تحليل بيانات اجسام فضائية

مشروع Sentinel – نظام ذكي لتحديد أولويات متابعة الكويكبات

الجهة: مبادرة رواد مصر الرقمية (DEPI)

نبذة عن المشروع

مشروع يهدف إلى تنظيم بيانات الكويكبات القريبة من الأرض وتحديد الحالات التي تستحق اهتمامًا ومراجعة أكبر، مما يساعد على تقليل حجم العمل اليدوي المطلوب من المحللين. تم تنفيذ المشروع باستخدام لغة بايثون بالاعتماد على البيانات التي توفرها وكالة ناسا، بالإضافة إلى سجل رصد تجريبي تم إنشاؤه لمحاكاة مشكلات البيانات الواقعية.

خطوات التنفيذ

1. فهم المشكلة وتحديد الهدف:

تحديد الحاجة إلى تقليل عدد الحالات التي تتطلب مراجعة يدوية، ووضع هدف واضح للمشروع يتمثل في تحديد الكويكبات ذات الأولوية للمتابعة، مع الاستفادة من معايير مثل الحجم والمسافة عن الأرض والسرعة.

2. جمع البيانات:

استخدام واجهة ناسا البرمجية لجمع بيانات الكويكبات، مع تقسيم فترة الجمع إلى فترات زمنية متجاورة لضمان الحصول على بيانات كافية، وإنشاء سجل رصد تجريبي يحتوي على معرّفات الكويكبات ودرجات الثقة.

3. استكشاف البيانات:

فحص بنية البيانات وأنواعها، والتعرف على الأعمدة المتاحة، ودراسة القيم الأساسية مثل قطر الكويكب والمسافة عن الأرض والسرعة النسبية وعدد مرات الاقتراب خلال الفترة المحددة.

4. اكتشاف مشكلات البيانات ومعالجتها:

فحص البيانات الخام لتحديد القيم المفقودة وغير الصالحة، ومراجعة المعرّفات ومطابقة السجلات، والتعامل مع القيم النصية التي تمثل أرقامًا، وتنظيف الحقول التي تحتوي على مسافات زائدة أو قيم غير معروفة.

5. تجهيز البيانات للتحليل:

توحيد أنواع البيانات وتجهيز الخصائص المهمة، مثل القطر الأقصى المقدّر والمسافة بوحدة المسافة بين الأرض والقمر والسرعة النسبية وعدد مرات الاقتراب ودرجة الثقة، لتكون جاهزة للاستخدام في تحديد الأولويات.

6. تقييم النتائج:

مقارنة النتائج بمعايير مرجعية، من بينها تصنيف ناسا للكويكبات الخطرة، وقياس نسبة الانخفاض في عدد الحالات التي تحتاج إلى مراجعة يدوية، بهدف تقييم مدى فاعلية النظام.

أبرز مشكلات البيانات التي واجهتني

السجلات المفقودة: احتوى سجل الرصد التجريبي على معرّفات لبعض الكويكبات التي لم تُسجّل، مما استلزم فحص مدى اكتمال البيانات.

المعرّفات الوهمية: تضمّن السجل معرّفات لا تقابل كويكبات موجودة في البيانات الأصلية، وهو ما تطلّب التحقق من تطابق السجلات.

القيم غير الصالحة: احتوت بعض الحقول على قيم فارغة أو نصوص مثل «غير معروف» بدلًا من القيم المتوقعة.

المسافات الزائدة: ظهرت مسافات غير ضرورية داخل بعض النصوص، مما قد يؤثر على مطابقة البيانات.

اختلاف أنواع البيانات: كانت بعض قيم المسافة والسرعة ممثلة كنصوص بدلًا من أرقام، لذلك احتجت إلى تحويلها إلى أنواع رقمية مناسبة لإجراء الحسابات.

اختلاف عدد الاقترابات: لم تكن جميع الكويكبات تحتوي على بيانات اقتراب خلال الفترة المحددة، مما استلزم التعامل مع الحالات التي لا تتوفر لها سجلات اقتراب.

محدودية بيانات الرصد: كان من الضروري التمييز بين البيانات الحقيقية القادمة من ناسا والبيانات التجريبية المنشأة لمحاكاة أخطاء الرصد.

أهم ما اكتسبته من المشروع

اكتسبت خبرة عملية في جمع البيانات من مصادر خارجية، وفحص جودة البيانات، واكتشاف الأخطاء ومعالجتها، والتحقق من تطابق السجلات، وتجهيز البيانات للتحليل، إلى جانب فهم كيفية تحويل مشكلة واقعية إلى خطوات تنفيذية قابلة للقياس والتقييم.كما تعلمت أهمية جودة البيانات ودقتها قبل الاعتماد عليها في اتخاذ القرارات أو بناء الأنظمة الذكية.