Класіфікацыя землекарыстання Беларусі на аснове аб'ектна-арыентаванай здабычы

Заўвага: Гэты даследчы праект быў завершаны пры падтрымцы Сумеснай праграмы даследаванняў і супрацоўніцтва Міжнароднага альянсу навуковых арганізацый «Адзін пояс, адзін шлях».

Перадгісторыя праекта

Рэспубліка Беларусь, шырока вядомая як Беларусь, мае плошчу 207 600 квадратных кіламетраў. Рэльеф пераважна раўнінны, складаецца з раўнін і катлавін, са сярэдняй вышынёй 160 метраў. Поўдзень — гэта шырокая нізіна, цэнтральны рэгіён — пераважна раўніны і невысокія ўзгоркі, а поўнач і паўночны захад крыху вышэйшыя, з некаторымі нагор'ямі і пагорыстай мясцовасцю, найвышэйшая кропка якой дасягае 345 метраў. Глеба ў асноўным лугава-падзолістыя, затым балотныя і пясчаныя глебы; глеба адносна ўрадлівая, з сярэднім вегетацыйным перыядам 184-208 дзён. Водныя рэсурсы багатыя, з шматлікімі рэкамі і азёрамі, усяго 20 781 рака, 12 250 азёр і 153 вадасховішчы. Клімат мяккі і вільготны, класіфікуецца як умерана-кантынентальны клімат, з цёплым летам, дажджлівай восенню і вільготнай зімой. Сярэдняя тэмпература студзеня складае ад -4°C да -8°C, а ліпеня — ад +17°C да +19°C. У нізінах штогод выпадае ў сярэднім 500–650 мм ападкаў, а на раўнінах і ўзвышшах — 650–750 мм. Багатыя ападкі і спрыяльныя прыродныя ўмовы робяць гэтую тэрыторыю прыдатнай для сельскагаспадарчай вытворчасці.

У 2012 годзе аб'ём вытворчасці сельскагаспадарчай прадукцыі ў раслінаводстве склаў 30,47 трыльёна беларускіх рублёў, што эквівалентна прыблізна 3,655 мільярда долараў ЗША (паводле сярэднегадавога курсу 1 долар ЗША: 8335,86 беларускага рубля), што складае 51,7% ад агульнага аб'ёму сельскагаспадарчай прадукцыі.

△ Табліца 1. Пасяўныя плошчы сельскагаспадарчых культур у Беларусі, 2005–2011 гг. (адзінка вымярэння: тысяча гектараў)

△ Табліца 2. Агульны аб'ём вытворчасці сельскагаспадарчай прадукцыі ў Беларусі, 2005–2012 гг. (адзінка вымярэння: тысяча тон)

Тэхналогія дыстанцыйнага зандзіравання са спадарожнікаў можа выкарыстоўвацца для маніторынгу стану росту, ураджайнасці, шкоднікаў, хвароб і катастроф, звязаных з сельскагаспадарчымі рэсурсамі. Беларусь мае добра развіты сектар тэхналогій дыстанцыйнага зандзіравання са спадарожнікаў, які валодае багатымі геаграфічнымі інфармацыйнымі рэсурсамі па землекарыстанні і глебавых даследаваннях, а таксама наземнымі спадарожнікавымі прыёмнымі станцыямі. Нягледзячы на ​​значную неаднароднасць глебы ў Беларусі і складаныя тыпы землекарыстання, большасць з іх раней абмяркоўваліся ў даследаваннях. Акрамя таго, размяшчэнне Беларусі ў сярэдніх і высокіх шыротах мінімізуе ўплыў воблачнасці і дажджу, што прыводзіць да вялікай колькасці высакаякасных здымкаў, даступных круглы год, што забяспечвае трывалую базу дадзеных для прымянення спадарожнікавага дыстанцыйнага зандзіравання.

Асноўны працэс праекта

Гэты праект быў завершаны пры падтрымцы Сумеснай праграмы даследчага супрацоўніцтва Альянсу міжнародных навуковых арганізацый (ANSO) у рамках ініцыятывы «Пояс і шлях». Падрыхтоўка і аб'яднанне дадзеных праводзіліся з выкарыстаннем Sentinel Hub і Google Earth Engine. Навучальныя выбаркі былі пазначаны з выкарыстаннем агульнадаступных набораў дадзеных, публікацый і візуальнай інтэрпрэтацыі. Затым для класіфікацыі і вылучэння асаблівасцей зямельнага покрыва з сельскагаспадарчых і лясных набораў дадзеных быў выкарыстаны метад кантраляванага навучання OBIA-RF (аб'ектна-арыентаваны выпадковы лес). Нарэшце, было праведзена картаграфаванне і статыстычны аналіз з выкарыстаннем праграмнага забеспячэння, такога як QGIS і ArcGIS. У спалучэнні з метэаралагічнымі і глебавымі дадзенымі быў ацэнены экалагічны патэнцыял глебы.

△ Блок-схема класіфікацыі землекарыстання, арыентаванай на аб'екты

△ Карта тыпаў глеб Беларусі (Карачаньі, Давід. (2017). Беларусь на картах.)

Вынікі праекта

Малюнак 3. Змены ў лясным покрыве і покрыве ворных зямель у Беларусі, 2014–2023 гг.

Малюнак 4. Статыстычная дыяграма змяненняў плошчы лясоў і сельскагаспадарчых зямель у Беларусі, 2014–2023 гг.

△ Малюнак 5. Статыстычная дыяграма змяненняў плошчы лясоў у розных рэгіёнах Беларусі з 2014 па 2023 год

△ Малюнак 6. Статыстычная дыяграма змяненняў плошчы сельскагаспадарчых зямель у розных рэгіёнах Беларусі з 2014 па 2023 год

У цэлым, плошча лясоў і ворных зямель у Беларусі штогод вагаецца, але ў цэлым застаецца стабільнай, за выключэннем значнага скарачэння плошчы лясоў у Вітэбскай вобласці ў 2020 годзе (малюнак 4). Рэйтынг плошчы па рэгіёнах таксама застаўся ў асноўным стабільным. Звяртаючыся да малюнка 5, плошча ворных зямель у Вітэбскай вобласці значна павялічылася пасля 2021 года, што сведчыць аб тым, што скарачэнне плошчы лясоў можа быць звязана з пераўтварэннем сельскагаспадарчых угоддзяў. Варта адзначыць, што плошча лясоў у Мінскай вобласці таксама прадэманстравала тэндэнцыю да зніжэння пасля 2022 года, у той час як плошча сельскагаспадарчых угоддзяў прадэманстравала тэндэнцыю да павелічэння і адносна хуткія тэмпы росту. Гэта можа быць звязана з тым, што Мінская вобласць размешчана ў адміністрацыйным цэнтры рэгіёна і мае адносна развітую сельскагаспадарчую прамысловасць, прычым развіццё буйной сельскай гаспадаркі ў апошнія гады прывяло да пашырэння сельскагаспадарчых угоддзяў.

Акрамя таго, у Гродне найменшая плошча лясоў і ворных зямель, верагодна, з-за больш нізкіх тэмператур у параўнанні з іншымі штатамі, большай колькасці ападкаў і сцёку, а таксама значнай долі гіпастагнічных рэтысольных (стылітавых, клеевых) глеб (Малюнак 2). Гэтыя глебы маюць высокае ўтрыманне гліны, што звычайна ўплывае на дрэнаж і аэрацыю, а таксама перашкаджае пранікненню каранёў. У спалучэнні з вялікай колькасцю ападкаў гэта прыводзіць да кароткатэрміновага або перыядычнага неглыбокага забалочвання. Часовае насычэнне пасля ападкаў можа негатыўна паўплываць на рост раслін і біялагічную актыўнасць глебы. Такім чынам, у штаце мала лясоў і ворных зямель, дзе дамінуюць водна-балотныя раслінныя супольнасці і экасістэмы.

Акрамя штогадовай статыстыкі плошчы, праграма можа аналізаваць міжгадовыя змены плошчы і кропкі змяненняў. Забяспечваючы макрастатыстычныя дадзеныя, яна таксама дае падрабязную інфармацыю аб зменах у мэтавых тыпах землекарыстання больш дэталёва, што забяспечвае аб'ектыўныя і эфектыўныя арыенціры для распрацоўкі і рэалізацыі макра- і рэгіянальнай сельскагаспадарчай палітыкі.