تتبع التغيير في بحيرة سولونجا ببيانات الأقمار الصناعية

في جميع أنحاء أفريقيا، تدعم البحيرات والأراضي الرطبة بهدوء النظم التي يعتمد عليها الناس كل يوم. فهي تدعم النظم البيئية، وتدعم الزراعة، وتنظم تدفقات المياه، وتوفر سبل العيش للمجتمعات المجاورة. ومع ذلك، تتغير العديد من هذه المسطحات المائية. يتقلص البعض، ويتأرجح البعض الآخر بشكل كبير أكثر من ذي قبل، وفي أماكن كثيرة لا يمكن دائمًا رؤية الاتجاهات طويلة الأجل بسهولة من على الأرض. يوفر الرصد الأرضي عبر الأقمار الصناعية طريقة للتراجع ومشاهدة هذه التغييرات بمرور الوقت.

باستخدام البيانات والأدوات المتاحة عبر Digital Earth Africa، يقوم الباحث نانسي وايوة حللت التغيرات طويلة الأجل في مساحة المياه السطحية لبحيرة سولونجا في وسط تنزانيا. يوضح عملها كيف يمكن لصور الأقمار الصناعية التي تمتد لعقود أن تكشف عن أنماط في ديناميكيات المياه يصعب تتبعها بطريقة أخرى.

يلعب بحيرة سولونجا دورًا مهمًا في المناظر الطبيعية المحيطة. مثل العديد من البحيرات في شرق إفريقيا، فإنها تدعم النظم البيئية والمجتمعات القريبة بينما تستجيب لأنماط هطول الأمطار الموسمية والضغوط البيئية الأوسع. يمكن أن تؤثر التغيرات في هطول الأمطار، واستخدام الأراضي في مستجمع المياه، واستخراج المياه، جميعها على كيفية تمدد البحيرة أو انكماشها بمرور الوقت. يعد فهم هذه الديناميكيات مهمًا للإدارة المستدامة للمياه، ولكن السجلات الطويلة الأجل والمتسقة غالبًا ما تكون محدودة.

لفحص هذه التغييرات، استخدمت وايا رصد المياه من الفضاء (WOFS), ، وهي مجموعة بيانات متاحة عبر Digital Earth Africa ترسم خرائط للمياه السطحية في جميع أنحاء القارة. مشتقة WOfS من صور التقطتها أقمار لاندسات الصناعية وتوفر سجلاً تاريخياً للمكان الذي تم فيه اكتشاف المياه في جميع أنحاء إفريقيا بمرور الوقت. لتحليل بحيرة سولونجا، تم استكشاف بيانات الملخص السنوية التي تغطي أكثر من ثلاثة عقود، من عام 1990 إلى عام 2024، باستخدام البيئة الرملية لأفريقيا الرقمية للأرض الرقمية, ، بيئة تحليل قائمة على السحابة تسمح للمستخدمين بمعالجة كميات كبيرة من بيانات الأقمار الصناعية.

بدأ سير العمل بتحديد الحدود الجغرافية حول بحيرة سولونجا واستخراج بيانات WOfS لتلك المنطقة. عن طريق قص مجموعة البيانات لتتناسب مع منطقة الاهتمام الدقيقة للبحيرة، ركز التحليل فقط على المسطح المائي نفسه. باستخدام الأدوات المستندة إلى بايثون المتوفرة في بيئة Sandbox، قام سير العمل بعد ذلك بحساب امتداد المياه السنوي للبحيرة عن طريق تحديد وحساب وحدات البكسل المصنفة كمياه لكل عام.

توفر النتائج صورة واضحة لكيفية تغير مساحة سطح المياه لبحيرة سولونجا بمرور الوقت. ويُظهر تسلسل زمني لمساحة المياه السنوية تقلبات ملحوظة بين عامي 1990 و2021، مع فترات توسعت فيها البحيرة وفترات أخرى انكمشت فيها تغطيتها المائية. تعكس هذه التباينات التفاعل المعقد لأنماط هطول الأمطار، وتقلب المناخ، والضغوط البيئية التي تؤثر على المنطقة.

ساعدت مقارنة سنوات محددة في تسليط الضوء على المكان الذي حدثت فيه هذه التغييرات عبر سطح البحيرة. على سبيل المثال، كشف تحليل يقارن امتداد المياه في عامي 2019 و 2021 عن مناطق توسعت فيها المياه، ومناطق جفت فيها المناطق المبللة سابقًا، ومواقع ظلت فيها المياه ثابتة طوال العامين. تساعد هذه الرؤى المكانية في توضيح ليس فقط مقدار التغير الذي طرأ على البحيرة، بل وأين حدثت هذه التغييرات.

لزيادة استكشاف هذه الديناميكيات، أنتج التحليل أيضًا تصورًا متحركًا يوضح تردد المياه السنوي عبر البحيرة. مشاهدة الأنماط وهي تتغير عامًا بعد عام تجعل من السهل رؤية كيف تغير وجود مياه البحيرة عبر العقود، مما يوفر منظورًا بصريًا قويًا للتغيرات البيئية.

يسلط هذا التحليل الضوء على قيمة الجمع بين بيانات الأقمار الصناعية طويلة الأجل ومنصات التحليل سهلة الوصول. فباستخدام أدوات مثل "Earth Africa الرقمية"، يمكن للباحثين والحكومات والممارسين البيئيين مراقبة المسطحات المائية باستمرار بمرور الوقت وتوليد أدلة لدعم اتخاذ قرارات أفضل.

النهج المستخدم لبحيرة سولونجا لا يقتصر على موقع واحد. نظرًا لأن مجموعة بيانات WOfS تغطي قارة أفريقيا بأكملها، يمكن تطبيق مسارات عمل مماثلة لمراقبة البحيرات والأراضي الرطبة والأنهار والخزانات الأخرى. مع استمرار تزايد الضغوط على موارد المياه، ستصبح القدرة على تتبع التغييرات عبر هذه النظم البيئية الحيوية ذات أهمية متزايدة.

من خلال تحويل عقود من المراقبة بالأقمار الصناعية إلى رؤى واضحة، تُظهر التحليلات مثل هذا التحليل كيف يمكن لبيانات مراقبة الأرض أن تساعد في تعميق فهمنا للمناظر الطبيعية المتغيرة في إفريقيا ودعم إدارة أكثر استنارة للموارد المائية الحيوية للقارة.

جربه بنفسك

بيئة "رمل" ديجيتال إيرث أفريكا ومجموعة بيانات الملخصات السنوية لـ WOfS متاحة مجانًا لأي شخص يعمل في مراقبة المياه أو تقييم البيئة أو تحليل تغير استخدام الأراضي في أفريقيا. سواء كنت محللًا حكوميًا، أو باحثًا، أو ممارسًا في مجال الحفاظ على البيئة، فإن المنصة توفر الأدوات اللازمة لتحويل عقود من بيانات الأقمار الصناعية إلى رؤى قابلة للتنفيذ.

للبدء باستخدام DE Africa واستكشاف منتج WOfS، تفضل بزيارة:
https://www.digitalearthafrica.org

تتوفر دفاتر ملاحظات ووثائق وموارد تدريبية من خلال بيئة DE Africa Sandbox لمساعدتك في تكرار مسارات العمل المشابهة لهذا المسار والبناء عليها.