Belarus'ta nesne yönelimli çıkarıma dayalı arazi kullanım sınıflandırması

Not: Bu araştırma projesi, Kuşak ve Yol Uluslararası Bilim Kuruluşları İttifakı'nın Ortak Araştırma ve İşbirliği Programı'nın desteğiyle tamamlanmıştır.

Proje Arka Planı

Belarus Cumhuriyeti, yaygın olarak Belarus olarak bilinir ve 207.600 kilometrekarelik bir yüzölçümüne sahiptir. Arazi çoğunlukla düz olup, ovalar ve havzalardan oluşur ve ortalama rakım 160 metredir. Güney geniş bir ovadır, orta bölge çoğunlukla ovalar ve alçak tepelerden oluşur, kuzey ve kuzeybatı ise biraz daha yüksektir ve bazı yaylalar ve inişli çıkışlı tepeler bulunur; en yüksek nokta 345 metreye ulaşır. Toprak esas olarak çayır-podzolik toprak olup, bunu bataklık toprak ve kumlu toprak takip eder; toprak nispeten verimlidir ve ortalama büyüme mevsimi 184-208 gündür. Su kaynakları boldur; çok sayıda nehir ve göl bulunur, toplamda 20.781 nehir, 12.250 göl ve 153 baraj vardır. İklim ılıman ve nemlidir, ılıman karasal iklim olarak sınıflandırılır; yazları sıcak, sonbaharları yağışlı ve kışları ıslaktır. Ocak ayındaki ortalama sıcaklık -4°C ile -8°C arasında, Temmuz ayındaki ortalama sıcaklık ise +17°C ile +19°C arasındadır. Ovalar yıllık ortalama 500-650 mm yağış alırken, düzlükler ve yaylalar 650-750 mm yağış almaktadır. Bol yağış ve elverişli doğal koşullar, bölgeyi tarımsal üretim için uygun hale getirmektedir.

2012 yılında, bitkisel tarım sektörünün üretim değeri 30,47 trilyon Belarus rublesi olup, bu da yaklaşık 3,655 milyar ABD dolarına eşdeğerdir (1 ABD doları: 8335,86 Belarus rublesi ortalama yıllık döviz kuru üzerinden hesaplanmıştır) ve toplam tarımsal üretim değerinin %51,7'sini oluşturmaktadır.

△ Tablo 1. Belarus'ta Ekili Alan, 2005–2011 (Birim: Bin Hektar)

△ Tablo 2. Belarus'ta Toplam Tarım Üretimi, 2005–2012 (Birim: Bin Ton)

Uydu uzaktan algılama teknolojisi, tarımsal kaynakların büyüme durumu, verim, zararlılar, hastalıklar ve afetleri izlemek için kullanılabilir. Belarus, bol miktarda arazi kullanımı ve toprak etüt coğrafi bilgi kaynağına ve uydu yer istasyonlarına sahip, iyi gelişmiş bir uydu uzaktan algılama teknolojisi sektörüne sahiptir. Belarus'ta önemli toprak heterojenliği ve karmaşık arazi kullanım türleri görülse de, bunların çoğu daha önce yapılan çalışmalarda ele alınmıştır. Dahası, Belarus'un orta ve yüksek enlemlerdeki konumu, bulut ve yağmurun etkisini en aza indirerek, yıl boyunca yüksek kaliteli görüntülerin büyük miktarda elde edilmesini sağlar ve uydu uzaktan algılama uygulamaları için sağlam bir veri temeli oluşturur.

Temel Proje Süreci

Bu proje, Kuşak ve Yol Girişimi kapsamında Uluslararası Bilim Kuruluşları İttifakı (ANSO) Ortak Araştırma İşbirliği Programı'nın desteğiyle tamamlanmıştır. Veri hazırlama ve birleştirme işlemleri Sentinel Hub ve Google Earth Engine kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Eğitim örnekleri, kamuya açık veri kümeleri, yayınlar ve görsel yorumlama kullanılarak etiketlenmiştir. Daha sonra, tarım ve ormancılık veri kümelerinden arazi örtüsü özelliklerini sınıflandırmak ve çıkarmak için denetimli öğrenme yöntemi OBIA-RF (Nesne Odaklı Rastgele Orman) kullanılmıştır. Son olarak, QGIS ve ArcGIS gibi yazılımlar kullanılarak haritalama ve istatistiksel analiz yapılmıştır. Meteorolojik ve toprak verileriyle birlikte, toprak ekolojik potansiyeli değerlendirilmiştir.

△ Nesne Yönelimli Arazi Kullanım Sınıflandırmasının Akış Şeması

△ Belarus toprak tipi haritası (Karacsonyi, David. (2017). Haritalarda Belarus.)

Proje Sonuçları

Şekil 3. Belarus'ta orman ve tarım arazisi örtüsündeki değişiklikler, 2014–2023.

Şekil 4. Belarus'ta 2014-2023 yılları arasında orman ve ekili alan değişimlerinin istatistiksel grafiği.

△ Şekil 5. Belarus'un çeşitli bölgelerindeki orman alanı değişimlerinin 2014-2023 yılları arasındaki istatistiksel grafiği.

△ Şekil 6. Belarus'un çeşitli bölgelerinde 2014'ten 2023'e kadar ekili alan değişimlerinin istatistiksel grafiği

Genel olarak, Belarus'taki orman ve ekilebilir arazi alanları yıllık olarak dalgalanmakta ancak 2020 yılında Vitebsk Oblastı'ndaki orman alanında önemli bir azalma dışında (Şekil 4) genel olarak istikrarlı kalmaktadır. Bölgeler arası alan sıralaması da büyük ölçüde istikrarlı kalmıştır. Şekil 5'e bakıldığında, Vitebsk Oblastı'ndaki ekilebilir arazi alanı 2021'den sonra önemli ölçüde artmıştır; bu da orman alanındaki azalmanın tarım arazisine dönüşümden kaynaklanabileceğini düşündürmektedir. Minsk Oblastı'ndaki orman alanının da 2022'den sonra düşüş eğilimi gösterdiği, tarım arazisi alanının ise artış eğilimi ve nispeten hızlı bir büyüme oranı gösterdiği dikkat çekicidir. Bunun nedeni, Minsk Oblastı'nın idari merkez bölgesinde yer alması ve nispeten gelişmiş bir tarım sektörüne sahip olması, son yıllarda büyük ölçekli tarımın teşvik edilmesiyle tarım arazilerinin genişlemesi olabilir.

Ayrıca, Grodno'da orman ve ekilebilir arazi alanları en düşüktür; bu durum muhtemelen diğer eyaletlere kıyasla daha düşük sıcaklıklar, daha yüksek yağış ve yüzey akışı ve önemli oranda Hipo-Stagnik Retisol (Stiltik, Cleyik) toprakların bulunmasından kaynaklanmaktadır (Şekil 2). Bu topraklar yüksek kil içeriğine sahiptir, bu da tipik olarak drenajı ve havalandırmayı etkiler ve ayrıca kök penetrasyonunu engeller. Yüksek yağışla birleştiğinde, bu durum kısa süreli veya periyodik sığ su birikmesine yol açar. Yağmurdan sonraki geçici doygunluk, bitki büyümesini ve toprak biyolojik aktivitesini olumsuz etkileyebilir. Bu nedenle, eyalette orman ve ekilebilir arazi alanları düşüktür ve sulak alan bitki toplulukları ve ekosistemleri baskındır.

Yıllık alan istatistiklerine ek olarak, yıllar arası alan değişimlerini ve değişim odak noktalarını da analiz edebilir. Makro istatistiksel veriler sağlarken, hedef arazi kullanım örtüsü türlerindeki değişimlere ilişkin daha detaylı bilgiler sunarak, makro ve bölgesel tarım politikalarının formülasyonu ve uygulanması için objektif ve etkili referanslar sağlar.