CC BY
0
ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ АНАЛИЗ ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ
ЗЕРЕНДИНСКОГО РАЙОНА Алипбеки О.А.1, Ленжан А.2
1Алипбеки Онгарбек Алипбекулы - доктор биологических наук, профессор;
2Ленжан Аяулым - магистрант, кафедра картографии и геоинформатики, Казахский национальный университет им. Ал-Фараби, г. Алматы, Республика Казахстан
Аннотация: выполнена классификация землепользования и последующее тематическое картографирование пяти категорий земель (пашня, пастбища, водные объекты, лес и застроенные территории) Зерендинского района Акмолинской области на основе мультивременных изображений Landsat. Выявлено, что основными тенденциями структуры землепользования района является увеличение площади пахотных земель за счет сокращения пастбищ, а также увеличения территории лесов и повышение интенсивности застроенных территорий. Результаты исследований могут быть использованы для наблюдения за изменениями в землепользовании в полуавтоматическом режиме, а также служат основой для разработки инфраструктуры пространственно-временных данных. Ключевые слова: землепользование, классификация, мультивременные изменения, Landsat, Зерендинский район.
SPATIOTEMPORAL ANALYSIS OF LAND-USE CHANGE IN ZERENDY
DISTRICT Alipbeki O.A.1, Lenzhan A.2
1Alipbeki Onggarbek Alipbekuly - Doctor of Biological Sciences, Professor;
2Lenzhan Aiaulym - master's student, DEPARTMENT OF CARTOGRAPHY AND GEOINFORMATICS, AL-FARABIKAZAKH NATIONAL UNIVERSITY, ALMATY, REPUBLIC OF KAZAKHSTAN
Abstract: a classification of land use and subsequent thematic mapping of five categories of land (arable land, pastures, water bodies, forest and built-up areas) of the Zerendy district of the Ak-Mola region based on multitemporal Landsat images was carried out. It was revealed that the main trends in the land use structure of the region are an increase in the area of arable land due to a reduction in pastures, as well as an increase in the area of forests and an increase in the intensity of built-up areas. The research results can be used to monitor land use changes in a semi-automated manner and serve as a basis for developing spatiotemporal data infrastructure.
Keywords: land use, classification, spatiotemporal changes, Landsat, Zerendy district.
УДК 528.94; 528.852; 528.004.8
Введение. Всестороннее обоснование необходимости формирования системы пространственно-временных данных [1] привело, к разработке Национальной инфраструктуры пространственных данных Республики Казахстан 1.0 (НИПД РК 1.0). Однако, развитие технологии показывают, что уже наступила эра пространственно-временных данных, которые формируются на основе Web 2.0 в виде НИПД 2.0 [2]. Например, оценка землепользования любого административно-территориального района (АТР) находятся в состоянии непрерывного изменения во времени и пространстве. Следовательно, разработка ИПД АТР, должна происходить на основе создания, формирования и развития пространственно-временных данных (ПВД). Т. е. проведение исследований, направленных на создание пространственно-временных подсистем НИПД РК в каждом конкретном АТР является актуальной проблемой для Казахстана [3]. Исходя из вышеизложенного, целью наших исследований являлось изучение пространственно-временной динамики землепользования Зерендинского района Акмолинской области. Задачи исследований — это сбор мультивременных данных дистанционного зондирования Земли, их обработка и классификация на виды землепользования на полуавтоматическом режиме, а также выявление изменений в структуре землепользования в течение последних четырнадцати лет.
Материалы и методы. Для достижения поставленной цели мы воспользовались условно бесплатными данными Landsat на территорию Зерендинского района за 2010, 2016 и 2023 годы, а для обработки изображений и их классификации - Google Earth Engine. Методология проведения классификации землепользования описаны в следующих работах [4,5].
Результаты исследований. Итоги классификации изменении землепользования в Зерендинском районе приведены в таблице 1.
Таблица 1. Изменение классов землепользования Зерендинского района, км2.
Годы Классы землепользования
Пашня Пастбища Лес Водные объекты Застроенные территории
2010 1732,36 4840,89 799,45 122,03 71,28
2016 2555,61 3746,23 999,88 190,86 73,42
2023 3829,57 2388,37 1073,41 161,06 113,59
Визуальное представление этих сведений представлены на рисунках 1-3. Полученные результаты показали, что площади всех классов были подвергнуты изменениям. При этом наиболее существенные изменениям произошли в землях сельскохозяйственного назначения (пашня, пастбища). В частности, доля пашни с 2010 по 2023 годы выросли в 2,2 раза, а доля пастбищ сократились в 2,03 раза. Земли, занимаемые лесом увеличились в 1,34 раза, а площадь водных объектов - в 1,32 раза. Застроенные территории с 2010 по 2016 годы находились почти на одном уровне, но к 2023 году по сравнению с 2010 годом выросли до 1,59 раза.
Рис. 1. Карта классов землепользования Зерендинского района за 2010 год.
Рис. 2. Карта классов землепользования Зерендинского района за 2016 год.
Рис. 3. Карта классов землепользования Зерендинского района за 2023 год.
Из рисунков 1 -3 видно, что территория Зерендинского района в основном занято сельскохозяйственными землями, которые в разные годы исследований составляли 86,88% (2010 год), 83,29% (2016 год) и 82,19% (2023 год). После пашни и пастбищ по процентной доле идут лесные угодья, доля которых изменялись от до 10,57% (2010 год) до 14,19% (2023 год). Площадь водных объектов района были относительно небольшими и колебались от 1,61 % (2010 год) до 2,62% (2016 год), а застроенные территории занимали минимальные площади - от 0,94% (2010 год) до 1,50% (2023 год).
Обсуждение. Таким образом, нами проведена классификация землепользования и последующее тематическое картографирование пяти категорий земель (пашня, пастбища, водные объекты, лес и застроенные территории) Зерендинского района на основе мультивременных изображений Landsat за 2016, 2016 и 2023 годы. Выявлены основные тенденции в изменении структуры землепользования в районе, что соответствует общей тенденции землепользования и земного покрова в Акмолинской области Казахстана [4,5].
Заключение. Результаты исследований могут быть использованы для наблюдения за изменениями в землепользовании в полуавтоматическом режиме, а также быть основой для разработки инфраструктуры пространственно-временных данных 2.0.
Финансирование. Работа выполнена в рамках программного-целевого финансирования Мининстертсвом сельского хозяйства Республики Казахстан по научно-технической программе BR 10764919, согласно договору №17 от 01 сентября 2021 года.
Список литературы/Reference
1. Мурзакулов Г.Т., Алипбеки О.А., Нургужин М.Р., Дюсенев С.Т., Дюсенбеков З.Д. «Концепция создания и развития национальной инфраструктуры пространственных данных Республики Казахстан до 2020 года». Астана, 2013. - «ТОО Дэме». - 39с.
2. Pinde Fu, Jiulin Sun. WebGIS: Principles and Applications. - Redlands, CA. - ESRI Press, 2011.- 312p. -ISBN 9781589482456.
3. Алипбеки О.А., Алипбекова Ч.А. Разработка пространственных данных: создание и формирование. Нур-Султан, 2020, Издательство: КазАТУ им. С.Сейфуллина. - 340 с. ISBN 978-601-257-284-1.
4. Alipbeki O., Mussaif G., Alipbekova C., Kapassova A., Grossul P., Aliyev M., Mineyev N. Untangling the Integral Impact of Land Use Change, Economic, Ecological and Social Factors on the Development of Burabay District (Kazakhstan) during the Period 1999-2021. Sustainability 2023, 15, 7548. https://doi.org/10.3390/su15097548
5. Alipbeki O., Alipbekova C., Mussaif G., Grossul P., Zhenshan D., Muzyka O., Turekeldiyeva R., Yelubayev D., Rakhimov D., Kupidura P. and Eerassyl Aliken. Analysis and Prediction of Land Use/Land Cover Changes in Korgalzhyn District, Kazakhstan. Agronomy 2024, 14, 268. https://doi.org/10.3390/agronomy14020268
