การวิเคราะห์จุดที่มีการเปลี่ยนแปลงและการใช้ที่ดินที่สำคัญในเบลารุส

หมายเหตุ: โครงการนี้สำเร็จลุล่วงด้วยดีด้วยการสนับสนุนจากโครงการความร่วมมือวิจัยร่วมของกลุ่มพันธมิตรองค์กรวิทยาศาสตร์ระหว่างประเทศ (ANSO) ภายใต้โครงการริเริ่มหนึ่งแถบหนึ่งเส้นทาง (Belt and Road Initiative)

ข้อมูลเบื้องต้นของโครงการ

การเตรียมและการรวมข้อมูลดำเนินการโดยใช้ Sentinel Hub และ Google Earth Engine ตัวอย่างการฝึกอบรมได้รับการติดป้ายกำกับโดยใช้ชุดข้อมูลสาธารณะ สิ่งพิมพ์ และการตีความด้วยสายตา จากนั้นจึงใช้วิธีการเรียนรู้แบบมีผู้กำกับดูแล OBIA-RF (Object-Oriented Random Forest) เพื่อจำแนกและแยกคุณลักษณะการปกคลุมของพื้นที่จากชุดข้อมูลการเกษตรและป่าไม้ สุดท้ายจึงดำเนินการสร้างแผนที่และการวิเคราะห์ทางสถิติ ศักยภาพทางนิเวศวิทยาของดินได้รับการประเมินโดยการรวมข้อมูลทางอุตุนิยมวิทยาและข้อมูลดิน

บทความนี้ส่วนใหญ่จะแนะนำการใช้งานวิธีการที่กล่าวถึงในบทความก่อนหน้านี้ การจำแนกประเภทการใช้ที่ดินของเบลารุสโดยใช้การสกัดเชิงวัตถุมีการวิเคราะห์จุดที่มีการเปลี่ยนแปลงบ่อยและตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเพิ่มเติมจากข้อมูล LULC (การใช้ที่ดินและการปกคลุมที่ดิน) เพื่อระบุจุดที่มีการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินบ่อยและประเภทของการเปลี่ยนแปลง

△ภาพที่ 1 แผนผังแสดงจุดสำคัญในการจำแนกประเภทการใช้ที่ดินและการตรวจจับการเปลี่ยนแปลง

กระบวนการโครงการพื้นฐาน

หลังจากได้รับข้อมูลการจำแนกประเภทการใช้ที่ดิน (LULC) ตั้งแต่ปี 2014 ถึง 2023 โดยใช้การจำแนกประเภทการใช้ที่ดินแบบเชิงวัตถุแล้ว พื้นที่ของรูปหลายเหลี่ยมการใช้ที่ดินถูกคำนวณและดึงจุดศูนย์กลางออกมา พื้นที่ดังกล่าวถูกใช้เป็นค่าถ่วงน้ำหนัก และการวิเคราะห์ความหนาแน่นเคอร์เนลเชิงพื้นที่ถูกนำมาใช้กับจุดศูนย์กลางของแต่ละรูปหลายเหลี่ยมเพื่อประเมินจำนวนและพื้นที่ของรูปหลายเหลี่ยมการกระจายการใช้ที่ดินประเภทต่างๆ ภายในระยะการค้นหาที่กำหนดอย่างครอบคลุม และได้จุดที่มีความหนาแน่นสูงของการกระจายตัวของป่าไม้และพื้นที่เกษตรกรรมตามลำดับ

ถัดมา ได้มีการกำหนดปริมาณและประเภทของการเปลี่ยนแปลงในรูปแบบการปกคลุมของพื้นที่ และได้จัดทำตารางแผนที่ขึ้น ดังแสดงในแผนภาพด้านบน การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ถูกจัดประเภทออกเป็นหกประเภท ได้แก่ การสูญเสียป่า การสูญเสียพื้นที่เกษตรกรรม การเติบโตของป่า การเติบโตของพื้นที่เกษตรกรรม การเปลี่ยนจากป่าเป็นพื้นที่เกษตรกรรม และการเปลี่ยนจากพื้นที่เกษตรกรรมเป็นป่า จากนั้นจึงสร้างตารางการจัดประเภทใหม่โดยอิงจากหมวดหมู่เหล่านี้ และรวบรวมสถิติเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงทุกๆ สองปี เพื่อสร้างแผนที่แสดงการกระจายของการเปลี่ยนแปลง

ผลลัพธ์ของโครงการ

△ ภาพที่ 2 การกระจายตัวของพื้นที่เพาะปลูกที่มีความหนาแน่นสูงในเบลารุส ปี 2014–2023

△ ภาพที่ 3 แผนที่แสดงการกระจายตัวของพื้นที่ป่าที่มีความสำคัญในเบลารุส ปี 2014–2023

เมื่อเปรียบเทียบรูปที่ 2 และ 3 จะเห็นการกระจุกตัวของพื้นที่เพาะปลูกอย่างชัดเจน โดยส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ในเขตตะวันตกเฉียงใต้ของมินสก์ กรอดโน ทางตะวันตกของเบรสต์ โมกิเลฟ และทางตะวันออกของโกเมล พื้นที่เพาะปลูกมีน้อยในโกเมล และทางเหนือและใต้ของวิเทบสก์ การกระจายตัวของป่าไม้ค่อนข้างสม่ำเสมอเมื่อเทียบกับพื้นที่เพาะปลูก โดยมีเพียงไม่กี่จุดที่มีพื้นที่ป่าไม้หนาแน่น แสดงให้เห็นว่าทรัพยากรป่าไม้กระจายตัวอย่างกว้างขวางทั่วทั้งภูมิภาค โดยมีพื้นที่ป่าขนาดใหญ่ต่อเนื่องกันอยู่บ้าง

การเกษตรในเบลารุสส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ในที่ราบที่อุดมสมบูรณ์ โดยเฉพาะในภาคใต้และภาคกลาง ซึ่งเหมาะสมกว่าสำหรับการทำฟาร์มแบบใช้เครื่องจักรขนาดใหญ่ ดังนั้น แปลงเกษตรในพื้นที่เหล่านี้จึงมักมีความต่อเนื่องและรวมตัวกันสูง โดยฟาร์มทั่วไปของเบลารุส (โดยเฉพาะฟาร์มของรัฐ) มักมีขนาดค่อนข้างใหญ่ ตั้งแต่หลายร้อยถึงหลายพันเฮกตาร์ ซึ่งสอดคล้องกับการกระจายตัวของพื้นที่เพาะปลูกที่อุดมสมบูรณ์ดังที่แสดงในแผนที่พื้นที่เพาะปลูกที่อุดมสมบูรณ์

ตั้งแต่ปี 2014 ถึง 2019 การกระจายตัวของพื้นที่เพาะปลูกที่มีความหนาแน่นสูงยังคงค่อนข้างคงที่ โดยมีการเปลี่ยนแปลงระหว่างปีน้อยมาก อย่างไรก็ตาม ระหว่างปี 2020 ถึง 2023 ความหนาแน่นสูงเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงเชิงพื้นที่อย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งอาจเกิดจากหลายปัจจัย ได้แก่ ปริมาณน้ำฝนที่เพิ่มขึ้นอย่างมากในเบลารุสในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ส่งผลให้มีวันที่ท้องฟ้าปลอดโปร่งน้อยลงตลอดทั้งปี ซึ่งส่งผลต่อคุณภาพของภาพถ่ายดาวเทียม นอกจากนี้ ความแปรปรวนของปริมาณน้ำฝนและอุณหภูมิที่ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในระยะเวลาการเจริญเติบโตของพืช ทำให้ความสม่ำเสมอของชนิดพืชและระยะการเจริญเติบโตลดลง ส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดในการจำแนกประเภท และส่งผลกระทบต่อสถิติความหนาแน่นของเคอร์เนล ในระยะยาว การกระจายตัวของทรัพยากรทางการเกษตรในเบลารุสยังคงค่อนข้างคงที่ การเปลี่ยนแปลงในทรัพยากรป่าไม้ยิ่งน้อยลงไปอีก พื้นที่ป่าไม้แสดงให้เห็นความผันผวนเพียงเล็กน้อยในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา โดยทั้งพื้นที่ทั้งหมดและการกระจายตัวของความหนาแน่นสูงเชิงพื้นที่ยังคงค่อนข้างคงที่

△ ภาพที่ 4 แผนที่แสดงการกระจายตัวของการเปลี่ยนแปลงประเภทการปกคลุมดินในเบลารุสระหว่างปี 2014 ถึง 2023

ภาพด้านบนแสดงการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินและประเภทการปกคลุมของพื้นที่ทุกสองปี ตั้งแต่ปี 2014 ถึง 2023 การเปลี่ยนแปลงของป่าไม้และพื้นที่เพาะปลูกค่อนข้างน้อยตั้งแต่ปี 2014 ถึง 2016 ส่วนใหญ่เป็นการลดลงและเพิ่มขึ้นของพื้นที่ป่าในบางภูมิภาค และมีการเปลี่ยนแปลงพื้นที่เกษตรกรรมเป็นป่าในเขตเมืองเล็กน้อย การเปลี่ยนแปลงพื้นที่เกษตรกรรมเป็นป่าในวงกว้างเกิดขึ้นตั้งแต่ปี 2016 ถึง 2018 ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับการจำแนกประเภทไม้พุ่มเตี้ย พื้นที่ปลูกพืชหมุนเวียนที่ซับซ้อน และป่าเศรษฐกิจบางแห่งที่ไม่แม่นยำนัก รวมถึงผลกระทบจากการปรับค่าข้อมูลให้เป็นมาตรฐานในแต่ละปี ซึ่งทำให้ผลการจำแนกประเภทคลาดเคลื่อนและนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงการปกคลุมของพื้นที่ อย่างไรก็ตาม โดยรวมแล้วยังคงสะท้อนให้เห็นถึงพื้นที่สำคัญที่มีการเปลี่ยนแปลงประเภทการปกคลุมของพื้นที่และแนวโน้มในระยะยาว เมื่อรวมกับสถิติพื้นที่รายปีแล้ว สามารถสะท้อนให้เห็นถึงการกระจายตัวของทรัพยากรป่าไม้และพื้นที่เกษตรกรรมได้อย่างค่อนข้างเป็นกลาง ซึ่งเป็นข้อมูลอ้างอิงที่เป็นกลางและมีประสิทธิภาพสำหรับการกำหนดและการดำเนินนโยบายเกษตรกรรมระดับมหภาคและระดับภูมิภาค