تكامل تقنيات الاستشعار عن بعد والنمذجة الإحصائية لتقدير الجهد الأكسدي الاختزالي (ORP): دراسة حالة في المنطقة المصبية لنهر الكبير الشمالي

الملخص

يُعدّ الجهد الأكسدي الاختزالي (ORP) من المؤشرات الأساسية لتقييم جودة المياه في البيئات المصبية الساحلية، إلا أن القياسات الميدانية المنتظمة لهذا المتغير تبقى محدودة من حيث التغطية المكانية والزمنية. تهدف هذه الدراسة إلى تقييم إمكانية توظيف بيانات القمر الصناعي Sentinel-2، بالتكامل مع النمذجة الإحصائية التجريبية، لتقدير التوزع المكاني لقيم ORP في المنطقة المصبية لنهر الكبير الشمالي خلال موسم الجفاف. تم تنفيذ رحلة بحرية لجمع قياسات ORP، ومن ثم تم ربطها بالقيم والنسب الطيفية المستخرجة من صور Sentinel-2. بعد ذلك تم إجراء مجموعة من التحليلات الإحصائية لتحديد المتغيرات الطيفية الأكثر ارتباطاً بقيم ORP، ثم تم تطوير واختبار أداء مجموعة من النماذج الإحصائية الأحادية والمتعددة المتغيرات باستخدام صيغ خطية وغير خطية.

أظهرت النتائج أن النسب الطيفية، وبشكل خاص G/B وR/B، تمتلك قدرة تفسيرية أعلى لتغيرات ORP مقارنة بالنطاقات الطيفية الفردية. كما أظهر النموذج الخطي متعدد المتغيرات القائم على دمج النسب الطيفية G/B وNIR/B أفضل أداء، محققا معامل تحديد بلغ 0.57 مع أخطاء تقدير مقبولة (RMSE=6.7mV وMAE=6.0mV). وأتاح تطبيق هذا النموذج إنتاج خريطة للتوزع المكاني لقيم ORP، أظهرت تدرجاً واضحاً من ظروف مختزلة في المياه النهرية عند المصب إلى ظروف أكثر أكسدة باتجاه المياه البحرية المفتوحة.

أشارت نتائج هذه الدراسة إلى أن دمج بيانات الاستشعار عن بعد متعددة الأطياف مع النمذجة الإحصائية يُمثل أداة فعالة لدعم مراقبة ORP في البيئات المصبية الساحلية، خاصة في المناطق التي تعاني من محدودية القياسات الميدانية المنتظمة، كما يسهم في تحسين فهم الديناميكيات البيوجيوكيميائية للمياه الساحلية.