Belarus'ta arazi kullanımı ve örtüsü sıcak noktalarının analizi ve değişim tespiti

Not: Bu proje, Kuşak ve Yol Girişimi kapsamında Uluslararası Bilim Kuruluşları İttifakı (ANSO) Ortak Araştırma İşbirliği Programı'nın desteğiyle tamamlanmıştır.

Proje Arka Planı

Veri hazırlama ve birleştirme işlemleri Sentinel Hub ve Google Earth Engine kullanılarak gerçekleştirildi. Eğitim örnekleri, kamuya açık veri kümeleri, yayınlar ve görsel yorumlama kullanılarak etiketlendi. Daha sonra, tarım ve ormancılık veri kümelerinden arazi örtüsü özelliklerini sınıflandırmak ve çıkarmak için denetimli öğrenme yöntemi OBIA-RF (Nesne Odaklı Rastgele Orman) kullanıldı. Son olarak, haritalama ve istatistiksel analiz yapıldı. Toprak ekolojik potansiyeli, meteorolojik ve toprak verilerinin birleştirilmesiyle değerlendirildi.

Bu makale, önceki makalede bahsedilen yöntemin kullanımını tanıtmaya odaklanmaktadır. Belarus'ta nesne yönelimli çıkarıma dayalı arazi kullanım sınıflandırmasıArazi kullanım ve arazi örtüsü (LULC) verilerinin sonuçları üzerinde daha detaylı sıcak nokta analizi ve değişim tespiti yapılarak arazi kullanım değişikliği sıcak noktaları ve değişim türleri belirlenir.

△Şekil 1. Arazi Kullanım Sınıflandırması Sıcak Noktaları ve Değişim Tespiti Akış Şeması

Temel Proje Süreci

Nesne yönelimli arazi kullanım sınıflandırması kullanılarak 2014-2023 yılları arasındaki arazi kullanım ve arazi örtüsü (LULC) verileri elde edildikten sonra, arazi kullanım poligon verilerinin alanı hesaplandı ve merkez noktası çıkarıldı. Alan, ağırlık değeri olarak kullanıldı ve her poligonun merkez noktasına mekansal çekirdek yoğunluk analizi uygulandı. Bu sayede, belirli bir arama mesafesi içindeki çeşitli arazi kullanım dağılım poligonlarının sayısı ve alanı kapsamlı bir şekilde değerlendirildi ve sırasıyla orman ve tarım arazilerinin dağılım yoğunluk noktaları elde edildi.

Ardından, arazi örtüsü tiplerindeki değişimlerin miktarı ve türleri belirlendi ve yukarıdaki diyagramda gösterildiği gibi bir haritalama tablosu oluşturuldu. Bu değişimler altı türe ayrıldı: orman kaybı, tarım arazisi kaybı, orman büyümesi, tarım arazisi büyümesi, ormanın tarım arazisine dönüştürülmesi ve tarım arazisinin ormana dönüştürülmesi. Daha sonra bu kategorilere dayanarak bir yeniden sınıflandırma tablosu oluşturuldu ve her iki yılda bir meydana gelen değişimlere ilişkin istatistikler derlenerek bir değişim dağılım haritası üretildi.

Proje Sonuçları

△ Şekil 2. Belarus'ta ekilebilir arazi yoğun bölgelerinin dağılımı, 2014–2023

△ Şekil 3. Belarus'taki orman sıcak noktalarının dağılım haritası, 2014–2023

Şekil 2 ve 3'ü karşılaştırdığımızda, ekilebilir arazinin belirgin bir mekansal kümelenmesi gözlemlenmektedir. Bu arazi esas olarak Minsk'in güneybatısı, Grodno, Brest'in batısı, Mogilev ve Gomel'in doğusunda yoğunlaşmıştır. Gomel ve Vitebsk'in kuzey ve güneyinde ekilebilir arazi azdır. Orman dağılımı, ekilebilir araziye kıyasla nispeten daha düzgündür ve sadece birkaç yoğun bölge bulunmaktadır; bu da orman kaynaklarının bölge genelinde geniş bir alana yayıldığını ve bazı büyük, bitişik ormanlık alanların bulunduğunu göstermektedir.

Belarus'ta tarım, özellikle güney ve orta bölgelerdeki verimli ovalarda yoğunlaşmıştır ve bu bölgeler büyük ölçekli mekanize tarıma daha uygundur. Sonuç olarak, bu bölgelerdeki tarım arazileri genellikle yüksek bir süreklilik ve konsolidasyon göstermekte olup, tipik Belarus çiftlikleri (özellikle devlete ait çiftlikler) oldukça büyük, genellikle yüzlerce ila binlerce hektar arasında değişmektedir. Bu durum, ekilebilir arazi yoğunluk haritasında gösterilen ekilebilir arazi yoğunluk noktalarının dağılımıyla da örtüşmektedir.

2014'ten 2019'a kadar, ekilebilir arazi yoğunluk noktalarının dağılımı, yıllar arası az bir değişimle nispeten istikrarlı kaldı. Ancak, 2020 ile 2023 yılları arasında, yoğunluk noktaları önemli mekansal kaymalar gösterdi. Bu durum, çeşitli faktörlerden kaynaklanıyor olabilir: Son yıllarda Belarus'ta yağış miktarında önemli bir artış, yıl boyunca bulutsuz günlerin azalmasına ve bunun da uydu görüntü kalitesini etkilemesine yol açtı. Ayrıca, yağış ve sıcaklıktaki değişimler, fenolojik dönemlerdeki değişikliklere neden olarak, ürün türlerinin ve büyüme aşamalarının tutarlılığını azalttı, sınıflandırma hatalarına ve dolayısıyla çekirdek yoğunluk istatistiklerini etkiledi. Uzun vadede, Belarus'taki tarımsal kaynakların dağılımı nispeten istikrarlı kalmaktadır. Orman kaynaklarındaki değişiklikler ise daha da az belirgindir; orman alanı son on yılda sadece küçük dalgalanmalar göstermiş olup, hem toplam alan hem de mekansal yoğunluk noktası dağılımı nispeten istikrarlı kalmıştır.

△ Şekil 4. Belarus'ta 2014'ten 2023'e kadar arazi örtüsü tipi değişikliklerinin dağılım haritası

Yukarıdaki şekil, 2014'ten 2023'e kadar her iki yılda bir arazi kullanım ve örtü tiplerindeki değişiklikleri göstermektedir. Orman ve ekili alanlardaki değişiklikler 2014-2016 yılları arasında nispeten küçük olup, esas olarak bazı bölgelerde orman alanında azalma ve artış ile kentsel alanlarda az miktarda tarım arazisinin ormana dönüştürülmesini içermektedir. 2016-2018 yılları arasında daha büyük ölçekli bir tarım arazisi-orman dönüşümü gerçekleşmiştir. Bu durum, alçak çalıların, karmaşık ürün rotasyon alanlarının ve bazı ekonomik ormanların sınıflandırılmasının biraz daha az doğru olmasıyla ve farklı yıllar arasında veri normalizasyonunun etkisiyle ilgili olabilir; bu da sınıflandırma sonuçlarını karıştırmış ve arazi örtüsünde değişikliklere yol açmıştır. Bununla birlikte, genel olarak, arazi örtüsü tipi değişiminin kilit alanlarını ve uzun bir süre boyunca eğilimleri yansıtmaktadır. Yıllık alan istatistikleriyle birlikte, orman ve tarım arazisi kaynaklarının nispeten objektif bir dağılımını yansıtabilir ve makro ve bölgesel tarım politikalarının formülasyonu ve uygulanması için objektif ve etkili bir referans sağlayabilir.