنفيذ لكارثتين مختلفتين تمامًا. لقد تم تحليل فيضان فروتسواف وانزلاق باتانغ كالي باستخدام نفس المنطق الرقمي، مما أثبت أن الطريقة مرنة بما يكفي للتكيف مع البيئات المختلفة. تقدم النتائج طريقة عملية لدعم الحد من مخاطر الكوارث، مما يساعد في تحديد المباني المعرضة للخطر والمنحدرات الخطرة قبل وقوع الأزمة التالية. وبينما لا يمكن لهذه الأدوات التنبؤ بالمستقبل أو استبدال الحاجة إلى عمليات التفتيش البدنية، إلا أنها توفر وسيلة شفافة ومتاحة لرؤية الضرر أثناء حدوثه، وتحويل البيانات الخام إلى دليل لإنقاذ الأروا والحفاظ على مستقبل أكثر أمانًا.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.