Sharqiy Oweinat fermasida giperspektral geomorfologiya va ekinlar salomatligini monitoring qilish

G'arbiy Misr cho'llari qurg'oqchil, ammo sharqiy Sahara yanada ekstremal bo'lib, yiliga atigi bir necha santimetr yog'ingarchilik oladi, bu esa unga "ultra qurg'oqchil" nomini bergan. Biroq, so'nggi muzlik davrida Sahara zamonaviy Keniya va Tanzaniyaga o'xshash iqlimga ega tropik savanna edi. Yillik yog'ingarchilik ancha ko'p bo'lib, ko'plab daryolar va ko'llar mavjud edi. Yuz minglab yillar davomida yog'ingarchilik siljigan qumlar ostida ulkan yer osti suv qatlamlarini ham yaratdi, bu Nubiya qumtosh suv qatlami tizimi (NSAS) deb nomlanadi.

Ushbu yer osti suvlaridan cho'lning markazida qishloq xo'jaligini yuritish uchun foydalanish mumkin va Sharqiy Oweinat loyihasining amalga oshirilishi bilan mintaqada yirik markaziy sug'orish loyihasi tashkil etildi.

Loyiha haqida umumiy ma'lumot

Qurilish 1997-yilda boshlangan va ushbu loyiha, Toshka loyihasi, Darb El Arbein loyihasi, El Salam kanali loyihasi va Yangi qishloqlar loyihasi bilan bir qatorda, Misrning mega-loyihalaridan biri hisoblanadi. Ushbu loyihalarning aksariyati amalga oshirilmagan bo'lsa-da, ushbu loyiha odatiy ishini davom ettirmoqda. Hozirda loyiha qariyb 5000 kvadrat kilometr maydonni egallaydi. Asosiy ekinlar kartoshka, bug'doy va romashka kabi dorivor xushbo'y o'simliklardir, shuningdek, ba'zi shisha issiqxonalar ham mavjud.

Sahroi Kabir cho'lida joylashgan ushbu loyiha eng yaqin shahardan taxminan 290 kilometr va Toshka ko'lidan 210 kilometr uzoqlikda joylashgan. U Toshkaning g'arbidagi Sharqiy Oveynatda joylashgan. Loyihaning sug'orish suvi butunlay Nubiya qumtosh suv qatlami tizimidagi chuqur yer osti suvlaridan olinadi. Bu mintaqa, shuningdek, dunyodagi eng tekis hududlardan biri hisoblanadi, deyarli balandlik o'zgarishi yo'q va diametri taxminan 350 kilometrni tashkil qiladi. Cho'lning chuqur qismida joylashganligi sababli, qishloq xo'jaligi mahsulotlari va materiallarini tashish loyiha maydonchasining sharqida joylashgan aeroportga bog'liq.

Nubiya qumtosh suv qatlami tizimi (NSAS) dunyodagi eng yirik qazilma yer osti suv resurslaridan biridir. Shimoliy Chadda, ayniqsa Tibesti va Ennedi tog'li hududlarida mavsumiy yog'ingarchilik yiliga 150 mm gacha yetadi. Bu yog'ingarchilik vaqti-vaqti bilan toshqin vodiylari bo'ylab tarqoq va konsentratsiyalangan qayta tiklanishga olib kelishi mumkin. So'nggi tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, zamonaviy qayta tiklanish Shimoliy Chadda sodir bo'ladi, ammo fazoviy va vaqt jihatidan juda cheklangan darajada. Bu shuni anglatadiki, ushbu qayta tiklanadigan resursni faqat qat'iy miqdoriy baholash orqali barqaror boshqarish mumkin.

△ 1-rasm. 2018-yilda Xalqaro kosmik stansiya tomonidan olingan Sharqiy Oweinat mintaqasining panoramali ko'rinishi.

△ 2-rasm. BAAdagi EastOweinat Farm loyihasining Landsat sun'iy yo'ldosh tasviri (2017)

3-rasm. BAAdagi EastOweinat fermasi loyihasining tafsilotlari, Landsat sun'iy yo'ldoshi tomonidan olingan (2017).

1 va 2-rasmlarda EastOweinat fermasining joylashuvi va ko'lami ko'rsatilgan. Markaziy sug'orish maydonchalari cho'lning chuqur qismida tarqalgan va sun'iy yo'ldosh tasvirlarida juda aniq ko'rinadi.

3-rasmda har bir sug'orish birligining diametri taxminan 850 metr va maydoni taxminan 850 mu (taxminan 50 gektar) ekanligi ko'rsatilgan. 3-rasmda shuningdek, markaziy sug'orish fermasining tafsilotlari ko'rsatilgan, ba'zi uchastkalar kartoshka va bug'doy (yoki boshqa ekinlar) bilan aralash ekilgan. Ba'zi och jigarrang uchastkalar keyingi ekish mavsumiga tayyorgarlik ko'rish uchun somonni tozalash uchun nazorat ostida kuydirilgan bo'lishi mumkin, bu esa keyingi yer qoplami tasnifi va ekinlar salomatligi taqsimoti xaritalarida ham aks etgan.

△ 4-rasm. WSCM texnologiyasidan foydalangan holda tuzilgan tuproq/yer osti suvlarining ko'tarish qobiliyati xaritasi

Yer osti suvlari resurslarini baholash

2007–2008 yillarda to'plangan gidrogeologik va tuproqning ko'tarish qobiliyati ma'lumotlari, jumladan, yer osti suvlari chuqurligi, erigan qattiq moddalarning umumiy miqdori, quduq xavfsizligi ishlab chiqarishi, natriy adsorbsiya koeffitsienti, tuproq sho'rlanishi, tuproq chuqurligi, tuproqdagi almashinadigan natriyning foizi va kation almashinuv qobiliyati ko'rsatkichlari ko'p qatlamli geografik axborot tizimiga (GIS) integratsiya qilindi. Keyin tuproq/yer osti suvlari sig'im zonalarini aniqlash uchun ushbu qatlamlardan foydalangan holda og'irlikdagi fazoviy sig'im modellashtirish (WSCM) usullari qo'llanildi.

Rasmda ko'rsatilganidek, loyiha hududida yuqori va o'rtacha tuproq/yer osti suvlari sig'imli zonalar umumiy maydonning 89,18% ni, past sig'imli zonalar esa atigi 10,81% ni tashkil qiladi. Markazlashtirilgan sug'oriladigan qishloq xo'jaligi yerlari asosan ushbu tadqiqot hududining yuqori va o'rta sig'imli zonalarida joylashgan bo'lib, bu sug'oriladigan dehqonchilik ushbu muhim rivojlanish hududida yanada kengaytirish uchun mos ekanligini ko'rsatadi. Biroq, qayta tiklanmaydigan resurs deb hisoblanishi kerak bo'lgan Nubiya qumtosh suv qatlami tizimining (NSAS) suv ta'minoti juda cheklanganligi sababli, Sharqiy Oweinat mintaqasi kengroq miqyosli markaziy sug'oriladigan qishloq xo'jaligi tizimini qo'llab-quvvatlay oladimi yoki yo'qmi, noma'lumligicha qolmoqda. Ushbu qishloq xo'jaligi tizimining suvga bo'lgan talabi va barqarorligini keyingi baholash biomassani invert qilish uchun bug'lanish kabi meteorologik parametrlarni LAI va NDVI kabi o'simlik indekslari bilan birlashtirish orqali amalga oshirilishi mumkin.

△ 5-rasm. EastOweinat fermasining giperspektral masofaviy zondlash asosidagi yer uchastkasi turini taqsimlash xaritasi (2024)

△ 6-rasm. Giperspektral masofaviy zondlash asosida EastOweinat fermasi uchastkasida ekinlar salomatligining tarqalish xaritasi (2024)

Zhongke Xiguang Aerokosmik - Yer uchastkasi turi va sog'lig'ini monitoring qilish

Biz Sharqiy Oweinat fermasining bir qismida yer qoplamini tasniflash va ekinlarning sog'lig'ini baholash uchun 2024-yil 24-martda XIGUANG-002 sun'iy yo'ldoshi tomonidan olingan giperspektral tasvirlardan foydalandik.

5-rasmda ko'rsatilganidek, suratga olish jarayonida uchta asosiy turdagi uchastkalar aniqlandi: hozirda ishlov berilayotgan yuqori o'simlik qoplamiga ega uchastkalar, quyuq tuproq qoplamiga ega uchastkalar va yengil tuproq/qum qoplamiga ega uchastkalar. Ushbu tarqalish xaritasi asosan mintaqada yetishtiriladigan asosiy ekinlar turlarini va turli hududlardagi almashlab ekish holatini ko'rsatadi. Shuningdek, biz markaziy va shimoliy hududlardagi ba'zi uchastkalar qum bilan qoplangan ko'rinishini, cho'llarga o'xshash spektral xususiyatlarga ega ekanligini ta'kidladik; hozirda bu vaqtinchalik shudgormi yoki doimiy tashlab ketilganmi, noma'lum.

6-rasmda ushbu hududdagi o'simliklar salomatligi taqsimoti ko'rsatilgan. Bir nechta o'simliklar indekslaridan tashkil topgan ushbu indeks xlorofill, soyabon tuzilishi va namlik holatiga asoslangan ekinlar salomatligini har tomonlama aks ettiradi. E'tibor bering, ba'zi to'q rangli uchastkalarda tegishli salomatlik indekslari yo'q, bu uchastkalar to'liq yoki qisman to'q tuproq bilan qoplanganligini ko'rsatadi. Shu bilan birga, normal ishlab chiqarishdagi ko'pgina uchastkalarning salomatligi yuqori, bu markaziy sug'orish loyihasi hozirda yaxshi ishlayotganini va yaxshi hosildorlik kutilayotganini ko'rsatadi.

△ 7-rasm. EastOweinat fermasidagi giperspektral masofaviy zondlash asosida tipik grafik turlarining spektral egri chiziqlarini taqqoslash (2024)

Yuqoridagi rasmdagi spektral egri chiziqlar asosan qora tuproqli va o'simlik qoplamiga ega hududlarni farqlash uchun ishlatiladigan turli xil yer qoplami turlari o'rtasidagi spektral farqlarni ko'rsatadi. O'simliklarga ega hududlar 700-760 nm diapazonida sezilarli qizil qirra effektini namoyon etishini ko'rish mumkin. Qizil qirraning joylashuvi va qiyalik burchagiga asoslanib, ekinlar qoplami va sog'lig'ini aniqlash uchun qizil qirrali o'simlik indeksini hisoblash mumkin, bu esa batafsilroq tasniflash imkonini beradi.