CC BY
13UDK 631.84
PEYK §9KlLL9RiND9N iSTiFADÖ ETM9KL9 TORPAQ §ORLA§MASININ
QiYM9TLaNDiRiLMaSi
§ÜKÜROV SAHiB XUDAVERDi oglu
Aqrar elmlar üzra falsafa doktoru, Baki, Azarbaycan
Xülas3. Mdqalddd elektron sistemlarla idardetmd ügün torpaqlarin vaziyyatinin öyrdnilmdsindd Sental -2 peyk §dkilldrinddn istifada etmakla torpaqlarda §orla§manin öyrdnilmdsinddn bahs edilir. Bu informasiya cdmiyydtindd tahsil va istehsalat sahalarinin mütaxassislarinin pe§a hazirliginin va informasiya madaniyyatinin formala§dirilmasini aktualla§ir. Hazirda bu maqsadlarla pilotsuz ugu§ aparatlarindan istifada perspektivlarida mövcuddur. Pilotsuz ugu§ aparatlari ila gakilan hava foto§akillari peykdan gakilan görüntüdan daha atraflidir. Yerdan 100 metrdan 600 metra qadar olan ugu§ hündürlüyünda santimetrla daqiqlikla alinmi§ tasvir asasinda mümkün olur. Pilotsuz ugu§ aparatlari ila buludlu §araitda da gakili§ aparmaq imkaninin olmasi onu peyk va tayyara gakili§larindan farqlandirir. Har iki texnologiyalarin tatbiqi tarlalarin daqiq elektron xaritalarini yaratmaqla akinlarin vaziyyatinin operativ va dinamik izlamaya imkan verir.Kand tasarrüfati istehsalinin samarali olmasi ügün torpaq münbitliyi ila alaqadar bütün amaliyyatlarin, planla§dirma va monitorinq malumatlarinin elektron ugotunu aparmaq lazimdir. Torpaq §orla§masi,eroziya, hamginin mahsulunun ugotu akinlariyüksakdaqiqlikla mühafiza etmaya va i§larin planla§dirilmasina vaxtinda düzali§lar etmaya imkan veracak.
Agar sözlw. pilotsuz ugu§ aparatlari, §orla§ma, SAVI indeksi, peyk §akili.
Giri§
Dünya ahalisinin süratli artimi va ticarat alaqalarinin inki§afi ila alaqadar olaraq kand tasarrüfati sektorunun inki§afinda informasiya kommunukasiya texnologiyalarinin tatbiqi süratla geni§lanir Bu, müvafiq mahsul istehsalinda raqabatin artmasina sabab olur. Bela bir vaziyyatda istehsal olunan mahsullarin mahsuldarliginin artirilmasi, onlarin keyfiyyati, qiymati, mahsulun hava §araitina uygunlugu va zararverici va xastaliklardan mühafizasii, avadanliq,i§9i xarclarinin azaldilmasini talab edir.
Texnoloji taraqqi kand tasarrüfati istehsalinin mahsuldarligini dafalarla artirdi va kand tasarrüfatinda 9ali§an insanlarin ki9ik bir hissasi planetin bütün ahalisini qidalandirmaq iqtidarindadir. Bununla bela, taraqqi hala da dayanmir va kand tasarrüfati istehsalinin samaraliliyini artirmaq ü9ün yeni üsullar yaranir.Hazirda kand tasarrüfatinda an aktual texnologiyalarindan biri masafadan zondlama texnologiyasidir [1].
Müasir kand tasarrüfatinin inki§afi prinsipi mahsul vahidinin maya dayarini azaltmaq va mahsuldarligi artirmaga asaslanir.Bünün ü9ün torpaqlarin deqradasiyasinin operativ tadqiqi, mahsuldar bitki sortlarinin becarilmasi,effektiv gübralama sisteminin tatbiqi,rasional aqrotexniki qulluq i§larinin tatbiqi va kand tasarrüfati ma§inlarindan qanaatli istifada vacibdir.
Müasir kand tasarrüfatinda tatbiq olunan texniki va texnoloji inki§af saviyyasinin maksimum inki§afi ila yana§i avvallar mövcud olmayan yeni alatlar va texnologiyalarda meydana 9ixmi§dirdi.Xüsusila, ictimaiyyata a9iq olan peyk va kompüter texnologiyalarini göstarmak olar. Onlarin inki§afi va kand tasarrüfatinda tatbiqi bir 9ox elementlari özünda birla§diran samarali tasarrüfat9iligin yaranmasina sabab olmu§dur.[2].
Müasir kand tasarrüfatinin inki§afi Cografi informasiya sistemlari asasinda sahavi, istehsal madaniyyati, bölga haqqinda malumatlarin toplanmasi, malumatlarin tahlili, alinmi§ düzgün qararlarin qabuluna asaslanan müvafiq aqrotexnoloji amaliyyatlarin aparilmasi ila müasir akin9ilik texnologiyasinin tatbiqindan 9ox asilidir.
Müasir akin9ilikda aqrotexniki amaliyyatlari differensial §akilda yerina yetirmaya qadir olan bort kompüteri ila idara olunan müasir kand tasarrüfati texnikasinin va daqiq yerla§dirma cihazlarinin
olmasi daqiq akinçilik texnologiyasinin yaranmasina sabab olmuçdur. Bura QLONASS sistemi, GPS qabuledicilarinin tatbiqi ila sahanin heterogenliyini müayyan etmaya imkan veran texniki sistemlardaxildir.Bu sistemlar avtomatik nümuna götüranlar, müxtalif tayinatli sensorlu ôlçû sistemlari, mahsulun avtomatik uçotu sistemi olan kombaynlar, kand tasarrüfati bitkilarinin masafadan zondlama cihazlari kimi geni§ çe§idlari ahata edir.
Artiq bu prosseslar proqram taminati baximindan kifayat qadar i§lanib hazirlanmi§dir. Onun hayata keçirilmasi ûçûn GPS qabuledicilari va bort kompüterlari ila tachiz olunmuç avtomatik torpaq nümunalari götürülür; aerofotoqrafiya va peyk tasvirlari kimi uzaqdan zondlama üsullari (RSM); peyk §akillarinin vektorla§dirilmasi va sahalarin makan yönümlü elektron xaritalarinin tartib edilmasi ûçûn geoinformasiya sistemlari (GIS); mahsul yigildiqdan darhal sonra alda edilan xirman mahsullarinin mahsul xaritalari kand tasarrüfatinin istehsalinda va tadqiqat prosseslarinda tatbiq olunur.[3].
Kand tasarrüfati istehsalinda va çoxyônlû tadqiqat içlarinda GÍS texnologiyasinin asasinin tatbiqi ilaakin sahasi daxilinda tarlalarin fayl kartinin makan-atributiv malumatlarinin avtomatla§dirilmi§ §akilda idara edilmasini, malumatlarin saxlanmasini, habela torpaq xüsusiyyatlarin dayiçkanliyi nazara alinmaqla aqrotexniki hallarin yaradilmasini, optimallaçdirilmasini va hayata keçirilmasini tamin edan proqram tatbiq olunur. Artiq cografi informasiya sistemlarinin (GIS) elementlari ila torpaq tadqiqatinin aparilmasi va gübra dozalarinin hesablanmasi proqramlarinin tatbiqi müsbat naticalarini göstarmakdadir.[4].
GÍS texnologiyasina uygun olaraq gübralarin tatbiqi differensial §akilda hayata keçirilir, yani nisbi desak, har kvadratmetra xüsusi olaraq müayyan bir elementar saha ^ün lazim olan qadar gübra verilir ki, bu da mahsul istehsalinin rentabelliliyina bilavasita tasir göstarir.Bu amaliyyatlar stasionar kompüterda aqrokimyavi tadqiqatlarin naticalarina asasan sahanin har elementar sahasi ^ün hesablanmi§ gübra dozalarini özünda aks etdiran tapçiriq GPSxaritasinin ilkin hazirlanmasini nazarda tutulur.Bunun üçün gübralarin dozalarinin hesablanmasi ^ün zaruri olan faza istinadlisaha üzra kompleks malumatlar toplanir. Doza sahanin har bir kvadratmetr sahasi ^ün hesablanir va bununla da xüsusi proqramda GPS qabuledicisi ila tachiz edilmi§ kand tasarrüfati texnikasinin bort kompüterina çip kartla tapçiriq ötürülür.
Bort kompüteri ila tachiz edilmi§ traktor saha boyu harakat edarak GPS-dan istifada edarak yerini müayyanla§dirir va çip kartindan yera uygun gübranin dozasini oxuyur, sonra gübra sapan nazaratçiya müvafiq siqnal göndarir. Nazaratçi siqnal qabul edarak gübra paylayiciya lazimi dozani tayin edir [5].
Müasir kand tasarrüfatinda perspektivli inkiçafi bilavasita operativ va daqiq torpaq tadqiqatinin aparilmasindan çox asilildir. Xüsusila geni§ arazilarda zararli obyektlarin olmasi va ya torpaq §orla§masi kimi darin torpaq problemlarinin açkarlanmasiinsan gözü ila edila bilmaz.Multispektral kameralar sadaca bu malumati tez va böyük hacmda toplamaq ^ün nazarda tutulmuçdur. Daha sonrabitki va torpagin uddugu va aks etdirdiyi i§igin tarkibinaasasan naticalar xüsusi alqoritmlarin kömayi ila emal edilir. [6].
§irvan düzünda 2020-2022 ci illarda Sental-2 peykindan alinmi§ mövsümü peyk §akillarinin asasinda fotoqrammetrik proqram sistemlari ila torpaq §orla§masi tadqiq edilmiçdir.
örazinin peyk §akillarinin GÍS texnologiyasi asasinda spectral analiziaparilaraq Torpaq §oranligi indeksi (VSSI), Torpaga Düzali§ Edilmi§ Bitki örtüyü indeksi (SAVI), Normalla§dirilmi§ Bitki Örtüsü indeksi (NDVI) va Normalla§dirilmi§ Farq §oranligi indeksi (NDSI) hesablamaqla hayata keçirilmiçdir. Naticalar göstarir ki, §oranliq tadqiqati ^ün istifada olunan metod atraf mühit çaraitinin duzlulugundan va iqlim parametrlarindan asilidir. Torpagin §orla§ma xaritalarinin naticalarina asasan §oranla§ma prosesinin tasirlarini azaltmaq ^ün effektiv tadbirlar taklif edilir.
Tadqiqatin obyekti va metodlari Bu tadqiqat ^ün §irvan düzü seçilmiçdir (§akil 1). Onun cografi mövqeyiüzra 7526444474230 koordinatlarinda yerlaçir.Qeyd edak ki, §irvan düzü Ba§ Çirvan kanali va Ba§ Çirvan
kollektoru arasinda yerlaçan §oran arazilari ahata edir.Bu tadqiqatda istifada olunan materiallara açagidakilar daxildir:
Sental-2 peyk §akli fevral 2022-ci ilda 20 metr ayirdetma qabiliyyati ila alda edilmi§dir. §irvan düzünda torpaq nümunalari götürülarak sahanin duzlulugu tadqiqati aparilmi§dir. Cami 0 ila 40 sm darinlikda olan 44 torpaq nümunasi toplanilmi§dir. Nümunalarin yerlaçdiyi yerlar arazinin torpaq tasnifat xaritasi asasinda seçilmi§dir.44 nümuna arasindan ûç nümuna bulud örtüyüna göra çixarilib ki, 41 nümuna tadqiqata yararli halda olmuçdur.
Çakil -1. §irvan düzünün cografi yerlaçmasi üzra §orla§ma xaritasi. istinad malumatlari Azarbaycanin Torpaqdan istifada xaritasi: Koordinat sistemi WGS-84-dir.
Bu bölmada emal marhalalari va torpagin §oranliginin qiymatlandirilmasi metodu taqdim olunur (§akil -2). Torpagin §oranligi tadqiqat sahalarinda ôlçûlmûç torpagin EC ila qiymatlandirilir. Naticaya asasan, Sental-2 görüntüsündan torpaq çoranligini qiymatlandirmak ûçûn aksetma qiymatlari va torpaq §oranligi indekslari arasindaki alaqani müayyan etmak ûçûn tahlil aparilir. Tadqiqat makan analiznini müvafiq alatlari ilatamin olunmu§ ArcGIS 10.5 proqram taminatinin tatbiqina, raqamsal verilanlar toplusunun normallaçdirilmasi va inteqrasiyasi ûçûn Excel proqraminin, raqamsal xaritalarin verilanlar bazasindan va Sental-2 peyklarindan alinmiç tasvirin içlanmasina asaslamr.
i§in ardicilligi tasvir morfologiyasi, raqamsal raqamlardan aksetma dayarlarina 9evrilma, bulud filtri
va tasvirin takmilla§dirilmasi daxildir.(§akil-3)
§akil 3.Peyk tasvirindan istifada edarak §orla§manintadqiqatinin i§ prosesi
Tahlil уэ müzakira
1. duzluluq nümunasi - EC malumatlari (Cadval A1) Sental-2 peyk tasvirinin spektral aks etdirilmasi ila tahlil edilir. Müxtalif torpaq növlari güna§ §üalarini farqli §akilda aks etdirir. öksetma farqi sath qatinda torpagin növünü tayin etmaya imkan verir. Qiymatlandirma müxtalif torpaq istifadasi, torpaq örtüyü növlarindan, o cümladan akin tarlasindan, gölma9alardan, bitkisiz torpaq sahalarindanümuna yerlari müxtalif §orla§ma daracalarinin se9ilmasina ggra aparilmi§dir.
2. EC va spektral aks etdirma zolaqlari arasinda alaqa Duzluluq - EC va spektral aksetma arasindaki alaqa §akil 4-da göstarilmi§dir. Belalikla, duzluluq NIR kanalinin duzluluq ila yüksak korrelyasiyaya malik oldugu NIR va SWIR1 spektral kanallari ila alaqalandirilir. EC (ds/m) va NIR kanali arasinda korrelyasiya amsali 0,778-dir (§akil 5d).
Sental-2 peyk §aklinin digar kanallari torpagin §oranligi ila qeyri-müayyan alaqani göstarir.
10.00 Я 00 6.00 400 2.00 ООО
•
•
L_
• • -
007 0Д9
(а)
ОН 0.1)
Goy bant
10.00 »00 , 600 4 00 2.00 ООО
1 30 314*"»
« '-0.7779
v
О 0.1 (d)
0.2 OJ 04
NiR banti
10.00 s.oo Д б.оо
«л ■и
— 4.00
•
•
• ♦ - ♦- ♦
• « * «• / tf»» • *
10.00 8.00 6.00 ' 400 2.00 ООО
rZL
•
ivT
ф
0.14
<b> Yasil bant
ais
о oos o.i ois (c) Qirmizi bant
0.2
V = 0.0739»"" Я'- 02876
|( *
• I у • 0.176S«4"" ft3 - o.oesti
•
p
A
-ЯЯ .•« rV
SWIR 1 banti
0 006 (f)
0.1 0.15 0.2
SWIR2 banti
§akil 4. 01/02/2022 tarixinda alda edilmi§ Sental-2 tasvirinin muxtalif zolaqlarinda elektrik ke9iriciliyi (EC) va spektral aksetma arasinda korrelyasiya:
3.2 Sental-2 malumatlarindan alda edilan duzluluq va indekslar arasinda EC va (a) Mavi zolaq arasinda; (b) Ya§il zolaq; (c) Qirmizi zolaq; (d) NIR zolagi; (e) qisadalgali infraqirmizi 1 (SWIR1) diapazonu; va (f) qisadalgali infraqirmizi 2 (SWIR2) diapazonunda.alaqa indekslari Cadval 1-da tasvir edilmi§dir.
§akil 5-daki sapilma qrafiklarindan SI1, SI2, SI3 va SI5 indekslarinin duzluluq ila zaif korrelyasiya oldugunu gostarir. Bunun aksina olaraq, SI4, NDSI, NDVI, SAVI va VSSI 0,488-dan yuksak korrelyasiya ila duzluluq ila aydin alaqaya malikdir.
indekslari alda etmak u9un istifada olunan dusturlar.
Cadval 1.
sira indekslar Dustur
1 Duzluluq indeksi - SI1 SI1=sqrt(Ya§ilA2 +QirmiziA2)
2 Duzluluq indeksi - SI2 SI2 = sqrt(Ya§il*Qirmizi)
3 Duzluluq indeksi - SI3 SI3 = Mavi*Qirmizi
4 Duzluluq indeksi - SI4 SI4 = (Qirmizi*NIR)/Ya§il
5 Duzluluq indeksi - SI5 SI5 = Mavi/Qirmizi
6 Normalla§dinlmi§ Farq NDSI = (Qirmizi - NIR)/(Qirmizi + NIR) Duzluluq indeksi -NDSI
7 Normalla§dinlmi§ Farq NDVI = (NIR - Qirmizi)/(Qirmizi + NIR)Bitki ortuyu indeksi - NDVI
8 Torpaga uygunla§dinlmi§ bitki ortuyu SAVI = (1+L)*NIR - Qirmizi/L + NIR
9 indeks - SAVI (L = 0,5) + Qirmizi
10 Bitki ortuyu Torpagin §oranligi VSSI = 2x Ya§il - 5*(Qirmizi + NIR)indeks - VSSI
§akil 5-daki sapilma qrafiklarindan SI1, SI2, SI3 va SI5 indekslarinin duzluluq ila zaif korrelyasiya oldugunu gostarir. Bunun aksina olaraq, SI4, NDSI, NDVI, SAVI va VSSI 0,488-dan yuksak korrelyasiya ila duzluluq ila aydin alaqaya malikdir.
§akil 5. Sental-2 §akilinin muxtalif zolaqlarindan alda edilan elektrik kegiriciliyi va §oranliq indekslari va atraf muhit indekslari, o cumladan Normalla§dirilmi§ Bitki ortuyu indeksi (NDVI), Torpaga Duzali§ Edilmi§ Bitki Ortusu indeksi (SAVI) va Bitki ortuyu Torpaq §oranligi indeksi
(VSSI) arasinda korrelyativ alaqa.
3. Duzlulugun qiymatlandirilmasi va tasdiqi
Torpagin §oranligi ugun SI4, NDVI, NDSI, SAVI, VSSI va NIR daxil olmaqla Sental-2 malumatlarindan alda edilan be§ indeks ugun reqressiya metodundan istifada etdikdan sonra, reqressiya modellarinin duzluqqiymati arasinda alaqanin(R2) amsalina malik oldugu a§kar edilmi§dir. Sahanin olgulmasindan va uzaqdan zondlama malumatlarindan alinan duzluq qiymatlarindan alda edilir. 9n yuksak amsal Cadval 2-da gostarildiyi kimi duzluluq va NIR kanali arasinda alaqa uzra R- qiymati 0,778-dir.
Uzaqdan zondlama malumatlarindan AK-nin qiymatlandirilmasi ugun reqressiya modellari
Cadval
sira Reqressiya dusturu R2 P-dsysri standart EC xstasi (dS/m)
1 EC = 28.311*e-13.29* NIR 0.778 1.24 E-07 1.320
2 EC = 11.04*e-10.33*SI4 0.488 0.000411 1.522
3 EC= 4.5258*e4.0333*NDSI 0.5124 0.000263 1.512
4 EC = 4.5251*e-4.033*NDVI 0.5124 0.000263 1.512
5 EC = 4.9255*e-6.445*SAVI 0.6083 0.000030 1.449
6 EC = 30.59*e2.4683*VSSI 0.780 2.64 E-6 1.321
4.2 Taxmin edilan duzlulugun xaritala§dirilmasinin naticalarinindaqiqlik qiymatlandirilmasi gostarir ki, duzluluq (EC, dS/m) NIR va VSSI indekslari ila yuksak korrelyasiya gostaricisina malikdir.
Torpagin §oranliginin elektrik kegiricilik qiymatlari asasinda tasnifati
Cadval
EC (dS/m) Torpagin §oranliq siniflsri
< 02 §orla§mami§
02 - 04 Zsif §orla§mi§
04 - 08 Orta duzluluq
08 - 16 §iddatli §orla§mi§
> 16 £ox §idd8tli §orla§mi§
Natica
Uzaqdan zondlama texnologiyasi geni§ arazida torpagin §oranliginin tadqiqinda effektivliyini sübut etmi§dir. Naticalar göstarir ki, Sental-2 peyk tasvirlarindan istifada etmakla duzlu torpagin xüsusiyyatlarini izlamak imkani var. Burada torpagin §oranligi NIR kanalinda aks etma ila güclü alaqaya malikdir. Bununla bela, SWIR kanalinin duzlu olmayan satha yaxin görünan va infraqirmizi kanallarin daha yüksak dayarlarini aks etdiran EC ila yüksak korrelyasiyasi yoxdur. Yaxin infraqirmizi kanalda yüksak duzluluq dayari va a§agi aks etdirma qabiliyyati olan qum nümunalari ügün alaqa aydin deyil. EC ila yüksak korrelyasiyaya malik olan qirmizi kanalda SI ila duzluluq göstaricisi arasinda güclü alaqa var.
Yüksaklik va lil axini ila su basmi§ digar bölgalarla müqayisa NIR kanalinda daha a§agi aksetma qabiliyyatina malikdir.NIR kanalindan istifada etmakla torpagin §oranligini qiymatlandirmak ügün qiymatlandirma modelinin naticalari tadqiqat sahasinda duzluluq dinamikasinin izlarini göstarir. Onlar R2 = 0,8143 va RMSE = 0,98 dS/m olan saha malumatlari ila tasdiqlanir. Eyni §ey R2 = 0,6972 va RMSE = 1,24 dS/m olan VSSI indeksi ügün da tapildi. Bu onu göstarir ki, NIR kanali va VSSI indeksi torpagin §oranliginin qiymatlandirilmasi ügün uygundur.
NDSI indeksi Qar va düz örtüyü kimi ag örtüklü arazilarin tadqiqi zamani xüsusi düstur vasitasi ila hesablanir. Qar va duz örtüyünün mövcudlugunu müayyan edarkan, peyk alatlari 0,66 va 1,6 mm-da mü§ahidalari ahata edir. Dalga uzunluqlarinda atmosferda §affafliq var, qar isa 1,6 mm-da aks etdirmir va 0,66 mm-da gox aks etdirir.
Qeyd edak ki, bu tadqiqat Yer sathinin xüsusiyyatini müayyan etmakda uzaqdan masafadan zondlama tasvirinin yüksak keyfiyyati va malumatlarin avvalcadan i§lanmasi sayasinda kifayat qadar yax§i natica alda edilib.
Bu tadqiqatin naticalari göstarir ki, NIR kanali §irvan düzünda duzlulugun daha yüksak daracada toplanmasini a§kar etmak ügün daha yüksak potensiala malikdir.
Taklif olunan metodologiyanin hazirki versiyasi torpaqdan istifadanin planla§dirilmasi ügün a§agi qiymat va maqbul daqiqlikla regional miqyasda torpaqlari qiymatlandirmak ügün respublikanin digar arazilarinda da tatbiq oluna bilar.
9D9BIYYAT SIYAHISI
1. Mehdiyev A.§. özizov B.M., Badalova A.N. Masafadan zondlamanin fiziki asaslari Baki 2014 sah 300
2. Huadong Guo , Michael F. Goodchild ,Alessandro AnnoniManual of Digital EarthThe Editor(s) (if applicable) and The Author(s) and European Union 2020.sah.840
3. Ceballos-Silva, A., Lopez-Blanco, J., 2003. Delineation of suitable areas for crops using a multi-criteria evaluation approach and land user/cover mapping: a case study in central Mexico. Agricultural System, 77: 117-136.
4. Pakpour Rabati, A.P., Jafarzadeh, A.A., Shahbazi, F., Rezapour, S., Momtaz, H.R., 2012. Qualitative and quantitative land suitability evaluation for sunflower and maize in the northwest of Iran. Archives of Agronomy and Soil Science, 58: 1229-1242.
5. Navigation technologies in agriculture. Coordinate agriculture: a manual / V.I. Balabanov, S.V. Zhelezova, E.V. Berezovsky and others. - Moscow: Izd. RGAU - MAAA named after K.A. Timiryazev, 2013. - 148 p.
6. Precise farming: practical work / A.I. Zavrazhnov and others; Ed. M. M. Konstantinova. -Michurinsk: Publishing house MichAU, 2012. - 116 p
