Бұл мақалада техногендік және табиғи процестер және олардың қоршаған ортаға әсері туралы ақпарат берілген, сонымен қатар ЖҚЗ зондтау арқылы қоршаған ортаға әсерін зерттеу қарастырылады.
Кілтті сөздер : қоршаған орта, техногендік процесстер, табиғи процесстер, ЖҚЗ, зерттеу әдістері.
В статье представлена информация о техногенных и природных процессах и их воздействии на окружающую среду, а также рассматриваются исследования воздействия на окружающую среду посредством ДЗЗ.
Ключевые слова: окружающая среда, техногенные процессы, природные процессы, ДЗЗ, методы исследования.
This article provides information about man-made and natural processes and their impact on the environment. The study of the impact on the environment through remote sensing of the Earth is also considered.
Keywords: environment, technogenic processes, natural processes, remote sensing of the Earth, research methods.
Кіріспе. Қоршаған ортадағы техногендік және табиғи өзгерістердің болуы қазіргі таңда бүкіл әлем бойынша бақыланып отырғаны анық. Дүние жүзі бойынша демографияның дамуы және адамдардың әртүрлі көлемде шоғырлануы бүгінгі күнгі экологиялық, экономикалық және әлеуметтік өзгерістердің орын алуына әкеліп отыр. Сәйкесінше қандай да бір өзгерістерді бақылау және олардың алдын алу үшін деректерді жинау және зерттеу маңыздылығы артуда. Қоршаған ортаға қатысты зерттеу жұмыстарын жасаудағы ең ауқымды технология ЖҚЗ болып табылады [1].
Негізгі мазмұны. Қоршаған ортадағы өзгерістер және төтенше жағдайларды тудыратын әртүрлі табиғи құбылыстар мен техногендік әсерлер бізді қоршаған ортаның жай-күйін бақылау, бағалау және болжау маңыздылығы туралы тағы да ойлануға мәжбүр етеді [2]. Бүгінгі таңда қоршаған ортада үлкен өзгерістер тұрақты түрде орын алуда. Болып жатқан өзгерістердің едәуі бөлігі жер беті халқының қарқынды әрекетімен сипатталады. Нәтижесінде табиғи ортаға тән емес әртүрлі заттар, техникалық құрылғылар және қалдықтар негізінде әртүрлі мәселелер туындайды [3].
Қазіргі таңда табиғи ресурстарды тұрақты түрде пайдалану, сондай-ақ өндірістің қарқынды дамуы нәтижесінде қоршаған ортаның өзгеруі мен ластануы байқалуда. Сондықтан антропогендік және табиғи әсер ету факторларын анықтау мақсатында жүргізілетін қоршаған ортаның ағымдағы жай-күйін бақылау, болжау және бағалау жөніндегі іс-шаралар өте маңызды болып табылады.
Қоршаған ортаны бақылау жүйесі келесідей бақылауларды қамтиды: жалпы қоршаған ортаның жағдайы; қоршаған ортаға техногендік әсер ету; қоршаған ортаның жекелеген компоненттерінің ластануы; қоршаған орта жағдайының бақыланатын және ықтимал өзгерістердің себептері.
Жалпы айтқанда, қоршаған ортаны бақылау оның жағдайын және антропогендік, табиғи әсер ету көздері мен факторларын зерттеу жұмыстарын қамтиды.
Қоршаған ортаның жағдайын бақылаудың негізгі міндеттері:
— антропогендік әсер ету көздері мен факторларының мониторингі;
— қоршаған ортаның жағдайын және антропогендік әсердің негізінде оларда болып жатқан процестерді бақылау;
— табиғи ортаның нақты жағдайын бағалау;
— табиғи орта жағдайының өзгеруін болжау және табиғи ортаның болжамды жағдайын бағалау [4].
Жоғары аталған мәселерді шешуде, сондай-ақ уақытылы және тиімді деректерді алуда ЖҚЗ зерттеу мәліметтері таптырмас құрал болып табылады. Қашықтықтан зондтау әдістері кең тараған бағыттардың бірі болып табылады, өйткені қашықтықтан зондтау деректері белгілі бір оқиғалардың болуын, олардың одан әрі дамуын болжауға және оқиғалар мен олардың салдарын жою бойынша шешімдерді тезірек қабылдауға мүмкіндік береді.
ЖҚЗ–нысанды (территория немесе құбылыс) туралы ақпаратты объектімен тікелей байланыссыз қашықтықтан алынған өлшемдер нәтижесінде алуға болатын процесс. Оның көмегімен қоршаған ортаның жағдайын бақылау және бағалау жүзеге асырылады, жаһандық өзгерістер, жаңартылатын табиғи ресурстар, ауыл шаруашылығы және т. б. салалар бойынша мәліметтер жинақталады. ЖҚЗ мәліметтерін жаһандық мәселелер бойынша ғана емес, мемлекеттік немесе жергілікті қамту деңгейінде қолдануға болады [5].
Сондай-ақ, ЖҚЗ деректерін пайдалану дәстүрлі зерттеу әдістерінің мынадай елеулі кемшіліктерін жоюға мүмкіндік береді: аумақты шектеу және қолжетімділік, өйткені уақыттың бір «сәтінде» ондаған және жүздеген шаршы километрге қатысты ақпарат жазылады; нәтижелердің қайталануы — аумақты түсіру спутниктің траекторияларымен сәйкес келеді; ауа райы жағдайларына байланысты зерттеулерді шектеу — белсенді түсіру режимі бар ғарыш аппараттары үшін атмосфера мен ауа райы жағдайларының әсері іс жүзінде барынша азайтылады; деректердің біркелкі еместігі — бір түсіріс негізінде табиғаты бойынша ерекшеленетін объектілерді (су бассейндері, өсімдіктер, топырақтар) бағалау және кейбіреулердің басқаларға әсер етуі арасындағы ықтимал байланыстарды орнату үшін пайдалануға болады.
ЖҚЗ әдісін қолдана отырып, атмосфералық ауаны, жер үсті және жер асты суларды, жерді (топырақты), төтенше жағдайларды және т. б. процессетрді бақылауға мүмкіндік туады [6].
Қоршаған ортадағы болып жатқан өзгерістерді бақылап қана қоймай, оны бағалай білу де жұмыстың маңызды бөлігі болып табылады. Келесі суретте экологиялық жағдайды кешенді бағалау әдістемесін келтірілген.
Сурет 1. Қоршаған ортаның жағдайын кешенді бағалау
Қоршаған орта уақыт ағымына байланысты әрдайым өзгеріс үстінде болады. Оған табиғи жағдайлармен қатар техногендік процесстер де әсер етеді. Бұл жағдай тек белгілі аумақпен ғана қамтылатын мәселе емес. Керісінше бүкіл әлем бойынша қоршаған ортаны бақылау және зерттеу жұмыстары алдыңғы қатардағы мәселелер болып табылады.
Осындай зерттеулердің бірі Қазақстанда 1997 жылдан берi ауыл шаруашылығы алқаптарының ғарыштық мониторингi жүйесi дамуда, олардың көмегiмен жыл сайын егiс көлемi мен дәндi дақылдардың жай-күйі, астық келешегі анықталуда.
2001 жылдан берi Батыс Қазақстан облысының (Ақ Жайық) ғарыштық мониторингi жүйесi жұмыс істеуде, олардың шеңберiнде ауыл шаруашылығы алқаптарының мониторингі, өрт ошақтары мен су басқан аймақтарды карталау, Қарашығанақ мұнайгазконденсатты кен орындарының және бұрынғы Азғыр сынақ полигоны аудандарындағы экологиялық жағдайды бақылау мiндеттерi шешiлуде.
Атап айтқанда, жер телімдерін ғарыштағы спутниктер арқылы межелеу, спутниктерден жердің сапасы туралы алынатын мәлімет-ақпараттарды пайдалану, географиялық ақпарат жүйесінің (ГАЖ) технологиясын пайдалануды кеңейту, интернеттік сызу технологиясын пайдалану секілді көптеген технологиялық іс-шаралар орындалуда.
Ғарыштық мониторинг жүйесі:
— Қазақстан территориясын әр түрлі биіктіктен (5 метрден 1000 м) түсірген суреттерін алуға;
— әртүрлі спектрдегі толқындардың (көрініп тұрған, инфрақызыл және сантиметрлік) диапазонында және кез-келген уақыт тәулігінде түсіруге;
— кез-келген аудандарды, оның ішінде қол жетпейтін қиын учаскелерді бірнеше рет қайталап түсіруге мүмкіндік береді.
Бүгінде ғарыштық түсірімдерден алынған мәліметтер ауыл шаруашылғында, яғни жердің құнарлылығын арттыру, жерді суландыру, агротехникалық т.б. шараларды жүзеге асыруда кеңінен колданылуда. Мәселен, жердің өнімділігін бағалау және мониторинг жүргізу үшін, өсімдіктердің мезгілдік динамикасын көрсететін карталардың екі түрлі ең үлкен қызықтылық тудырады.
Біріншісі, ауыл шаруашылық өсімдіктерінің шығымы мен жасыл биомассаның өнімділігін апта сайын бақылап отыратын, NDVI индекстік картасы (2-сурет).
Сурет 2. Қазақстан территориясындағы өсімдіктер жағдайының мезгілдік динамикасы
Бұл карталар егіс алқаптарының аудандарын анықтау, астық өнімділігін алдын-ала болжау, агратехникалық шараларды жүргізудің мерзімі мен сапасын бақылау және басқа да мәселелерді шешуге пайдаланылады.
Екіншісі, өсімдік жамылғыларына ауа райының әсерін апта сайын бақылап отыратын, VCI индекстік карта (3- сурет)
Сурет 3. Қазақстан территориясындағы биомассаның мезгілдік өсіп-өну динамикасы
Бұл суреттерден елімізде 2000 ж құрғақшылық және 2020 жылғы өнімділіктің карталарын салыстыруға болады. Мұндай карталарды жасау технологиясы бірнеше өңдеу сатыларынан тұрады. Жерді қашық-тан зондтау (ЖҚЗ) мәліметтері қабылданып алынғаннан кейін, ҒС-ге геометриялық, радиометриялық түзетулер және географиялық байланыстырулар жасалынады.
Карталаудың келесі сатысында, бейнелерге атмосфералық түзетулер енгізіліп, стандартты жағдайға келтіріледі. Әрі қарай суреттер дешифрленіп, тақырыптық өңдеуге жіберіледі. Бүгінде Ғарыштық ғылыми- зерттеу институты Қазақстан территориясының мерзімдік NDVI және VCI карталарының 1985 жылдан бастаптқы архиві жасалынған. Осы көпжылғы архив деректерінің негізінде Қазақстан жері құнарлылығының картасы да жасалынған (4-сурет).
Сурет 4. Қазақстан жерінің құнарлылық картасы
Осы жұмысты әрі карай дамытудың кезекті үш сатысы бар.
Бірінші сатысында ғарыштық мониторинг блогі жүзеге асырылады да, жердің құарлылығы алдын-ала бағаланады. Ауыл шаруашылығының өнімділігі табғи факторлармен қатар, әлеуметтік-экономикалық факторларға да байланысты. Табиғи факторларға (климат, жер бедері, судың жеткіліктігі, топырақтың сапасы және т. с.с.) бір қалыпты болып келсе, әлеуметтік-экономикалық факторлар (жерді өңдеу технологиялары, коммуналдық желілер, суды тарату каналдары, ауыл шаруашылық өнімдерін сақтау, сату бағалары, несие алу жолдары т. б.) негізінде динамикалық болады.
Сондықтан да екінші сатыда, ғарыштық мониторинг нәтижесінде айқындалған аудандарды бағалаудың табиғи және әлеуметтік-экономикалық факторлары ескерілген ғылыми-әдістемелік базасы жасалады. Мұндай бірсыпыра деректерді талдау және бағалау тек ГАЖ арқылы жүзеге асырылады.
Жүйенің соңғы қортынды сатысында егістік жерлердің өнімдерін жоғарылату, ауыл шаруашылығы тауарларының сапасын арттыру, жаңа құрал-жабдықтар мен жаңа технологияларды енгізу, әлемдік тәжірибені пайдалану мәселелеріне баса көңіл аударылады.Сөйтіп, бүгінгі таңда егістік жердің өнімділігін көтеру үшін топырақтың құнарлылығын арттыру, экологиялық жағдайды жақсарту өте маңызды. Ол жер ресурстарын, оның ішінде ауылшаруашылық мақсатындағы жерлерді ұтымды әрі нысаналы пайдалану, оны бақылау және қорғау, азық-түлік қауіпсіздігін қамтамасыз етудің кепілі.
Қорытынды. Қ оршаған ортаның өзгерістерін зерттеу — әлемдік деңгейдегі мәселе. Бастысы зерттеу жұмыстарын орындаудағы ең үлкен тәжірибе — ол ЖҚЗ әдісі болып табылады. Уақыт және мезгіл тәуелдігіне қарамастан ЖҚЗ әдісі кез-келген уақытта, кез-келген аумақты қамти отырып жасалады. Ол жан-жақы зерттеу және бақылау жұмыстарын қамти отырып, алдағы уақытта қоршаған ортаға қатысты шешімдерді қабылдауға мүмкіндік береді.
Әдебиет:
- Novellino A. et al. Remote sensing for natural or man-made disasters and environmental changes //Geological Disaster Monitoring Based on Sensor Networks. — Springer, Singapore, 2019. — С. 23–31.
- Рымашевская М. В. Использование материалов дистанционного зондирования для целей мониторинга окружающей среды //Вестник Полоцкого государственного университета. Серия B, Промышленность. Прикладные науки. — 2005
- Красноперова С. А. М Киселевская К. Е. Применения метода дистанционного зондирования Земли для экологического мониторинга //Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2009. — № 1. — С. 188–190.асштабные техногенные воздействия на окружающую природную среду и их последствия //Управление техносферой,2019. — №. 2. — С. 188–199.
- Киселевская К. Е. Применения метода дистанционного зондирования Земли для экологического мониторинга //Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2009. — № 1. — С. 188–190
- Володина Д. А. Изучение техногенных катастроф методами дистанционного зондирования //Творчество юных-шаг в успешное будущее: материалы VIII Всероссийской научной студенческой конференции с элементами научной школы имени профессора МК Коровина, г. Томск, 23–27 ноября 2015 г.—Томск, 2015. — 2015. — С. 517–519.
- Опарин В. Н., Потапов В. П., Гиниятуллина О. Л. О комплексной оценке состояния окружающей среды по данным дистанционного зондирования Земли в регионах с высокой техногенной нагрузкой //Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2014. — №. 6. — С. 199–209.
- Нурпеисова М. Б. Космическая геодезия (учебное пособие)// Алматы: КазНИТУ имени К. И. Сатпаева, 2018.-302 с.
