การจำแนกประเภทการใช้ที่ดินของเบลารุสโดยใช้การสกัดเชิงวัตถุ

หมายเหตุ: โครงการวิจัยนี้สำเร็จลุล่วงด้วยดีด้วยการสนับสนุนจากโครงการวิจัยและความร่วมมือร่วมของกลุ่มพันธมิตรองค์กรวิทยาศาสตร์นานาชาติภายใต้โครงการหนึ่งแถบหนึ่งเส้นทาง (Belt and Road International Science Organizations Alliance)

ข้อมูลเบื้องต้นของโครงการ

สาธารณรัฐเบลารุส หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่า เบลารุส มีพื้นที่ 207,600 ตารางกิโลเมตร ภูมิประเทศส่วนใหญ่เป็นที่ราบ ประกอบด้วยที่ราบและแอ่ง โดยมีความสูงเฉลี่ย 160 เมตร ทางใต้เป็นที่ราบลุ่มกว้างใหญ่ ภาคกลางส่วนใหญ่เป็นที่ราบและเนินเขาเตี้ยๆ และทางเหนือและตะวันตกเฉียงเหนือจะสูงขึ้นเล็กน้อย มีที่ราบสูงและเนินเขาเตี้ยๆ กระจายอยู่บ้าง จุดที่สูงที่สุดอยู่ที่ 345 เมตร ดินส่วนใหญ่เป็นดินพ็อดโซลิก (podzolic soil) รองลงมาคือดินพรุและดินทราย ดินค่อนข้างอุดมสมบูรณ์ โดยมีฤดูปลูกพืชเฉลี่ย 184-208 วัน ทรัพยากรน้ำอุดมสมบูรณ์ มีแม่น้ำและทะเลสาบจำนวนมาก รวมแล้วมีแม่น้ำ 20,781 สาย ทะเลสาบ 12,250 แห่ง และอ่างเก็บน้ำ 153 แห่ง สภาพอากาศอบอุ่นและชื้น จัดเป็นภูมิอากาศแบบทวีปอบอุ่น มีฤดูร้อนที่อบอุ่น ฤดูใบไม้ร่วงที่มีฝนตก และฤดูหนาวที่ชื้นแฉะ อุณหภูมิเฉลี่ยในเดือนมกราคมอยู่ระหว่าง -4°C ถึง -8°C และอุณหภูมิเฉลี่ยในเดือนกรกฎาคมอยู่ระหว่าง +17°C ถึง +19°C ที่ราบลุ่มได้รับปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยต่อปี 500–650 มม. ในขณะที่ที่ราบและที่สูงได้รับ 650–750 มม. ปริมาณน้ำฝนที่อุดมสมบูรณ์และสภาพธรรมชาติที่เอื้ออำนวยทำให้พื้นที่นี้เหมาะสมสำหรับการผลิตทางการเกษตร

ในปี 2012 มูลค่าผลผลิตของอุตสาหกรรมการเกษตรอยู่ที่ 30.47 ล้านล้านรูเบิลเบลารุส หรือประมาณ 3.655 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ (คำนวณจากอัตราแลกเปลี่ยนเฉลี่ยรายปีที่ 1 ดอลลาร์สหรัฐ เท่ากับ 8335.86 รูเบิลเบลารุส) คิดเป็น 51.7% ของมูลค่าผลผลิตทางการเกษตรทั้งหมด

△ ตารางที่ 1. พื้นที่เพาะปลูกพืชในเบลารุส ปี 2005–2011 (หน่วย: พันเฮกตาร์)

△ ตารางที่ 2 ผลผลิตพืชผลรวมในเบลารุส ปี 2005–2012 (หน่วย: พันตัน)

เทคโนโลยีการสำรวจระยะไกลด้วยดาวเทียมสามารถใช้ในการติดตามสถานะการเจริญเติบโต ผลผลิต ศัตรูพืช โรค และภัยพิบัติของทรัพยากรทางการเกษตรได้ เบลารุสมีภาคเทคโนโลยีการสำรวจระยะไกลด้วยดาวเทียมที่พัฒนาแล้วเป็นอย่างดี โดยมีทรัพยากรข้อมูลทางภูมิศาสตร์เกี่ยวกับการใช้ที่ดินและการสำรวจดิน และสถานีรับสัญญาณดาวเทียมภาคพื้นดินจำนวนมาก แม้ว่าเบลารุสจะมีลักษณะดินที่หลากหลายและรูปแบบการใช้ที่ดินที่ซับซ้อน แต่ส่วนใหญ่ได้มีการกล่าวถึงในงานวิจัยก่อนหน้านี้แล้ว นอกจากนี้ ที่ตั้งของเบลารุสในละติจูดกลางถึงสูงช่วยลดผลกระทบจากเมฆและฝน ทำให้มีภาพคุณภาพสูงจำนวนมากพร้อมใช้งานตลอดทั้งปี ซึ่งเป็นรากฐานข้อมูลที่แข็งแกร่งสำหรับการประยุกต์ใช้การสำรวจระยะไกลด้วยดาวเทียม

กระบวนการโครงการพื้นฐาน

โครงการนี้สำเร็จลุล่วงด้วยการสนับสนุนจากโครงการความร่วมมือวิจัยร่วมของกลุ่มพันธมิตรองค์กรวิทยาศาสตร์ระหว่างประเทศ (ANSO) ภายใต้โครงการหนึ่งแถบหนึ่งเส้นทาง (Belt and Road Initiative) การเตรียมและการรวมข้อมูลดำเนินการโดยใช้ Sentinel Hub และ Google Earth Engine ตัวอย่างการฝึกอบรมได้รับการติดป้ายกำกับโดยใช้ชุดข้อมูลสาธารณะ สิ่งพิมพ์ และการตีความด้วยสายตา จากนั้นจึงใช้วิธีการเรียนรู้แบบมีผู้กำกับดูแล OBIA-RF (Object-Oriented Random Forest) เพื่อจำแนกและแยกคุณลักษณะการปกคลุมของพื้นที่จากชุดข้อมูลทางการเกษตรและป่าไม้ สุดท้าย การทำแผนที่และการวิเคราะห์ทางสถิติได้ดำเนินการโดยใช้ซอฟต์แวร์ เช่น QGIS และ ArcGIS เมื่อรวมกับข้อมูลทางอุตุนิยมวิทยาและข้อมูลดินแล้ว จึงสามารถประเมินศักยภาพทางนิเวศวิทยาของดินได้

△ ผังงานการจำแนกประเภทการใช้ที่ดินเชิงวัตถุ

△ แผนที่ประเภทดินของเบลารุส (Karacsonyi, David. (2017). Belarus in Maps.)

ผลลัพธ์ของโครงการ

ภาพที่ 3 การเปลี่ยนแปลงของพื้นที่ป่าและพื้นที่เพาะปลูกในเบลารุส ปี 2014–2023

ภาพที่ 4 แผนภูมิสถิติแสดงการเปลี่ยนแปลงพื้นที่ป่าและพื้นที่เพาะปลูกในเบลารุส ระหว่างปี 2014–2023

△ ภาพที่ 5 แผนภูมิสถิติแสดงการเปลี่ยนแปลงพื้นที่ป่าในภูมิภาคต่างๆ ของเบลารุส ตั้งแต่ปี 2014 ถึง 2023

△ ภาพที่ 6 แผนภูมิสถิติแสดงการเปลี่ยนแปลงพื้นที่เพาะปลูกในภูมิภาคต่างๆ ของเบลารุส ตั้งแต่ปี 2014 ถึง 2023

โดยรวมแล้ว พื้นที่ป่าและพื้นที่เพาะปลูกในเบลารุสผันผวนในแต่ละปี แต่โดยทั่วไปยังคงทรงตัว ยกเว้นพื้นที่ป่าที่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญในเขตวิเทบสค์ในปี 2020 (รูปที่ 4) การจัดอันดับพื้นที่ในแต่ละภูมิภาคก็ยังคงทรงตัวเป็นส่วนใหญ่ เมื่อพิจารณาจากรูปที่ 5 พื้นที่เพาะปลูกในเขตวิเทบสค์เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญหลังจากปี 2021 ซึ่งบ่งชี้ว่าการลดลงของพื้นที่ป่าอาจเกิดจากการเปลี่ยนพื้นที่เพาะปลูกเป็นพื้นที่เกษตรกรรม ที่น่าสังเกตคือ พื้นที่ป่าในเขตมินสค์ก็มีแนวโน้มลดลงหลังจากปี 2022 ในขณะที่พื้นที่เพาะปลูกมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นและมีอัตราการเติบโตค่อนข้างรวดเร็ว นี่อาจเป็นเพราะเขตมินสค์ตั้งอยู่ในเขตศูนย์กลางการบริหารและมีอุตสาหกรรมการเกษตรที่ค่อนข้างพัฒนาแล้ว โดยการส่งเสริมการเกษตรขนาดใหญ่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานำไปสู่การขยายพื้นที่เพาะปลูก

นอกจากนี้ กรอดโนยังมีพื้นที่ป่าและพื้นที่เพาะปลูกน้อยที่สุด ซึ่งอาจเป็นเพราะอุณหภูมิที่ต่ำกว่ารัฐอื่นๆ ปริมาณน้ำฝนและการไหลบ่าของน้ำที่สูงกว่า และสัดส่วนของดินประเภท Hypo-Stagnic Retisol (Stiltic, Cleyic) ที่สูง (รูปที่ 2) ดินเหล่านี้มีปริมาณดินเหนียวสูง ซึ่งโดยทั่วไปจะส่งผลต่อการระบายน้ำและการระบายอากาศ และยังขัดขวางการเจริญเติบโตของรากพืช เมื่อรวมกับปริมาณน้ำฝนที่สูง ทำให้เกิดภาวะน้ำขังตื้นๆ ในระยะสั้นหรือเป็นช่วงๆ การอิ่มตัวของน้ำชั่วคราวหลังฝนตกอาจส่งผลเสียต่อการเจริญเติบโตของพืชและกิจกรรมทางชีวภาพของดิน ดังนั้น รัฐนี้จึงมีพื้นที่ป่าและพื้นที่เพาะปลูกน้อย โดยมีพืชพรรณและระบบนิเวศในพื้นที่ชุ่มน้ำเป็นหลัก

นอกจากสถิติพื้นที่รายปีแล้ว ยังสามารถวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงพื้นที่ระหว่างปีและจุดที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วได้อีกด้วย ในขณะที่ให้ข้อมูลสถิติระดับมหภาค ระบบนี้ยังให้ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงประเภทการใช้ที่ดินเป้าหมายในลักษณะที่ละเอียดกว่า ซึ่งเป็นข้อมูลอ้างอิงที่เป็นกลางและมีประสิทธิภาพสำหรับการกำหนดและการดำเนินนโยบายเกษตรกรรมระดับมหภาคและระดับภูมิภาค