Analisis titik panas penggunaan dan tutupan lahan serta deteksi perubahan di Belarus.

Catatan: Proyek ini diselesaikan dengan dukungan dari Program Kerjasama Penelitian Bersama Aliansi Organisasi Sains Internasional (ANSO) di bawah Inisiatif Sabuk dan Jalan.

Latar Belakang Proyek

Persiapan dan penggabungan data dilakukan menggunakan Sentinel Hub dan Google Earth Engine. Sampel pelatihan diberi label menggunakan dataset, publikasi, dan interpretasi visual yang tersedia untuk umum. Metode pembelajaran terawasi OBIA-RF (Object-Oriented Random Forest) kemudian digunakan untuk mengklasifikasikan dan mengekstrak fitur tutupan lahan dari dataset pertanian dan kehutanan. Terakhir, pemetaan dan analisis statistik dilakukan. Potensi ekologis tanah dinilai dengan menggabungkan data meteorologi dan data tanah.

Artikel ini terutama memperkenalkan penggunaan metode yang disebutkan dalam artikel sebelumnya. Klasifikasi penggunaan lahan Belarusia berdasarkan ekstraksi berorientasi objek.Analisis titik panas lebih lanjut dan deteksi perubahan dari hasil data LULC (penggunaan lahan dan tutupan lahan) dilakukan untuk mengidentifikasi titik panas perubahan penggunaan lahan dan jenis perubahannya.

△Gambar 1. Bagan Alur Klasifikasi Penggunaan Lahan, Titik Rawan, dan Deteksi Perubahan

Proses Proyek Dasar

Setelah memperoleh data LULC dari tahun 2014 hingga 2023 menggunakan klasifikasi penggunaan lahan berorientasi objek, luas data poligon penggunaan lahan dihitung dan titik pusatnya diekstrak. Luas tersebut digunakan sebagai nilai bobot, dan analisis kepadatan kernel spasial diterapkan pada titik pusat setiap poligon untuk mengevaluasi secara komprehensif jumlah dan luas berbagai poligon distribusi penggunaan lahan dalam jarak pencarian tertentu, dan diperoleh masing-masing hotspot distribusi hutan dan lahan pertanian.

Selanjutnya, kuantitas dan jenis perubahan tutupan lahan ditentukan, dan tabel pemetaan dibuat, seperti yang ditunjukkan pada diagram di atas. Perubahan ini dikategorikan menjadi enam jenis: kehilangan hutan, kehilangan lahan pertanian, pertumbuhan hutan, pertumbuhan lahan pertanian, konversi hutan menjadi lahan pertanian, dan konversi lahan pertanian menjadi hutan. Kemudian, tabel reklasifikasi dibuat berdasarkan kategori-kategori ini, dan statistik perubahan setiap dua tahun dikumpulkan untuk menghasilkan peta distribusi perubahan.

Hasil Proyek

△ Gambar 2. Distribusi titik-titik panas lahan pertanian di Belarus, 2014–2023

△ Gambar 3. Peta distribusi titik-titik panas hutan di Belarus, 2014–2023

Dengan membandingkan Gambar 2 dan 3, terlihat pengelompokan spasial lahan pertanian yang jelas. Lahan pertanian terutama terkonsentrasi di Minsk bagian barat daya, Grodno, Brest bagian barat, Mogilev, dan Gomel bagian timur. Lahan pertanian langka di Gomel dan Vitebsk bagian utara dan selatan. Distribusi hutan relatif merata dibandingkan dengan lahan pertanian, dengan hanya beberapa titik konsentrasi tinggi, menunjukkan bahwa sumber daya hutan tersebar luas di seluruh wilayah, dengan beberapa area hutan yang luas dan berkesinambungan.

Pertanian di Belarus sebagian besar terkonsentrasi di dataran subur, terutama di wilayah selatan dan tengah, yang lebih cocok untuk pertanian mekanis skala besar. Akibatnya, lahan pertanian di daerah ini umumnya menunjukkan kontinuitas dan konsolidasi yang tinggi, dengan pertanian khas Belarus (terutama pertanian milik negara) yang cukup besar, seringkali berkisar dari ratusan hingga ribuan hektar. Hal ini sejalan dengan distribusi titik-titik panas lahan subur seperti yang digambarkan dalam peta titik panas lahan subur.

Dari tahun 2014 hingga 2019, distribusi titik-titik panas lahan pertanian tetap relatif stabil dengan sedikit variasi antar tahun. Namun, antara tahun 2020 dan 2023, titik-titik panas tersebut menunjukkan pergeseran spasial yang signifikan. Hal ini mungkin disebabkan oleh beberapa faktor: peningkatan curah hujan yang substansial di Belarus dalam beberapa tahun terakhir, yang menyebabkan berkurangnya hari-hari tanpa awan sepanjang tahun, yang memengaruhi kualitas citra satelit. Selain itu, variasi curah hujan dan suhu yang mengakibatkan perubahan periode fenologis mengurangi konsistensi jenis tanaman dan tahap pertumbuhan, menyebabkan kesalahan klasifikasi dan akibatnya memengaruhi statistik kepadatan kernel. Dalam jangka panjang, distribusi sumber daya pertanian di Belarus tetap relatif stabil. Perubahan pada sumber daya hutan bahkan kurang terlihat; luas hutan hanya menunjukkan fluktuasi kecil selama dekade terakhir, dengan luas total dan distribusi spasial titik-titik panas tetap relatif stabil.

△ Gambar 4. Peta distribusi perubahan jenis tutupan lahan di Belarus dari tahun 2014 hingga 2023

Gambar di atas menunjukkan perubahan penggunaan lahan dan jenis tutupan lahan setiap dua tahun dari tahun 2014 hingga 2023. Perubahan hutan dan lahan pertanian relatif kecil dari tahun 2014 hingga 2016, terutama melibatkan penurunan dan peningkatan luas hutan di beberapa wilayah, dan sedikit konversi lahan pertanian menjadi hutan di daerah perkotaan. Konversi lahan pertanian menjadi hutan dalam skala yang lebih besar terjadi dari tahun 2016 hingga 2018. Hal ini mungkin terkait dengan klasifikasi semak rendah yang sedikit kurang akurat, area rotasi tanaman yang kompleks, dan beberapa hutan ekonomi, serta dampak normalisasi data antar tahun yang berbeda, yang membingungkan hasil klasifikasi dan menyebabkan perubahan tutupan lahan. Namun, secara keseluruhan, hal ini masih mencerminkan area-area kunci perubahan jenis tutupan lahan dan tren dalam jangka waktu yang panjang. Dikombinasikan dengan statistik luas tahunan, hal ini dapat mencerminkan distribusi sumber daya hutan dan lahan pertanian yang relatif objektif, memberikan referensi yang objektif dan efektif untuk perumusan dan implementasi kebijakan pertanian makro dan regional.