Pengelasan penggunaan tanah Belarus berdasarkan pengekstrakan berorientasikan objek

Nota: Projek penyelidikan ini telah disiapkan dengan sokongan Program Penyelidikan dan Kerjasama Bersama Perikatan Organisasi Sains Antarabangsa Belt and Road.

Latar Belakang Projek

Republik Belarus, yang dikenali sebagai Belarus, mempunyai keluasan tanah seluas 207,600 kilometer persegi. Bentuk muka buminya kebanyakannya rata, terdiri daripada dataran dan lembangan, dengan ketinggian purata 160 meter. Bahagian selatan merupakan tanah pamah yang luas, kawasan tengah kebanyakannya dataran dan bukit rendah, dan bahagian utara dan barat laut sedikit lebih tinggi, dengan beberapa tanah tinggi dan bukit-bukau, titik tertinggi mencapai 345 meter. Tanahnya kebanyakannya tanah padang rumput-podzolik, diikuti oleh tanah paya dan tanah berpasir; tanahnya agak subur, dengan purata musim tanam selama 184-208 hari. Sumber air banyak, dengan banyak sungai dan tasik, berjumlah 20,781 sungai, 12,250 tasik, dan 153 takungan. Iklimnya sederhana dan lembap, dikelaskan sebagai iklim benua sederhana, dengan musim panas yang hangat, musim luruh yang hujan, dan musim sejuk yang basah. Suhu purata pada bulan Januari adalah antara -4°C dan -8°C, dan suhu purata pada bulan Julai adalah antara +17°C dan +19°C. Tanah pamah menerima purata hujan tahunan sebanyak 500–650 mm, manakala dataran dan tanah tinggi menerima 650–750 mm. Hujan yang banyak dan keadaan semula jadi yang baik menjadikan kawasan ini sesuai untuk pengeluaran pertanian.

Pada tahun 2012, nilai output industri pertanian tanaman ialah 30.47 trilion rubel Belarusia, bersamaan dengan kira-kira AS$3.655 bilion (dikira pada kadar pertukaran tahunan purata 1 dolar AS: 8335.86 rubel Belarusia), menyumbang 51.7% daripada jumlah nilai output pertanian.

△ Jadual 1. Keluasan Tanaman di Belarus, 2005–2011 (Unit: Seribu Hektar)

△ Jadual 2. Jumlah Pengeluaran Tanaman di Belarus, 2005–2012 (Unit: Ribu Tan)

Teknologi penderiaan jauh satelit boleh digunakan untuk memantau status pertumbuhan, hasil, perosak, penyakit dan bencana sumber pertanian. Belarus mempunyai sektor teknologi penderiaan jauh satelit yang maju, mempunyai sumber maklumat geografi tinjauan tanah dan guna tanah yang banyak serta stesen penerima darat satelit. Walaupun Belarus mempamerkan heterogeniti tanah yang ketara dan jenis guna tanah yang kompleks, kebanyakannya telah dibincangkan sebelum ini dalam kajian. Tambahan pula, lokasi latitud pertengahan hingga tinggi Belarus meminimumkan kesan awan dan hujan, menghasilkan sejumlah besar imejan berkualiti tinggi yang tersedia sepanjang tahun, menyediakan asas data yang kukuh untuk aplikasi penderiaan jauh satelit.

Proses Projek Asas

Projek ini telah disiapkan dengan sokongan Program Kerjasama Penyelidikan Bersama Alliance of International Science Organizations (ANSO) di bawah Inisiatif Belt and Road. Penyediaan dan penggabungan data telah dilakukan menggunakan Sentinel Hub dan Google Earth Engine. Sampel latihan dilabelkan menggunakan set data yang tersedia secara umum, penerbitan dan interpretasi visual. Kaedah pembelajaran diselia OBIA-RF (Object-Oriented Random Forest) kemudiannya digunakan untuk mengklasifikasikan dan mengekstrak ciri-ciri litupan tanah daripada set data pertanian dan perhutanan. Akhir sekali, pemetaan dan analisis statistik telah dilakukan menggunakan perisian seperti QGIS dan ArcGIS. Digabungkan dengan data meteorologi dan tanah, potensi ekologi tanah telah dinilai.

△ Carta Alir Pengelasan Guna Tanah Berorientasikan Objek

△ Peta jenis tanah Belarus (Karacsonyi, David. (2017). Belarus dalam Peta.)

Keputusan Projek

Rajah 3. Perubahan dalam litupan hutan dan tanah pertanian di Belarus, 2014–2023.

Rajah 4. Carta statistik perubahan kawasan hutan dan tanah pertanian di Belarus, 2014–2023.

△ Rajah 5. Carta statistik perubahan kawasan hutan di pelbagai wilayah Belarus dari tahun 2014 hingga 2023

△ Rajah 6. Carta statistik perubahan kawasan tanah yang ditanam di pelbagai wilayah di Belarus dari tahun 2014 hingga 2023

Secara keseluruhan, keluasan hutan dan tanah pertanian di Belarus berubah-ubah setiap tahun tetapi secara amnya kekal stabil, kecuali penurunan ketara dalam keluasan hutan di Wilayah Vitebsk pada tahun 2020 (Rajah 4). Kedudukan keluasan merentasi wilayah juga sebahagian besarnya kekal stabil. Merujuk kepada Rajah 5, keluasan tanah pertanian di Wilayah Vitebsk meningkat dengan ketara selepas 2021, menunjukkan bahawa penurunan keluasan hutan mungkin disebabkan oleh penukaran tanah pertanian. Perlu diperhatikan bahawa keluasan hutan di Wilayah Minsk juga menunjukkan trend menurun selepas 2022, manakala keluasan tanah pertanian menunjukkan trend yang meningkat dan kadar pertumbuhan yang agak pesat. Ini mungkin kerana Wilayah Minsk terletak di wilayah pusat pentadbiran dan mempunyai industri pertanian yang agak maju, dengan promosi pertanian berskala besar dalam beberapa tahun kebelakangan ini yang membawa kepada pengembangan tanah pertanian.

Tambahan pula, Grodno mempunyai kawasan hutan dan tanah pertanian yang paling rendah, kemungkinan besar disebabkan oleh suhu yang lebih rendah berbanding negeri lain, hujan dan larian air yang lebih tinggi, dan sebahagian besar tanah Retisol Hipo-Stagnik (Stiltik, Cleyik) (Rajah 2). Tanah ini mempunyai kandungan tanah liat yang tinggi, yang biasanya menjejaskan saliran dan pengudaraan, dan juga menghalang penembusan akar. Digabungkan dengan hujan yang tinggi, ini membawa kepada penebangan air cetek jangka pendek atau berkala. Ketepuan sementara selepas hujan boleh memberi kesan negatif kepada pertumbuhan tumbuhan dan aktiviti biologi tanah. Oleh itu, negeri ini mempunyai kawasan hutan dan tanah pertanian yang rendah, dengan komuniti tumbuhan dan ekosistem tanah lembap mendominasi.

Selain statistik kawasan tahunan, ia juga boleh menganalisis perubahan kawasan antara tahun dan titik perubahan. Sambil menyediakan data makro-statistik, ia juga menyediakan maklumat terperinci tentang perubahan dalam jenis litupan guna tanah sasaran dengan cara yang lebih terperinci, menyediakan rujukan yang objektif dan berkesan untuk penggubalan dan pelaksanaan dasar pertanian makro dan serantau.