‮الجمعُ والعرضُ المرئي لِلبيانات ‭

لقد غطينا الكثير خلال الأسابيع الخمسة الماضية وقد يكون من الصعب معرفة من أين تبدأ بهذه التِقنيات ومجموعات البيانات المختلفة ، لذلك سنُقدِّمُ هذا الأسبوع مثالًا على دراسةِ حالةٍ لإظهار سير العمل الواقعي . سنجمَعُ أكثرَ البيانات فائدةً ونُقدِّمُها بشكلٍ مُناسِبٍ . سنقومُ أيضًا برقمنة البيانات الأثرية الموجودة في مجموعات البيانات هذه ونُعلّمُك/كم كيفية عمل خرائط رائعة وكيفية الاِعتماد على مصادِرك بشكلٍ صحيحٍ .

بٌحيرة حِمرين

بحيرةُ حمرين هي خزانٌ في محافظة ديالى العراقية على بعد حوالي 100 كم شمال شرق بغداد . تمَّ تشكيلُها بعد بناء سد حمرين الذي تمَّ بناؤه بين عامي 1976 و 1981 لتوليدِ الطاقة الكهرومائية وتخزين مياه الري من نهر ديالى . كما تمَّ قبل بناء السد إجراءُ المسوحات الأثرية والحفريات من قبل الهيئة العامة للآثار والتُراث وفِرق من جميع أنحاء العالم مما كشفَ عن مجموعةِ بياناتٍ غنية ثمَّ غمرها الخزان . اِنخفضَتْ في السنوات الأخيرة مستوياتُ المياه في بحيرة حمرين بسببِ زيادة السدود على منبعِ النهر واِرتفاعِ درجات الحرارة بسببِ تغيُّر المناخ . وبدأتْ المواقع الأثرية التي غمرتها الفيضاناتُ تظهرُ الآن من البحيرة وهي مُهددّة بالتآكُل السريع من دورات الغمر بالمياه والتجفيف المُتكررة .

سنقومُ على سبيل المثال بِرسمِ خريطةٍ دقيقةٍ لمكانِ هذه المواقع والتحقيق في المُشكلات التي تواجهُ الآثار في بحيرة حمرين بمزيدٍ من التفصيل . يمكنك متابعةَ بيانات بحيرة حِمرين إذا أردتَ ، ولكن تهدِفُ دراسةُ الحالة هذه حقًا إلى تقديمِ مثالٍ كامل على سيرِ العمل يمكنُ تطبيقَه على مجالاتِ اِهتِمامك.

_{تقعُ بحيرةُ حمرين على بعد حوالي 100 كيلومترٍ شمال شرق بغداد في العراق . البيانات مقدمة من Natural Earth.}

صورُ القمر الصناعي سنتَنَيل -2 (Sentinel-2)

ستوفِّرُ صورُ Sentinel-2 لمحةً عامة حالية على منطقة بحيرة حِمرين .

تحميلُ صور القمر الصناعي سنتنَيل -2 (Sentinel-2)

بحثنا في Copernicus Open Access Hub عن صور Sentinel-2 اِعتبارًا من عام 2022. يتوفّرُ الكثيرُ من الصور الرائعة الخالية من الغيوم ، ولكن لسوءِ الحظ تقعُ البحيرة على حدودِ أربعةِ مشاهدٍ مُختلفة من Sentinel-2 . هذا ويتعيّنُ علينا لِتغطية المنطقة بأكملِها تحميلَ الكثير من الصور.

_{تقعُ منطقةُ بحيرة حِمرين على حدود أربعةِ مشاهدٍ Sentinel-2.}

اِخترنا أربعَ صورٍ مُجاورة مُنخفضة الغيوم من شهر نيسان (أبريل) 2022. وخلال أواخِر الربيع ، يجب أن تكون مستويات المياه في أعلى مستوياتها بعد الشتاء . قمنا بتحميلِ هذه الصور وحفظها في مُجلّد Sentinel-2 داخل دليل المشروع الخاص بنا .

_{تمَّ تحميلُ واِستخراج الصور الأربعة لبحيرة حمرين .}

اِستِخدامُ صور Sentinel-2 في QGIS

يمكننا فقط إضافةَ أربع صورِ ملونة حقيقية جاهزة (إنظُر الأسبوع 2.6 .

_{إضافةُ صور Sentinel-2 TCI الأربعة لمشروع بحيرة حِمرين .}

ومع ذلك ، نظرًا لأننا نريدُ أيضًا اِستِخدامَ حُزمة الأشعة تحت الحمراء القريبة فسنقومُ أيضًا بإنشاءِ مُركبّات خاصة بنا كما فعلنا مع صور لاندسات Landsat (انظر الأسبوع 3.5 ) ولكن إدمِجْ مشاهد Sentinel-2 الأربعة معًا . أولاً ، نقومُ بإنشاء نقطية اِفتراضية باِستِخدامِ المشاهد الأربعة لكل حُزمة نهتمُ بها : الأزرق (الحزمة2) و الأخضر (الحزمة 3) و الأحمر (الحزمة 4) والأشعة تحت الحمراء القريبة (الحزمة 8A) . يعملُ هذا بطريقةٍ مُماثِلة تقريبًا لتلك التي تمَّ تناولها في الأسبوع 3.5 ، لكن هذه المرة لا نريد وضعَ الصور الأربع في حُزمٍ مُنفصِلةٍ .

_{إنشاءُ خطوط نقطية اِفتراضية تدمِجُ الحُزمَ الزرقاء من مشاهد Sentinel-2 الأربعةِ .}

يمكننا بعد ذلك إنشاءَ نقطية اِفتراضية نهائية باِستِخدامِ هذه الحُزم الأربعة المُدمَجة لتوليدِ حُزمةً رباعية (أحمر ، أخضر ، أزرق ، قريب من الأشعة تحت الحمراء) للمنطقةِ بأكملها .

_{إنشاءُ المُركّب النهائي كنُقطية اِفتراضية باِستِخدامِ صورنا الأربعة المُدمَجة .}

بمجرد اِختِيار مجموعة الحُزم الصحيحة ( الأسبوع 3.5 ) وإزالة المنطقة السوداء الأسبوع 4.6 بدأتْ صورتنا Sentinel-2 تبدو جيدة .

_{مُركّبُ الأشعة تحت الحمراء الزائف اللون لِمنطقة بحيرة حمرين .}

تحسينُ مظهر صور Sentinel-2

إذا بدتْ صورتك ساطعةً جدًا أو مُظلمة جدًا فيمُكنك تغييرَ طريقة عَرضها عن طريق ضبط الحد الأدنى والأقصى لكل حُزمةٍ في “الخصائص” “Properties” > “الرمز” “Symbology”. وإذا كانتْ صورتك مُظلمة جدًا فيجب عليك جعل الحد الأدنى من القيم أعلى ، وإذا كانتْ ساطعةً جدًا فيجب عليك جعل القيم العليا أقل.

_{يمكنُ أن يؤدي التبديل في الحد الأقصى والحد الأدنى لقيم عرض الحُزمة إلى صورٍ أكثر وضوحًا .}

يُمكنك أيضًا ضبطَ هذه القيم بدقةٍ أكثر باِستِخدامِ علامة التبويب “المُدرّج التِكراري” “Histogram’.

_{ضبط القيم الدنيا والقصوى لكل حزمة باِستخدام علامة تبويب المُدرّج التكراري.}

يجب أن ترى تحسُّنًا كبيرًا في وضوح الصورة النهائية.

_{تصبحُ الصورة ُالنهائية أكثرَ وضوحًا بعد الضبط الدقيق باِستخدام علامة تبويب المُدرّج التكراري. الصورة بترخيصٍ من وكالة الفضاء الأوروبية.}

لاندسات

سنستَخدِمُ أرشيفَ لاندسات للعثور على لقطاتٍ من ما قبل بناء السد وفي وقتٍ ما عندما كانتْ المياه أعلى .

لاندسات 1 – قبل البناءِ

بما أنّه قد تمَّ بناءُ السد في عام 1976 فأنّنا نحتاجُ إلى صورٍ من قبل هذا التاريخ . لحُسن الحظ بدأ لاندسات Landsat 1 في جمع البيانات في عام 1972 ، لذا يجب أن نتمكّن من العثورِ على بعض البيانات المُناسبة باِستخدام EarthExplorer.

كانتْ صورُ القمر الصناعي في مهدها في ذلك الوقت ، لذا لا يوجد الكثيرُ للاِختيار من بينها في الأرشيف . وقد وجدنا من خلال البحث في مجموعة بيانات “Landsat 1-5 MSS C1 Level-1” (“Landsat”> “Landsat Collection 1”> “Landsat Collection 1 Level 1”) صورةً مناسبة من عام 1973.

_{البحثُ عن صور لاندسات 1 على EarthExplorer.}

بعد إنشاءِ خطوط المسح النقطية الاِفتراضية باِستخدام حُزم Landsat 1 الأربعة ( الأسبوع 3.5 ) وتعديلِ الرموز ، ينتهي بنا المطاف بصورةٍ جيدةٍ قَبل بِناءِ السد .

_{صورنا من لاندسات عام 1973 قبل بناء السد .}

لاندسات 5 – علامةُ قياس مستوى المياه العالية

كان هناك الكثير من الصور للاِختيار من بينها لِلحصول على صورة علامة قياس مياه عالية . كان لاندسات Landsat) 5) هو الخيارُ الأفضل لأنه كان موجوداً على شبكة الإنترنت لمُعظم الخزانات في بداية إنشائِها ، وقد قمنا بتحميلِ صورةٍ من شهر نيسان (أبريل) 1990.

_{تُظهِرُ صورة لاندسات 5 الخاصة بنا في عام 1990 مستوى مياه نموذجي في شهر نيسان (أبريل) .}

تقومُ صورُ الأقمار الصناعية الثلاث هذه بعملٍ رائعٍ في سردِ قصة بحيرة حمرين .

_{تخبرنا صورَنا من لاندسات(Landsat) وسانتينل -2 (Sentinel-2) قصةَ بحيرة حمرين. بترخيصٍ من هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS) و وكالة الفضاء الأوربية (ESA).}

هل يمكنك بالفعل رؤية بعض المواقع التي تقعُ ضمن منطقة اِهتِمامنا ؟

مهّمةُ طوبوغرافيا الرادار المكوكية (SRTM)ونموذج الاِرتفاع الرقمي (DEM)

لقد قمنا بتحميلِ بيانات الاِرتفاع لِمهة طبوغرافيا الرادار SRTM من EarthExplorer ( الأسبوع 4.4 ) ، كُنا بِحاجةٍ إلى أربعٍ قطعٍ لتغطية منطقة اِهتِمامنا . تحتوي القطعُ على قيمٍ دنيا وقيمٍ عليا مختلفة جداً بسببِ التناقض الحاد بين سهل بلاد ما بين النهرين وجبال زاجروس ، وبالتالي لن تبدو وكأنها سطحٌ مُستمِّرٌ إذا أضفنا البياناتَ ببساطةٍ إلى QGIS.

_{أربعُ قِطعٍ من مهمة طبوغرافيا الرادار المكوكية SRTM التي نحتاجُها في EarthExplorer .}

لذلك قمنا بإنشاء نقطية اِفتراضية باِستخدام هذه القِطع الأربع كما في صور Sentinel-2. وهذا يتطلّبُ جهدًا أقل نظرًا لأن نقطيات مهمّة طبوغرافيا الرادار SRTM لها حُزمة واحدة فقط . بِمُجردِ إنشاء نموذج الاِرتفاع الرقمي DEM المُدمَج يمكنُ تعيين التدرُّج اللوني الأسبوع 4.6 ). وقد قمنا بتعيين القيمِ الدنيا والعليا بناءً على القِطع الأصلية ، لكننا أسقطنا الطرفَ الأعلى قليلاً للحصولِ على رؤية أوضح لمُحيطِ البحيرة .

_{تظهرُ البيانات النقطية الاِفتراضية لِمهمة طبوغرافيا الرادار المكوكية SRTM كسطحٍ واحدٍ مُستمرٍ .}

المُنحدرُ والجانب ( الأسبوع 4.7 ) ليستْ ذاتَ صِلة كبيرة بالآثارِ من بحيرة حمرين ، لكننا أضفنا خطًا نقطيًا شِبه شفاف لظِلالِ التلال ( الأسبوع 4.6 ) لإبرازِ التضاريس.

_{بياناتُ مَهّمَة طبوغرافيا الرادار المكوكية SRTM لبحيرة حمرين بما في ذلك ظِل تلال شِبه شفافة .}

على الرغم من أن هذا يُؤدي إلى إنشاءِ نموذج اِرتفاع رقمي DEM جذاب للخريطة إلا أنه قد يكون من المفيد اِختيار مُنحدر لوني مع مزيدٍ من الألوان لرؤيةِ المزيد من التفاصيل . وقد يكون من الجيد أيضاً تغييرَ الحد الأدنى والأقصى لِلقيم تلقائيًا أثناء تحرُّكك حول البيانات النقطية (raster) . تأكّد من اِختيار “الحد الأدنى/الحد الأقصى” “Min/max” تحت «إعدادات الحد الأدنى/ الحد الأقصى للقيمةِ ” “‘’Min/Max Value Settings وتغيير ” مدى الإحصاء” “Statistics extent” إلى ” اللوحة المُحدَّثة ” “Updated canvas”.

_{اِختيارُ الإعدادات لِتحديث لون قيم الحد الأدنى / الحد الأقصى أثناء التنقُّل في جميع أنحاء الخريطةِ .}

يُمكِننا الآن اِنتقاءَ بعض التلال المُحيطة بِبحيرةِ حِمرين .

_{تظهرُ بعضُ مواقِعَ التلال حول بحيرة حِمرين في بيانات مَهّمة طبوغرافيا الرادار المكوكية SRTM.}

خرائِطٌ تأريخية

سنُضيفُ بعد ذلك العديدَ من الخرائط التأريخية مثل سلسلة بها شبكة وخريطة مسح أثرية .

الخرائطُ الطبوغرافية الشبكية

أسفرَ البحثٌ في مجموعة خرائط مكتبة بيري كاستانيدا ( الأسبوع 5.5 ) عن سلسلةِ خرائطٍ طبوغرافية من فترةِ الأربعينيات . لسوء الحظ فإنّ منطقتنا من بُحيرة حمرين مُقسّمةٌ بين خريطتين . وقد تمَّ تصحيحُها جغرافيًا باِستخدامِ شبكتها ( الأسبوع 5.7 ).

_{تغطي هذه الخرائط منطقةَ بحيرة حمرين ، لكنها مُقسّمة بِشكلٍ مُحبطٍ بين الاِثنين .}

للتغلُّب على هذه المشكلة سنقومُ بقصِّ حدود الخريطتين باِستخدام أداة “قصّ النقطية حسب المدى”Clip raster by extent” الموجودة في القائمة في ” البيانات النقطية” “Raster” > ” الاِستخراج” “Extraction”. ما عليك سوى إضافة الحد الأدنى والحد الأقصى لِقيم x و y وحفظ خريطتك الجديدة على شكل TIFF أو خطوط نقطية اِفتراضية (raster ) وإنقُر فوق تشغيل .

_{قصُّ الخرائط المُتداخِلة حسب مداها .}

يسمحُ ذلك برؤيةِ كلتا الخريطتين جنبًا إلى جنب بشكلٍ صحيحٍ .

_{يمكنُ الآن رؤيةُ الخريطتين المُقتَطعتين بشكلٍ صحيحٍ .}

بما في ذلك بعض المعلومات عن المواقع الأثرية لبحيرةِ حمرين .

_{تمَّ وضعُ علاماتً على عدد من المواقع الأثرية على الخرائط الطبوغرافية.}

خريطةُ المسحُ الأثري غير الشبكية

أجرى علماءُ الآثار قبل بناء السد عملياتَ مسحٍ وتنقيب في المنطقةِ . وقد نشرَ الكثيرون نتائجَهم بما في ذلك الخرائط التي يمكن أن تساعدنا في تحديدِ ماقعها. وتأتي الخريطةُ الأكثر تفصيلاً من كتاب حرَّره مكغواير غيبسون MacGuire Gibson عن الحفريات في Uch Tepe . ويعطي الكتابُ أسماءَ ومواقِعَ سبعين موقِعاً لكنه لا يتضمّن شبكةً ، إذ كان لا بد من اِلإرجاع الجغرافي له يدويًا من خلال العثور على معالِمٍ مُشتركة بين الخريطة وصور Landsat و Sentinel-2.

_{وجدنا أحدَ عشر نقطةَ تحكُّمٍ أرضية للإرجاعِ الجُغرافي لِخريطة المسح الأثري . الخريطة هي الشكل 2 من Gibson ، 1981.M. تيبي أوتش (Uch Tepe). المعهد الشرقي : شيكاغو. المصدرُ الإنجليزي: Map is figure 2 from Gibson, M. 1981. Tepe Uch. Oriental Institute: Chicago.}

صُورُ قمر كورونا الصِناعي

تعود صورُ كورونا( Corona ) في الغالب إلى ما قبل بناء السد ويجب أن تكون أعلى دقةٍ بكثير ٍمن صور لاندسات 1 (Landsat)التي وجدناها بالفعلِ .

مُكتشِفُ الأرض EarthExplorer

كشفَ بحثٌ على EarthExplorer الأسبوع 5.3 ) أن خمسَ شرائحٍ ستحتاجُ إلى التحميلِ واِرجاعِها جغرافيًا (جزئيًا) ، أي تتطلّبُ ساعاتَ عملٍ عديدة.

_{يجب تحميلُ خمسةَ شرائطٍ من صور كورونا واِرجاعها جغرافيًا من EarthExplorer لتغطيةِ منطقة بحيرة حِمرين بشكلٍ صحيحٍ .}

موقعُ أطلس كورونا (كاست) (CAST Corona Atlas)

يتوفَّرُ لحُسنِ الحظ الكثيرُ من صور Corona ذات الإرجاع الجغرافي الجاهزة للتحميلِ مجانًا على موقع CAST Corona Atlas . على الرغم من أنه ليس لدينا الوقت لتغطية هذا المورد الرائع بالتفصيل إلا أنّه يستحِّقُ الاِستِكشاف بالتأكيدِ لأنه يحتوي على أكثر من 2000 شريطٍ من كورونا مُعظمُها من الشرق الأوسط . ويمكنُ تشغيلُ وإيقافُ المَهام ثُمَّ توسيعها لتحميلِ شرائط الفيلم الفردية الممسُوحة ضوئيًا . ويتمثَّلُ الجانب السلبي الطفيف الوحيد في صور CAST هو أنّ الإرجاعَ الجُغرافي ليس دائمًا دقيقًا كما هو الحال عندما يتم إجراؤه يدويًا .

_{جميعُ صور كورونا الخاصة بِبحيرة حِمرين مُتاحة للتحميلِ مجانًا على موقع CAST الإلكتروني .}

يتُّمُ جمعُ آخِرَ بياناتنا بمُجرد التحميل والإضافة إلى مشروع QGIS الخاص بنا .

_{إضافةُ صور Corona الخاصة بنا في موقعِ (CAST) إلى QGIS.}