غيوم صور لاندسات: كيف تتحقق من وضوح منطقة الدراسة؟

ما الفرق بين غيوم المشهد وغيوم اليابسة؟

توضح هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية أن بيانات لاندسات تتضمن تقديرين في البيانات الوصفية. الأول يحسب الغطاء السحابي على المشهد بأكمله، والثاني يحسبه على خلايا اليابسة فقط. تظهر القيمتان في ملف البيانات الوصفية وفي بيانات البحث المعروضة. معنى «اليابسة» هنا نطاق داخل المشهد وفق قناع الفصل بين الماء واليابسة؛ لا يعني المضلع الذي رسمته حول مزرعتك. [1]

لذلك اجعل خانة نطاق الحساب بجانب خانة النسبة في ورقة الاختيار. يمكن أن تكتب: المشهد، أو اليابسة داخل المشهد، أو منطقة المشروع. إذا وصلتك لقطة شاشة تحمل رقمًا بلا اسم الحقل، فلا تنقله إلى تقرير محلي بوصفه قياسًا لمنطقتك. اطلب البيانات الوصفية التي تحدد المقصود، واحتفظ باسم الحقل كما ورد حتى يستطيع زميلك مراجعة المعنى نفسه.

مثال: المشهد الأقل غيومًا قد يكون أسوأ لموقعك

نفترض مشهدين مؤلفين، نسميهما أ وب، وكل واحد منهما يضم عشرة آلاف خلية قابلة للمقارنة في مثالنا. نحدد داخل كل مشهد المنطقة نفسها المكونة من خمسمئة خلية. في المشهد أ، نصنف ثمانمئة خلية سحابية على مستوى المشهد، فتكون النسبة ثمانية بالمئة. لكن ثلاثمئة من تلك الخلايا تقع داخل منطقة الدراسة؛ تصبح نسبة الغيوم المحلية ثلاثمئة مقسومة على خمسمئة، أي ستين بالمئة.

في المشهد ب، عدد الخلايا السحابية ألفان وخمسمئة، فتكون النسبة العامة خمسة وعشرين بالمئة. لا يقع منها داخل منطقتنا إلا خمسون خلية، أي عشرة بالمئة من خمسمئة. إذا كان معيارنا الوحيد في هذه الورقة هو قلة الغيوم فوق المنطقة المحددة، يتقدم ب رغم ارتفاع نسبته العامة. تبقى مئتا خلية غير مصنفة سحابية داخل أ، وأربعمئة وخمسون داخل ب. لا نسمي هذه البقية صالحة لكل تحليل؛ لم نضف بقية الشروط بعد.

الأعداد هنا تعليمية وليست إحصاءً مستخرجًا من صورة فعلية. افترضنا التغطية الكاملة وثبات الحدود وعدد الخلايا لتوضيح الفرق بين المقامين. لم نفترض أن النسبة العامة تحدد تلقائيًا النسبة المحلية؛ مكان الغيوم هو المعلومة التي غيرت الاختيار. ولو فرزت النتائج على أساس حد عام صارم يقل عن عشرة بالمئة، لاحتفظت بأ واستبعدت ب في هذه الحالة المؤلفة، مع أن ب أفضل وفق معيارنا المحلي الضيق.

ولا يجعل ذلك ب أفضل من جميع النواحي. ربما يقع تاريخ أ داخل نافذة الدراسة ويقع تاريخ ب خارجها، أو تختلف ملاءمة المنتج للمهمة. المثال يثبت أن ترتيبًا واحدًا قد ينقلب عند تغيير نطاق القياس، ولا يقدم قاعدة لاختيار كل صورة ذات غيوم عامة أعلى. احفظ الشرط الزمني والعلمي مستقلًا عن مقارنة النسب حتى لا يختفي من القرار.

اقرأ أعلام الجودة بدل تفسير رقمها كدرجة

حزمة QA_PIXEL تجمع أعلامًا ثنائية داخل عدد صحيح؛ ليست قيمتها درجة جودة متصاعدة. في جدول لاندسات 8 و9 من Collection 2 توجد أعلام للحشو، والسحب الموسعة، والسحب الرقيقة العالية، والسحب، وظلالها، والثلج. ويكون علم Clear مفعّلًا عندما لا يكون علما السحب والسحب الموسعة مفعّلين. هذا التعريف وحده لا يستبعد الظل أو الثلج أو كل مشكلة محتملة. [2]

اعتمد جدول البتات الخاص بالمنتج، لا صورة قديمة لجدول من حساس آخر. وتوضح الوثائق أن QA_PIXEL ينتقل من المستوى الأول إلى منتج المستوى الثاني دون تغيير. إذا احتجت قرار قبول أو استبعاد، فكوّنه من الشروط التي تناسب مهمتك، بدل مقارنة العدد الكامل بعتبة اعتباطية أو مساواة كلمة Clear بشهادة صلاحية شاملة. [2]

احسب الخلايا المستبعدة دون عدّ الموضع مرتين

ننتقل إلى مثال مستقل داخل منطقة من خمسمئة خلية. افترض أن قاعدة مراجعة أولى تستبعد ثمانين موضعًا، وأن قاعدة ثانية تستبعد خمسين. لا نفترض أن القاعدتين منفصلتان؛ وجدنا عشرين موضعًا موجودة في القائمتين. جمع ثمانين وخمسين يعطي مئة وثلاثين اسمًا في القائمتين مع التكرار، لكنه لا يعطي عدد المواضع المختلفة التي ستخرج من الحساب.

نحسب الاتحاد بإضافة العددين ثم طرح المشترك مرة واحدة: ثمانون زائد خمسون ناقص عشرين يساوي مئة وعشر خلايا. يبقى ثلاثمئة وتسعون من أصل خمسمئة، أي ثمانية وسبعون بالمئة، وفق هذين الشرطين وحدهما. لا نطرح المشترك مرتين، لأننا نريد إبقاء أثر كل موضع مستبعد مرة واحدة. ويمكن التحقق بالتصنيف: ستون في الأولى وحدها، وثلاثون في الثانية وحدها، وعشرون مشتركة.

قد تمثل القائمتان في مشروعك اختبارين مختلفين للجودة، لكننا لا نزعم أن هذه الأعداد تصف توزع أعلام لاندسات في الواقع. الغرض مراجعة منطق العد عندما تتداخل أسباب الاستبعاد. احتفظ بقائمة المواضع أو قناع الاتحاد إن أمكن، لا بالمجاميع وحدها؛ فقد تتساوى الأعداد النهائية بين تشغيلين بينما يختلف مكان الخلايا الباقية، وهذا فرق مهم إذا كان هدفك بقعة محددة داخل المنطقة.

ما الذي يبقى للفحص بعد الغيوم؟

تشرح وثائق الانعكاس السطحي للاندسات 8 و9 أن جودة المنتج تتأثر بظروف السطح والغلاف الجوي والحساس. تحمل حزمة الهباء الجوي معلومات عن صلاحية استرجاعه، أو تقديره من مشاهدات مجاورة، ومستواه. وتحدد حزمة QA_RADSAT الحزم التي تعرضت للتشبع أثناء التقاط البيانات. لذلك لا تختزل فحص منتج الانعكاس السطحي في سؤال وجود سحابة فقط. [5]

اختيار شروط إضافية يتبع المنتج والحزم التي ستستخدمها. فوجود رقم للانعكاس لا يلغي الحاجة إلى قراءة الأعلام المصاحبة له. ارجع إلى دليل المنتج قبل اتخاذ قرار بشأن الخلايا المتأثرة، ودوّن سبب الاستبعاد؛ لا نضع هنا عتبة واحدة للهباء أو سياسة تصلح لكل منطقة وموسم وتحليل. الهدف فهم نوع المعلومات المتاحة، ثم تحديد القاعدة الملائمة لسؤالك. [5]

هل يمكن أن يخطئ قناع السحب؟

تنبه USGS إلى أن CFMask قد يواجه صعوبة مع الأهداف الساطعة، مثل أسطح المباني والشواطئ والثلج والكثبان والبحيرات الملحية. كما يصعب اكتشاف السحب الرقيقة بصريًا، وقد تفوت الخوارزمية. ويقدّر النظام مواضع الظلال عبر تقدير ارتفاع السحب وإسقاطها على الأرض. هذه خطوات تصنيف وتقدير، وليست معرفة يقينية بحالة كل خلية. [3]

لهذا ينبغي التعامل مع القناع بوصفه دليل جودة له حدود. إذا ظهر اختلاف غير متوقع في منطقة ساطعة أو قرب سحب رقيقة، فراجعه في سياقه بدل إعلان أن التصنيف صحيح لمجرد صدوره آليًا. لا تعني هذه الحدود إسقاط القناع كله، ولا تبرر قبول كل خلية رفضها؛ إنها سبب لفحص الحالات المؤثرة في النتيجة وتسجيل الشك بدل إخفائه. [3]

فرّق بين موعد المرور وموعد المشاهدة المقبولة

يمر كل من لاندسات 8 ولاندسات 9 فوق الموقع نفسه مرة كل ستة عشر يومًا، وتتيح الإزاحة بين مداريهما رصده كل ثمانية أيام. هذا وصف لدورية المرور، وليس وعدًا بأن الغيوم ستترك منطقتك ظاهرة في كل مرور. لذلك يحتاج تقرير المتابعة إلى تواريخ البيانات التي اجتازت شروطك فعلًا، إلى جانب معرفة جدول الرصد المتوقع. [4]

لنفترض سجلًا زمنيًا مؤلفًا له مشاهدات في الأيام الأول والتاسع والسابع عشر والخامس والعشرين من شهر افتراضي. الفاصل بين التواريخ المتتالية ثمانية أيام. إذا رفضت المشاهدتين الوسطيتين لأن منطقتك لا تحقق شرط التغطية المختار، تبقى مشاهدتان يفصل بينهما أربعة وعشرون يومًا. كتابة «لدينا رصد مقبول كل ثمانية أيام» ستصف الجدول قبل الفحص، لا السجل الذي ستبني عليه الاستنتاج.

وفي الفجوة لا نعرف من هاتين المشاهدتين وحدهما متى تغيرت الأرض بدقة. إن ظهرت حالة في اليوم الأول وأخرى في الخامس والعشرين، فاحفظ حدود ما شاهدته. لا تملأ الأيام المرفوضة بكلمة «لا تغير» لمجرد أن الملف غير صالح للتحليل. الاستبعاد يعني أنك لا تستخدم تلك المشاهدة وفق القاعدة المعلنة؛ لا يحول غياب الدليل إلى دليل على ثبات المكان.

ثبّت المقام قبل مقارنة النسب

عد إلى منطقتنا ذات الخمسمئة خلية. لنفترض هذه المرة وجود خمسين موضعًا بلا بيانات، وستين موضعًا ترفضها قاعدة أخرى، على أن المجموعتين منفصلتان في هذا المثال. يبقى ثلاثمئة وتسعون. إذا سألت عن التغطية المقبولة من المنطقة كلها، فالنسبة ثلاثمئة وتسعون على خمسمئة، أي ثمانية وسبعون بالمئة. وإذا سألت عن المقبول من المواضع التي لها بيانات أصلًا، فالمقام أربعمئة وخمسون، وتصبح النسبة نحو ستة وثمانين فاصلة سبعة بالمئة.

النسبتان صحيحتان لسؤالين مختلفين، بشرط التصريح بالمقام. لا تقارن النسبة الأولى في تاريخ بالثانية في تاريخ آخر ثم تستنتج تحسنًا. سجّل عدد المواضع الكلي، وعدد المواضع ذات البيانات، وعدد المقبول، قبل تقريب النسبة. وإذا لم يوجد أي موضع يحقق تعريف المقام، فلا تعرض قسمة على صفر بوصفها نسبة صفرية؛ اكتب أن النسبة غير قابلة للحساب وفق ذلك التعريف.

كذلك ثبّت طريقة إدراج خلايا الحافة. في مثالنا نعد خلايا محددة متساوية المعاملة، ولا نحسب مساحة مضلع حقيقي. قد يمر حد المنطقة داخل خلية بدل موافقة حدودها؛ يجب حينئذ تحديد قاعدة العد أو الوزن المساحي قبل تسمية الناتج نسبة مساحة. اختلاف الحدود أو الشبكة أو قاعدة الحافة قد يغير المقام حتى عندما يبقى اسم المنطقة في الملف كما هو.

اكتب بطاقة اختيار يمكن مراجعتها

يمكن تلخيص مثالنا في بطاقة قصيرة: معرف المشهد أ، ونسبته العامة ثمانية بالمئة، وحدود منطقة ثابتة تضم خمسمئة خلية، وثلاثمئة منها مصنفة سحابية. ثم بطاقة ب بنسبته العامة خمسة وعشرين بالمئة وخمسين خلية سحابية محلية. اكتب سبب تفضيل ب بدقة: غيوم أقل فوق المنطقة وفق المقارنة المؤلفة، مع بقاء شروط التاريخ وبقية الجودة للمراجعة. بهذه الصياغة يستطيع القارئ معرفة ما أثبته المثال وما لم يختبره.

في العمل الفعلي أضف اسم المنتج وإصداره وتاريخ الالتقاط، والملفات المستخدمة وقاعدة الاستبعاد وطريقة تعريف المنطقة. احتفظ بنسخة من الحدود ومن القاعدة، كي لا يصبح تكرار الحساب بحثًا عن إعدادات نسيتها. وإذا عدلت شرطًا، سمّ النسخة الجديدة وقارن عدد المواضع وأماكنها؛ لا تكتف بارتفاع نسبة المقبول، فقد جاء الارتفاع من تخفيف الشرط دون اكتساب أي مشاهدة جديدة.

ويفيد النظر إلى توزيع الخلايا المتبقية بجانب عددها. في مثال قابل للتصور، قد تبقى النسبة نفسها في صورتين، لكن إحداهما تترك الجزء الذي تريده ظاهرًا والأخرى تترك الأطراف فقط. لا تستنتج من العدد وحده أن السؤال البحثي قابل للإجابة. تنتهي المراجعة باختيار موثق أو باستبعاد مبرر، لا بمحاولة جعل كل صورة صالحة كي يكتمل صف في جدول المتابعة.