[سؤال وجواب] القمر الصناعي الزراعي والغابي الذي نجح إطلاقه، كيف سيُستخدم من التنبؤ بالمحاصيل إلى الخدمات المخصصة للمزارعين؟

مرّ أكثر من نصف شهر على انطلاق القمر الصناعي الزراعي والغابي إلى الفضاء(اعتبارًا من 23 يوليو). وفي الأوساط الزراعية تتزايد التوقعات بأنه سيكون بداية للسياسات الزراعية العلمية، لكن المزارعين لا يشعرون بذلك كثيرًا بعد. كما أن هناك كثيرًا من التساؤلات حول ما إذا كان القمر الصناعي الزراعي والغابي قادرًا فعلًا على إحداث تغييرات كبيرة في زراعتنا. ولهذا أجرت صحيفة التكنولوجيا الزراعية الكورية مقابلة مكتوبة مع موظفي مركز الأقمار الصناعية الزراعية التابع للمعهد الوطني للعلوم الزراعية في الإدارة الريفية للتنمية، وهو الجهة التي تتعامل بصورة رئيسية مع بيانات القمر الصناعي الزراعي والغابي، للاستماع إلى كيفية الاستفادة منه وغيرها من الجوانب.

س. ما الذي يميز القمر الصناعي الزراعي والغابي عن الأقمار الصناعية القائمة؟
ج. إنه قمر رصد مخصص للزراعة والغابات، دفع به كل من الإدارة الريفية للتنمية ودائرة الغابات الكورية وغيرهما. ويبلغ عرض نطاق الرصد 120كم، وهو أوسع من قمر الأراضي الوطني الذي يتراوح بين 12~16كم. أما دورة إعادة التصوير فهي كل 3 أيام، وهي أقصر من Sentinel-2(10 أيام) التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، ومن Landsat8(16 يومًا)، وقمر الأراضي الوطني(4~5 أيام) . كما أن دقته المكانية تبلغ 5m ملونة. أما قمر الأراضي الوطني فدقته 0.5m أبيض وأسود·2m ملونة.

س. ما قيمة القمر الصناعي الزراعي والغابي؟
ج. إنه القمر الوطني الوحيد في كوريا القادر على تصوير كامل أراضي البلاد على مستوى وطني كل 3 أيام. Sentinel-2(وكالة الفضاء الأوروبية) يمكنه التصوير بوتيرة أعلى بمقدار 1.6 مرة من هذا القمر. ومن المخطط توفير صور مصححة بدقة للمواطنين مجانًا، ما يمنح هذا المشروع أهمية من حيث الأثر الاقتصادي المتمثل في خفض تكاليف شراء صور الأقمار الصناعية بدقة 5m، وكذلك من حيث تأمين سيادة البيانات. كما يُتوقع أيضًا استخدامه أكاديميًا في تفسير مختلف الظواهر السطحية بالاستفادة من البيانات المصورة بكثافة.

س. هناك توقعات كبيرة بشأن استخدام معلومات القمر الصناعي الزراعي والغابي في إضفاء الطابع العلمي على ضبط العرض والطلب، في ظل تكرار إتلاف المنتجات في مناطق الإنتاج وتقلب الأسعار بسبب فشل التنبؤ بالمحاصيل سنويًا في الخضروات الرئيسية مثل الثوم·والبصل وغيرها.
ج. يمكن استخدام صور الأقمار الصناعية والذكاء الاصطناعي لتقدير المساحات المزروعة بالمحاصيل وتحديد أحجام الإمدادات المحتملة. كما يمكن، عبر الصور الفضائية بحسب الفترات الزمنية، توفير معلومات دقيقة على مستوى القطعة الزراعية عن مساحة طرح المحاصيل في السوق ومعدلات الطرح، بما يدعم إدارة العرض والطلب، كما يمكن إنتاج معلومات عن مراقبة نمو المحاصيل وحالة المحصول استنادًا إلى الصور الفضائية.
ويجري رصد الأراضي الزراعية داخل البلاد وخارجها بدقة ومن زوايا متعددة. فعلى الصعيد المحلي، يتم إنتاج بيانات متعددة الجوانب تشمل 42 نوعًا من رصد المحاصيل(مساحة الزراعة 17 نوعًا, مساحة الحصاد والطرح 4 أنواع, النمو 14 نوعًا, الإنتاجية 7 أنواع)، إلى جانب نوعين من تغيرات غطاء الأراضي الزراعية، و 7 أنواع تتعلق بالكوارث الزراعية·والموارد المائية وغيرها.
وبصورة أكثر تفصيلًا، يتم تقدير المساحات المزروعة على مستوى القطعة الزراعية بالربط مع نماذج تصنيف الذكاء الاصطناعي لـ 17 نوعًا، منها محاصيل الصيف مثل الأرز, وفول الصويا الحقلي, والذرة، ومحاصيل الشتاء مثل القمح, والملفوف الشتوي, والثوم, والبصل, والشعير, IRG, والبصل الأخضر, والفجل, والجزر, والملفوف, وأشجار الفاكهة(التفاح·والكمثرى) وغيرها. كما يتم الكشف الدقيق عن 4 أنواع من الكوارث مثل الغمر بالمياه·والفيضانات, والرقاد, والأمراض النباتية, والآفات الحشرية، إضافة إلى 3 أنواع من بيئة التربة مثل رطوبة التربة, والتبخر-النتح, والجفاف الزراعي. كما تتم مراقبة حالة المحاصيل في الوقت الحقيقي لـ 11 نوعًا من المحاصيل في كوريا الشمالية، و10 أنواع من المحاصيل مثل الذرة, وفول الصويا, والقمح في الدول الرئيسية المنتجة للحبوب مثل الولايات المتحدة·والبرازيل.
 

س. كيف تتم معالجة الكم الهائل من البيانات الواردة كل 3 أيام؟
ج. أنشأ مركز الأقمار الصناعية الزراعية مسبقًا، بالتزامن مع إطلاق القمر الصناعي الزراعي والغابي، نظام تشغيل يمكنه أتمتة كامل عملية جمع صور الأقمار الصناعية·ومعالجتها·وإدارتها. كما تم إنشاء بنية تحتية حاسوبية عالية الأداء للمعالجة·والتخزين من أجل معالجة الصور واسعة النطاق.
ويحمل القمر الصناعي الزراعي والغابي 5 نطاقات طيفية مفيدة في تمييز نمو المحاصيل والموارد الحرجية، ما يوفر أساسًا للرصد الدقيق الملائم لبنية الزراعة والغابات في البلاد. وفي المستقبل، عند تلقي صور المستوى 1 من إدارة الفضاء والطيران، سيقوم مركز الأقمار الصناعية الزراعية عبر نظام التشغيل بإنتاج صور القمر الصناعي الزراعي والغابي(المستوى 2) وصور مؤشرات الغطاء النباتي(المستوى 3) تلقائيًا. ومن المقرر إنجاز هذه العملية خلال يوم واحد من استلام الصور.
وخلال فترة التشغيل الأولية، سيتم تحسين أداء المعالجة والاستقرار عبر التشغيل المستمر لنظام التشغيل·وفحصه، كما سيتم تعزيز أداء النظام وقدرات التشغيل تدريجيًا لمواكبة توسيع الخدمات مستقبلًا وزيادة طلب المستخدمين.

س. أرى أن هناك حاجة إلى ‘نظام للمسح الميداني·وفريق للتحقق’ للتأكد مما إذا كانت الصور التي يوفرها القمر الصناعي تتطابق مع الواقع الميداني. كيف يتم إعداد نظام تحقق ميداني ملموس يربط بيانات الأقمار الصناعية بسلاسة من مستوى المقاطعة إلى مستوى المدينة والبلدة لتقليل الأخطاء؟
ج. من أجل ضبط جودة المخرجات الأساسية للقمر الصناعي الزراعي والغابي، وهي صور الأقمار الصناعية(المستوى 2) وصور مؤشرات الغطاء النباتي(المستوى 3)، سيتم تقييم الصور الفضائية باستمرار وتحسين جودتها باستخدام بيانات القياس من مواقع الرصد الأرضي الخاصة بالتحقق·والمعايرة(الأرز) التي تُشغَّل حاليًا في 3 مواقع على مستوى البلاد. كما سيتم توسيع نطاق التحقق ليشمل محاصيل متنوعة، والارتقاء بإدارة جودة صور القمر الصناعي الزراعي والغابي، وتوسيع·إنشاء مواقع الرصد الأرضي الخاصة بالتحقق·والمعايرة تدريجيًا.
أما بالنسبة إلى المستوى 4، فسيتم تقييم نتائج تحليل الصور الفضائية باستخدام بيانات المسوح الزراعية الميدانية التي جُمعت من وزارة الزراعة والأغذية والشؤون الريفية·والمكتب الوطني للبيانات·والإدارة الريفية للتنمية·والمعهد الكوري للاقتصاد الريفي·ومؤسسة التأمين والسياسات والتمويل الزراعي وغيرها. وقد أُبرمت مذكرات تفاهم مع الجهات المعنية لاستخدام البيانات الزراعية الميدانية، وسيتم الارتقاء بالمعلومات الفضائية استنادًا إلى البيانات المتراكمة. كما سنعزز قدرات المرشدين الزراعيين وموظفي السلك الزراعي في المدن والبلدات على استخدام المعلومات الفضائية من خلال الدورات التدريبية في مركز تنمية الموارد البشرية الريفية التابع للإدارة الريفية للتنمية، وسنبني نظامًا يتيح تقديم تغذية راجعة على نتائج التحليل.
 

س. ما تصوركم لتقديم خدمات عامة يمكن للمزارعين والحكومات المحلية أن يشعروا بها فعليًا؟
ج. سيتمكن المزارعون من التحقق من حالة نمو المحاصيل في مزارعهم كما تُرى من السماء، والقيام بالإدارة الزراعية اللازمة. أي إنه عندما يختار المزارع ‘قطعتي الزراعية’ على الهاتف الذكي أو الحاسوب الشخصي، سيتمكن من معرفة مدى تقدم النمو من خلال حالة النمو القائمة على الصور الفضائية وتغيرات مؤشرات الغطاء النباتي عبر السلاسل الزمنية. ومع تراكم البيانات، سيكون بالإمكان مقارنة ‘كيف هو النمو هذا العام مقارنة بالعام الماضي، وما مستوى نمو حقلي داخل المنطقة الزراعية’. وسيتم أولًا تنفيذ تطبيق تجريبي وتخطيط للخدمة في عام 2027 على القطع الزراعية التي يزرعها المزارعون الشباب، ثم توسيع خدمات المعلومات الزراعية تدريجيًا اعتبارًا من عام 2028 مع عكس آراء المزارعين الشباب. وسيتم تقديم حالة نمو المحاصيل للمزارعين والحكومات المحلية عبر نظام خدمة معلومات الأقمار الصناعية الزراعية، بما يساعد في إدارة المزارع والتعامل مع حالات النمو غير الطبيعية.
أما الحكومات المحلية فستتمكن أيضًا، من خلال ربط معلومات الرصد الفضائي بنظام المعلومات الجغرافية القائم على الويب(GIS) ، من إدارة المعلومات الزراعية لكل مدينة·ومقاطعة على أساس خرائطي ومكاني. وعندما تختار الحكومة المحلية مدينتها أو مقاطعتها في نظام خدمة معلومات الأقمار الصناعية الزراعية، يمكنها إدارة المساحات المزروعة لكل محصول, وحالة النمو في شكل لوحة معلومات، ومع تراكم البيانات ستتمكن من مقارنة·وتحليل حالة المحاصيل والتوزيع المكاني للمحاصيل المزروعة في نطاقها سنويًا، بما يسهم في سياسات زراعية محلية دقيقة.

س. تريد الأسر الزراعية مسحًا دقيقًا لأضرار الكوارث الزراعية. هل سيتم إعداد وسائل تمكّن من الشعور بفوائد ملموسة في الوقاية من الأضرار المرتبطة بالكوارث الزراعية أو في التعويضات اللاحقة باستخدام المعلومات الفضائية؟
ج. إنتاج المنتجات الزراعية حساس للظروف الجوية، ومع تزايد الأضرار الزراعية الناجمة عن الظواهر الجوية غير الاعتيادية المتكررة، تتفاقم مخاطر الإدارة التي يواجهها المزارعون. لكن تقييم الأضرار حاليًا يتم عبر تقدير الخسائر من خلال مسوح ميدانية تعتمد أساسًا على المعاينة البصرية، ما يسبب صعوبات في المسح الميداني عند وقوع كوارث زراعية في مناطق واسعة النطاق. ولذلك هناك حاجة إلى رفع كفاءة أسلوب تقييم الأضرار.
ولهذا وقّع المعهد الوطني للعلوم الزراعية مذكرة تفاهم(MOU) في ديسمبر من العام الماضي مع مؤسسة التأمين والسياسات والتمويل الزراعي من أجل التعاون المتبادل في إدارة مخاطر الكوارث الزراعية القائمة على البيانات. وبموجب مذكرة التفاهم، سيتعاون الطرفان في إضفاء الطابع العلمي على التفتيش الميداني للتأمين الزراعي السياساتي باستخدام الصور الفضائية، وتطوير تقنيات تقييم أضرار كوارث المحاصيل وغيرها.

س. يقول الخبراء إن دقة 5m تتيح التمييز على مستوى القطعة الزراعية، لكنها لا تكفي إلى حد ما لرصد التباينات الدقيقة في النمو داخل القطعة نفسها من أجل وصف التسميد وغيرها. كيف تستعدون لأبحاث الدمج التي تربط عضويًا بين بيانات القمر الصناعي(الكلية)-والطائرة المسيّرة(الجزئية)-والروبوت الحقلي(فائق الجزئية) لتجاوز هذا القصور؟
ج. سيتم استخدام الصور الفضائية لمراقبة نمو المحاصيل لكل قطعة زراعية على مستوى المناطق الرئيسية المنتجة بصورة واسعة النطاق, ودورية، من أجل تمييز حالات النمو غير الطبيعية واختيار القطع التي تحتاج إلى تشخيص دقيق. أما القطع التي تُصنَّف على أنها ذات نمو غير طبيعي، فسيتم التحقق من أسباب هذا الخلل ومساحة الضرر وغيرها عبر صور الطائرات المسيّرة والمسوح الميدانية. ومن خلال منظومة الربط بين القمر الصناعي-والطائرة المسيّرة-والميدان(الروبوت) ، نخطط لدعم وصفات ميدانية مخصصة مثل التسميد المتغير الكمية والمكافحة.

س. مع اقتراب بدء تنفيذ المهمة الكاملة في عام 2027، ترتفع الأصوات المطالبة بتعزيز الكوادر وتوسيع الميزانية. كيف تستعدون لذلك؟
ج. استعدادًا للاستخدام الكامل للقمر الصناعي الزراعي والغابي، أُنشئ مركز الأقمار الصناعية الزراعية داخل المعهد الوطني للعلوم الزراعية في مايو 2024 (14 وظيفة معتمدة)، وتمت مواصلة إعداد الأساس اللازم لجمع صور الأقمار الصناعية·ومعالجتها·واستخدامها. 2027 وعند بدء التشغيل الكامل اعتبارًا من عام 2027، ستكون هناك حاجة إلى مزيد من الكوادر المتخصصة لمعالجة الصور الفضائية على المستوى الوطني، وإنتاج·وتقديم المخرجات المستخدمة في دعم السياسات، وكذلك لتخطيط الأقمار اللاحقة·والميزانية·وإدارة المشاريع.
كما سنعمل، من خلال مناقشات مع الجهات الحكومية المعنية، على دفع تطوير أقمار لاحقة لضمان التنفيذ السلس لمهام القمر الصناعي الزراعي والغابي واستمراريتها، وسنبذل جهودًا لتأمين الميزانيات ذات الصلة. ونظرًا إلى الحاجة الملحة لتعزيز القوى العاملة القادرة على تنفيذ الأعمال المتوسعة، مثل الاستخدام الكامل للقمر الصناعي الزراعي والغابي والرصد, وأداء المهام الجديدة, ودفع الأقمار اللاحقة، فسندفع باتجاه زيادة عدد العاملين.

س. القمر الصناعي الزراعي والغابي مشروع تعاون متعدد الوزارات مع إدارة الفضاء والطيران·ودائرة الغابات الكورية. كيف يتم تنسيق الحوكمة وآليات التعاون لدفع مشاركة البيانات والاستخدام المشترك بسلاسة؟
ج. تقوم الإدارة الريفية للتنمية ببناء·وتشغيل منظومة حوكمة تضمن سلاسة مشاركة البيانات والاستخدام المشترك عبر مجمل تشغيل القمر الصناعي الزراعي والغابي والاستفادة منه. ففي المقام الأول، أنشأت الإدارة الريفية للتنمية(مركز الأقمار الصناعية الزراعية) وإدارة الفضاء والطيران(المركز الوطني لتشغيل الأقمار الصناعية) منظومة تعاون وظيفي لاستقبال القمر الصناعي المتوسط الجيل التالي رقم 4 والتحكم به وغير ذلك من أجل تشغيل مستقر للقمر الصناعي، وهي تستعد حاليًا للتشغيل. كما تواصل الإدارة الريفية للتنمية ودائرة الغابات الكورية دفع التعاون العملي من خلال هيئة تشاور للبحث·والتشغيل الخاصة بالقمر الصناعي الزراعي والغابي، بما يشمل إعداد قواعد التشغيل المشترك، والتطوير المشترك ومشاركة خوارزميات المعالجة المسبقة لإنتاج الصور الفضائية، ووضع خطط التصوير وغيرها.
كذلك، عند وقوع كوارث·أو نكبات زراعية، تم إنشاء منظومة تعاون تتيح الحصول سريعًا على الصور عبر تصوير طارئ بتنسيق بين الجهات الثلاث، ثم تحليلها·واستخدامها بشكل مشترك. وفي المستقبل أيضًا، نعتزم تعزيز التعاون بين الجهات الحكومية لتوسيع مشاركة البيانات والاستخدام المشترك القائمين على القمر الصناعي الزراعي والغابي، بحيث يمكن توظيفه في الاستجابة لمختلف الكوارث ودعم السياسات في مجالي الزراعة والغابات، مثل الوقاية من حرائق الغابات·والانهيارات الأرضية، ومراقبة تضرر الأراضي الزراعية وغيرها.

س. ما رأيكم في الاقتراح الداعي إلى إنشاء تنظيم لمشروع طويل الأمد من أجل دفع الأبحاث متعددة السنوات وتنمية الكفاءات الأساسية؟
ج. يجري حاليًا دفع تطوير مخرجات استخدام الصور الفضائية وتنمية الكفاءات الأساسية استنادًا إلى تطوير تقنيات استخدام الصور الفضائية(R&D) الجاري تنفيذه، وإلى مجموعة مستخدمي معلومات الأقمار الصناعية الزراعية.
أولًا، من خلال مشروع البحث والتطوير ‘تطوير تقنيات استخدام الصور الفضائية للرصد الزراعي القائم على البيانات(2026~2030)’ R&D، سيتم تطوير مخرجات استخدام الأقمار الصناعية الزراعية والارتقاء بالخوارزميات. وفي مجالات مثل زراعة المحاصيل·ومساحات الطرح, والنمو, والكوارث الزراعية, والأراضي الزراعية, وتطوير أنظمة المعلومات الفضائية، سيشارك باحثون من الصناعة·والجامعات·ومعاهد البحث في تنفيذ مهام البحث والتطوير وتشكيل فرق بحثية، بما يتيح تنمية كوادر بحثية في مجال الأقمار الصناعية الزراعية عبر المشاركة في أبحاث متعددة السنوات.
وبالإضافة إلى ذلك، نركز أيضًا على نشر نتائج الأبحاث من خلال منظومة تعاون تتمحور حول المستخدم. ومن أجل استيعاب مختلف احتياجات الميدان وإعداد خدمات ومنظومة استخدام لمعلومات الأقمار الصناعية الزراعية قائمة على متطلبات المستخدمين، تم في مايو الماضي إطلاق·تشغيل ‘مجموعة مستخدمي معلومات الأقمار الصناعية الزراعية’. ومن خلال ذلك سنقود إلى بناء منظومة بيئية صناعية مرتبطة بالأقمار الصناعية الزراعية وتوسيع قاعدة الكوادر المتخصصة.

س. ما المهمة التقنية التي تركزون عليها أكثر من غيرها في مراحل التحقق من الأداء والمعايرة المقبلة؟
ج. أهم مهمة تقنية نركز عليها هي إنتاج صور القمر الصناعي الزراعي والغابي وتوحيدها معياريًا من خلال المعالجة المسبقة والمعايرة للصور الخام الخاصة به. وخلال فترة التشغيل الأولية، سنعمل على التحقق بدقة من أداء الحمولة الفضائية(الكاميرا) ، وتحسين خوارزميات المعايرة على النحو الأمثل، استعدادًا لإنتاج صور فضائية مستقرة.
كما سيتم، من أجل إدارة جودة صور القمر الصناعي الزراعي والغابي، تقييم الصور الفضائية باستمرار وتحسين جودتها باستخدام بيانات الرصد من مواقع الرصد الأرضي الخاصة بالتحقق·والمعايرة العاملة حاليًا في 3 مواقع على مستوى البلاد. وبالإضافة إلى ذلك، نخطط لتوسيع التحقق ليشمل محاصيل متنوعة، وفي الوقت نفسه توسيع إنشاء مواقع الرصد الأرضي الخاصة بالتحقق·والمعايرة تدريجيًا من أجل الارتقاء بإدارة جودة الصور.

س. ما صورة مستقبل الزراعة التي ستتغير بفضل نجاح إطلاق القمر الصناعي الزراعي والغابي؟
ج. أصبح بإمكان القمر الصناعي رصد جميع الأراضي الزراعية في البلاد بصورة دائمة وعلى مستوى القطعة الزراعية. فبعد أن كانت المسوح الميدانية في السابق قائمة على العينات، ستتحول مستقبلًا إلى مسح شامل قائم على الأقمار الصناعية، وسيصبح سجل الرصد المتراكم لكل قطعة زراعية بصورة مستمرة قاعدة بيانات أساسية للتحول الرقمي في الزراعة.
وباستخدام البيانات المتراكمة للقطعة نفسها، يمكن المقارنة مع النمو في السنوات العادية وتحليل حالات النمو غير الطبيعية, وتغيرات المحصول بدقة أكبر، وكلما تراكمت البيانات ارتفع مستوى الإدارة الزراعية المخصصة ودعم اتخاذ القرار الزراعي بما يعكس خصائص كل قطعة. كما ستقدم مراكز التكنولوجيا الزراعية في المدن·والبلدات، وشركات الاستشارات الزراعية الخاصة وغيرها، خدمات دعم زراعي مخصصة باستخدام المعلومات الفضائية، وستتوسع هذه الخدمات إلى طيف متنوع من الخدمات الزراعية الرقمية مثل تشخيص نمو المحاصيل وإدارة الزراعة والاستشارات الميدانية استنادًا إلى البيانات المتراكمة.