تكتسب منطقة المياه الريفية دقة عالية في الميزانية

بقلم: ترافيس أندرسون - مهندس المنطقة، منطقة مياه لو أكس

عندما جئت للعمل في منطقة لو أكس للمياه كان موظفو قد انتهوا للتو من جمع نقاط تحديد المواقع (GPS) على جميع الأصول فوق الأرض. مع توفير معهد جامعة أوهايو لإدارة الحكم المحلي والتنمية الريفية (ILGARD) للموارد التقنية، قامت أخيرًا بتجميع جميع القطع وكان لديه نظام معلومات جغرافية (GIS) فعال. ومنذ ذلك الحين فصاعدًا، تقع على عاتق المقاطعة مسؤولية الحفاظ عليها.

وقد أسندت المهمة المستمرة المتمثلة في جمع نقاط النظام العالمي لتحديد المواقع إلى طاقم الصيانة. نظرًا لأنهم كانوا مسؤولين عن تركيب الصنابير والعدادات والصمامات وإجراء الإصلاحات وكشف الخطوط، فقد كان من المنطقي للغاية أن يقوم الطاقم بجمع مواقع الأصول. بشكل دوري، كنت آخذ وحدة GPS المحمولة باليد من الموظفين وأضع النقاط الجديدة في ArcMap. بدا سير العمل واضحًا للغاية، ولكن أصبح من الواضح بسرعة إلى حد ما أن هذا الانتقال إلى الحفاظ على نظام المعلومات الجغرافية (GIS) في المنطقة لن يكون سهلاً.

وتمثلت المشكلتان الرئيسيتان اللتان برزتا في محدودية معرفة الموظفين التقنية بالمعدات/البرمجيات، ومقدار الوقت الذي تحتاجه الوحدة المحمولة للحصول على الدقة. تم تصحيح المشكلة الأولى عن طريق إنشاء أوراق غش للموظفين. إذا لم تتمكن ورقة الغش من الإجابة على الأسئلة أو تحديث الذاكرة، فإن إجراء مكالمة هاتفية بشكل عام ستحل المشكلة. وأصبحت المشكلة الثانية مسألة أكثر إثارة للجدل. نظرًا لأن الطاقم سيكون مستعدًا لإعادة الإصلاح، فإن الشخص المسؤول عن جمع النقاط سيكون في انتظار وحدة GPS المحمولة يدويًا لتحقيق الدقة. في بعض الأحيان سوف يستغرق 20 ثانية؛ في بعض الأحيان كانت دقائق. أصبح هذا محبطًا حقًا للجميع.

كانت لو آكس تتحرك جنبًا إلى جنب مع الهواتف المحمولة، لكنها لم تكن فترة إنتاجية لنظام المعلومات الجغرافية (GIS) لدينا. لقد خسرنا الشراء من الموظفين. كان هذا تقريبًا في نفس الوقت الذي كانت فيه التطبيقات تزداد شعبيتها بوتيرة متسارعة وكان الجميع يمتلكون هاتفًا ذكيًا. عند البحث في السوق، صادفت تطبيقًا بسيطًا للهاتف المحمول استخدم ملفات الأشكال من خلال إسقاطها على خلفية صور جوية. جهاز تحديد المواقع الداخلي للهاتف سيظهر الموقع. لم تكن دقيقة، ولم يكن من السهل إعداد الإحداثيات، لكنها نجحت. عندما عرضت التطبيق على الموظفين، تغير موقف الجميع تجاه نظام المعلومات الجغرافية (GIS). تلك كانت لحظة مدهشة بالنسبة لمنطقة لي آكس. لقد وضعنا أداة مفيدة في متناول الجميع، واستخدمها الجميع، ولم تكلف سنتًا واحدًا.

كانت لي أكس بالتأكيد في نقطة انتقال لجمع البيانات الميدانية. عندما تم إصدار Collector for ArcGIS، كنت أعرف أن هذه ستكون خطوتنا التالية نحو استخدام أجهزة iPad في هذا المجال - كان علي فقط معرفة كيفية استخدام التطبيق. قبل المجيء إلى لو أكس، لم أكن أعرف سوى القليل عن نظام المعلومات الجغرافية (GIS). كل شيء أعرفه تعلمته بنفسي. الكثير من معرفتي جاءت من مجتمعات Esri على الإنترنت. كشف بحث على موقع Esri الإلكتروني عن الكثير من الحوار بين المستخدمين وموظفي دعم Esri الذين أجابوا على العديد من الأسئلة التي كانت لدي. قدمت البرامج التعليمية عبر الإنترنت لـ Collector الخرائط إرشادات حول إنشاء الخرائط وجعلها متاحة في تطبيق جامع الخرائط. كان من السهل جدا معرفة ذلك. كانت القطعة المتبقية من اللغز لتنفيذ برنامج Collector بالكامل هي الاشتراك في ArcGIS Online. نظرًا لأنه كان لدينا بالفعل ArcGIS لمقعد سطح المكتب الأساسي واشتراك الصيانة السنوية، قدمت لنا Esri حسابًا مجانيًا واحدًا على الإنترنت لـ ArcGIS. بعد قراءة أساسيات إنشاء الخرائط عبر الإنترنت ومشاركتها داخل مؤسستنا، بدأت في تحميل طبقاتنا وإعادة إنشاء نظام المعلومات الجغرافية (GIS) لسطح المكتب في ArcGIS Online. بعد أن فهمت المفهوم، استغرقت حوالي 30 دقيقة لإعادة إنشاء نظام المعلومات الجغرافية (GIS) المكتبي الخاص بنا كنسخة عبر الإنترنت.

بمجرد إنشاء الخريطة، تمكنا من اختبار وظائف الجامع باستخدام جهاز iPad الخاص بنا. كتطبيق خاص بالمجال، يتشابه الجامع مع ArcPad ولكنه أسهل في الاستخدام. إنها بديهية جدًا. تظهر الدائرة الزرقاء موقع جهاز استقبال GPS، وعبر الجزء العلوي يوجد شريط أدوات وظيفي للغاية. للوصول إلى الطبقات، اضغط على رمز الطبقة وستعرض قائمة منسدلة الطبقات الموجودة داخل الخريطة. يمكنك التقاط صورة عن طريق النقر على رمز الكاميرا في شريط الأدوات العلوي، ثم الإشارة والنقر. بعد الانتهاء، انقر فوق الزر إرسال. سيتم تحديث كل شيء وتخزينه بأمان في ArcGIS Online. لا أستطيع أن أؤكد بما فيه الكفاية مدى سهولة Collector لاستخدامه.

كما هو مدروس مثل تطبيق Collector، لا يزال لدي شاغلان رئيسيان: الاتصال والدقة. مقاطعة أثينا، في جنوب شرق أوهايو، ليست ما يمكن أن نسميه عاصمة مزدهرة من النشاط الخلوي. بالتأكيد، على طول الطرق السريعة الرئيسية قد يكون لديك اتصال بيانات، لكننا منطقة مياه ريفية. نحن نقدم ما يقرب من 7000 صنبور موزعة على أكثر من 500 ميل من خط المياه في أربع مقاطعات. كما يوجد لدينا خطوط مياه في أماكن حيث لا يمكنك تخيل شخص لديه الجرأة لقيادة مركبة حفار. لدينا العديد من الأميال من خطوط المياه التي هي في أي مكان بالقرب من اتصال البيانات. إذا كان Collector سيعمل لصالحنا، كان علينا أن نكون قادرين على القيام بعملنا دون اتصال—عدم الاتصال بالإنترنت. بعد البحث في المجتمعات عبر الإنترنت، كنت أعرف أن Esri تعمل على هذه الميزة، لكنني لم أكن أعرف كيف ستعمل. كنت قلقًا من أن تكون عملية الانتقال إلى وضع عدم الاتصال متخصصة للغاية بحيث لا يمكن لموظفينا الاستفادة منها. لا يمكن أن يكون شيئاً حيث تم الاعتماد علي للإعداد في كل مرة يذهب شخص ما إلى منطقة بدون خدمة بيانات مع إصدار تحديث Collector الذي وفر القدرة على العمل دون اتصال بالإنترنت، لا يمكن أن تكون Esri قد أنشأته بشكل أفضل. كانت في الأساس عملية من خطوتين. لقد أظهرت لموظفينا مرة واحدة كيفية استخدام هذه الميزة، ولم يضطر أحد إلى طلب المساعدة منذ ذلك الحين.

كان قلقي الأخير متعلقًا بالدقة. لقد أحببنا كل شيء عن استخدام iPad مع تطبيق Collector. كان لدينا أداة جاهزة للحقل وتطبيق بقدرات تفوق بكثير أجهزة الكمبيوتر المحمولة التي استخدمناها في السنوات السابقة. يمكن لموظفينا الآن الحصول على بريدهم الإلكتروني والتحقق من ظروف الطقس وتلقي تنبيهات الطقس وإرسال الصور مرة أخرى إلى المكتب من الميدان واختيار استخدام تطبيقات أخرى. أيضًا، عندما يكون اتصال البيانات متاحًا، فلا يوجد شيء مثل جمع البيانات في الوقت الحقيقي. ينقر المستخدم على زر الإرسال، وفجأة هناك صمام على الخريطة التي أنظر إليها في مكتبي. هذا مذهل جدًا. ولكن حتى مع كل هذه المزايا، إذا لم نتمكن من الوصول إلى مستوى من الدقة يسمح لنا بتحديد موقع ذلك الصمام أو خط المياه بعد شهر أو خمس سنوات، فإن كل هذا سيكون بلا طائل - لأن هذا هو كل ما يعنيه الأمر: تحديد موقع أحد الأصول ثم القدرة على العودة إلى هذا الأصل بناءً على بيانات GPS. منذ البداية، عرفنا أننا سنحتاج إلى مستقبل GPS خارجي ولن يكون ثمنه رخيصًا. بعد العناية الواجبة بالمواصفات، اخترنا أداء Arrow 100. قبل أن نشتريه، قمنا في الواقع بتأجير جهاز الاستقبال لبضعة أيام لاختباره مع Collector وiPad. يمتلك Arrow 100 ثلاث ميزات كانت السبب في شرائنا له، وهي أنه تم اعتماده من قبل شركة Apple للعمل باستخدام جهاز iPad؛ كان به إرسال Bluetooth من الفئة 1 (نطاق اتصال أكبر )؛ وخارج خدمة التصحيح التي يوفرها جهاز الاستقبال، يمكنه الاتصال بشبكة تحديد المواقع الحركية في الوقت الحقيقي (RTK) لإدارة النقل في ولاية أوهايو (ODOT) وتحقيق دقة عالية للغاية. بالاقتران مع السرعة التي يتصل بها جهاز الاستقبال بالأقمار الصناعية ( 60 ثانية) واستجابته السريعة للغاية لأخذ الملاحظات، شعرت أننا أخيرًا حصلنا على القطعة الأخيرة من اللغز الذي كان سبب حيرتنا. أيام انتظار 30 ثانية للحصول على ملاحظة كانت قد انتهت. تأتي الملاحظات الآن بأسرع ما يمكنك بمجرد النقر فوق الأزرار. 

وضع Collector 10.4 من Esri، والذي تضمن دعم أجهزة الاستقبال الخارجية عالية الدقة، بوضع اللمسات الأخيرة على تطبيق رائع بالفعل. ويمكن الآن التقاط بيانات التعريف ونقلها إلى جدول السمات. إن القدرة على رؤية دقة بيانات كل معلم والاحتفاظ بسجل لها يبني الثقة في عمليتك وموظفيك. كما يسمح لك بالتحقق من أداء المعدات. إذا بدت مستويات الدقة منخفضة ونظرت عن كثب إلى النقاط على الخريطة، فربما ستلاحظ الحامل الكبير لأشجار الصنوبر التي كانت تتداخل مع الإشارة - أو بدلاً من ذلك، إذا كانت النقاط في حقل مفتوح واسع، فستعرف أنه حان الوقت للتحقق من المعدات.

الميزة الأخرى التي أثبتت قيمتها كانت إعداد ملف التصحيح الذي يسمح بتحويلات المسند. لدى العديد من المقاطعات والولايات بياناتها على نظام إحداثيات مستوى الولاية. هنا في أوهايو، قام قسم النقل لدينا بإعداد خدمة الإصلاح في NAD83. من أجل أن أستخدم ذلك بشكل صحيح، أحتاج إلى تحويل المسند للتأكد من تطابق كل شيء. بمجرد الانتهاء من هذا الإعداد، تم إجراء التصحيحات بسرعة. وهذا يسمح لك بتحقيق جمع بيانات عالية الدقة.

كفكرة أخيرة، سأكون مقصرًا إذا لم أذكر شيئا عن الميزانية.  كل شخص لديه ميزانية يرغب في الالتزام بها. ومن السهل جدًا إنفاق مبلغ كبير من المال على العناصر المتعلقة بنظام المعلومات الجغرافية (GIS) ونظام تحديد المواقع العالمي. لم أرغب في إنفاق مبلغ كبير من المال على جهاز استقبال خارجي لمجرد وضعه على رف، مثل الوحدتين اليدويتين الأخريين. لذلك كنا حذرين وتحركنا ببطء. أعتقد أنه في النهاية، وضعنا حلاً ميدانيًا لطيفًا حقًا على ميزانية لائقة جدًا. كان من الممكن أن ننفق ثلاثة أضعاف على جهاز استقبال كان من المفترض أن يكون له أداء تحت القدم، لكنني شعرت أنه من خلال جمع دقة 8 سم عبر الإنترنت ودقة نصف متر (في أسوأ الأحوال) في وضع عدم الاتصال، كنا في حالة جيدة. تتضمن الأصول التي نبحث عنها صندوق صمام، يبلغ عرضه حوالي 9 بوصات؛ غطاء حفرة متر يبلغ عرضه 16 بوصة؛ أو خندق خط مائي بعرض قدمين على الأقل. إذا لم نتمكن من العثور على أي من تلك، فهناك إذًا شيء خاطئ في تحديد موقع الإنسان.

في النهاية، استثمرنا حوالي 3700 دولار. كان لدينا اشتراك الصيانة السنوي لمقعدنا في ArcGIS for Desktop Basic، والذي وفر لنا حسابًا مجانيًا واحدًا لـ ArcGIS Online. استخدمنا هذا الحساب في البداية لاختبار خرائطنا عبر الإنترنت وإعدادها. حصلنا منذ ذلك الحين على رخصة خمسة أشخاص لـ ArcGIS Online، حتى نتمكن من نشر أجهزة iPad متعددة في الميدان والسماح لموظفي المكاتب بالاستفادة من خرائطنا عبر الإنترنت. جمال ArcGIS Online هو أن جميع خرائطك متاحة لأي شخص داخل المنظمة.

وقد سعدنا بانتقالنا الكامل إلى هذا الحل الميداني الجديد. بفضل دعمها الخارجي لشبكة GNSS (الملاحة عبر الأقمار الصناعية)، كان لتطبيق Collector الفضل في تسهيل القيام بهذه الخطوة. إذا كانت هناك مرافق مياه أخرى تفكر في تبني نهج مشابه لاتجاهنا، فأود أن أشجعهم على القيام بذلك. كوني عضوًا في جمعية المياه الريفية في أوهايو، أعرف أن هناك العديد من مرافق المياه الصغيرة والقرى هناك التي لا تعرف من أين تبدأ بنظام المعلومات الجغرافية (GIS). يمكن أن تكون هائلة ومكلفة. لكن تولي ذلك الأمر من شخص ليس لديه خلفية في نظام المعلومات الجغرافية (GIS) - يمكن القيام بذلك بالتأكيد، حتى بوجود ميزانية. ليس عليك أن تتعامل بوتيرة سريعة، الأقدام أولًا، وشراء مستقبل GNSS خارجي. ما عليك سوى البدء باستخدام جهاز لوحي بقيمة 400 دولار أو 500 دولار، وتنزيل Collector، ومعرفة ما يمكنك فعله بها. ليس عليك أن تنفق آلاف الدولارات على المستشارين. ولا داعي للقلق بشأن تخزين بياناتك ونسخها احتياطيًا. كل شيء في مكان واحد. جميع الأدوات موجودة لتستخدمها. تحتاج فقط لاتخاذ الخطوة الأولى.

بقلم: ترافيس أندرسون -مهندس المنطقة، منطقة مياه لو أكس