Coğrafiya
və təbii resurslar, №1, 2017 (5)
118 AMEA akad. H.Ə.Əliyev adına Coğrafiya İnstitutu, Azərbaycan
Coğrafiya Cəmiyyəti
METODİKA
© A.İ.İsmayılov, X.R.İsmətova, X.İ.Abdullayev, Ərşad Yaşar
MULTİSPEKTRAL KOSMİK TƏSVİRLƏRİN EMALI ƏSASINDA ŞORLAŞMIŞ
TORPAQLARIN MÜƏYYƏN EDİLMƏSİ ÜÇÜN MÜXTƏLİF İNDEKSLƏRİN HESABLANMASI
A.İ.İsmayılov
1
, X.R.İsmətova
2
, X.İ.Abdullayev
2
, Ərşad Yaşar
2
1
AMEA Torpaqşünaslıq və Aqrokimya İnstitutu, 1073, Bakı, H.Cavid pr. 31,
2
Milli Aviasiya Akademiyası, 1045, Bakı, Mərdəkan pr.30,
spaseazer@rambler.ru, amin_ismayilov@mail.ru
Məqalədə Kür-Araz ovalığının şorlaşmaya məruz qalmış torpaqlarının Məsafədən Zondlama
(MZ) üsulu ilə öyrənilməsi, şorlaşma dərəcəsinin müəyyən edilməsi üçün müxtəlif vegetasiya in-
dekslərinin qurulması və tətbiq edilməsi məsələlərinə baxılmışdır. Şorlaşmış torpaqların öyrənilmə-
sində MZ üsulunun ənənəvi üsullardan bir çox üstünlüklərinin olduğu təsdiqlənmişdir. MZ verilən-
ləri vasitəsilə şorlaşmanın öyrənilməsi üçün göstərici kimi halofit bitkilərdən istifadə edilmişdir.
Göstəricilər Landsat-7 peykindən alınmış multispectral təsvirlərin oblastlarının riyazi metodlarla iş-
lənməsi yolu ilə əldə edilmişdir
.
Giriş. Dünyanın ekoloji problemlərindən biri
də torpaqların şorlaşmasıdır. Torpaqların şorlaş-
ması xüsusilə arid və semiarid ərazilərdə geniş ya-
yılmışdır. Azərbaycanda torpaqların şorlaşması
xüsusilə Kür-Araz ovalığında daha çox müşahidə
olunur.
Son onilliklər ərzində müxtəlif beynəlxalq elmi
mərkəzlər tərəfindən torpaqların şorlaşmasının öy-
rənilməsi istiqamətində tədqiqatlar və proqramlar
yerinə yetirilmişdir ki, bunlardan biri də “Global
Assessment of Soil Degradation” (Torpaq Deqra-
dasiyasının Qlobal Qiymətləndirilməsi) proqramı-
dır [1]. Bu proqramın məlumatlarına görə, dünyada
torpaqların 15%-i (2008-ci ilin məlumatı) deqrada-
siya prosesinə məruz qalmışdır. Beynəlxalq Tor-
paq Sorğu və İnformasiya Mərkəzi - ISRIC
(International Soil Reference and Information Cen-
tre) tərəfindən hazırlanmış hesabatlar isə deqrada-
siya prosesinin torpaqların 24%-ni əhatə etdiyini
göstərdi. Torpaqların vəziyyətinin qiymətləndiril-
məsi isə peyk şəkillərinin təhlilinə əsaslanırdı.
Yeri gəlmişkən, qeyd etmək lazımdır ki, Bey-
nəlxalq Torpaqşünaslar Cəmiyyəti və UNESCO-
nun tövsiyələrinə uyğun olaraq 1966-cı ildə yara-
dılmış bu təşkilata beynəlxalq ictimaiyyəti dünya
torpaq ehtiyatları haqqında məlumatlarla təmin et-
mək mandatı verilmişdir.
Elmi ədəbiyyatdan məlum olduğu kimi, suvarı-
lan və suvarılmayan torpaqların şorlaşmaya məruz
qalması prosesini MZ üsulu ilə öyrənmək ideyası
keçən əsrin 60-cı illərində meydana gəlmişdir.
Sonrakı dövrlərdə arid, o cümlədən pambıqçılıq
zonalarının tədqiqi əsasında əldə olunmuş ətraflı
məlumatlar göstərdi ki, kosmik şəkillərdən istifadə
etməklə torpaqların şorlaşma vəziyyəti haqqında
hansı informasiyanı əldə etmək mümkündür və
müxtəlif şorlaşma tipinə malik torpaqların deşifrə
olunması üçün hansı əlamətlər mövcuddur. Analoji
tədqiqatların aparılmasında əsas etibarilə Landsat-
7 peykinin orta ayırdetmə qabiliyyətli kosmik təs-
virlərindən istifadə olunurdu. Belə mütərəqqi üsul-
ların tətbiqi tədqiqatların daha operativ və dəqiq
aparılmasına təkan vermiş oldu. Lakin bu sahədə
aparılan tədqiqatlara və mübarizə tədbirlərinə bax-
mayaraq, şorlaşmış torpaqların sahəsi artmaqda da-
vam edır [2].
Tədqiqat metodu. Şorlaşma dinamiki proses
olduğundan şorlaşmış torpaqların aşkar edilməsi,
monitorinqi və xəritələşdirilməsi olduqca çətin mə-
sələdir. Ənənəvi üsullarla bu işlərin yerinə yetiril-
məsi böyük vaxt və maliyyə itkisi ilə şərtlənir. MZ
verilənləri və Coğrafi İnformasiya Sistemlərindən
(CİS) istifadə etməklə şoran torpaqların konturları-
nın müəyyənləşdirilməsinin isə daha effektiv tədqi-
qat olduğu şübhə doğurmur. Belə tədqiqat əsasən
müxtəlif rəqəmsal təsvirlərin emalı və riyazi me-
todlardan istifadə etməklə şorlaşmamış sahələri
şorlaşmış sahələrdən ayırmaq istiqamətində daha
səmərəlidir. Məlum olduğu kimi, bitki örtüyünün
xarakterik xüsusiyyətlərini spektrin görünən və ya-
xın infraqırmızı (YİQ) spektrində onun spektral
əksetmə xüsusiyyətləri müəyyənləşdirir. Bitki ör-
tüyü strukturunun və durumunun onun spektral
əksetmə xüsusiyyətlərindən asılılığını bilməklə,
müxtəlif bitkilərin kosmik informasiyalar əsasında
bir-birindən seçilməsi və digər mühüm göstəricilə-
rinin təyin edilməsi imkanı əldə edilir.
Spektral əksetmə xüsusiyyətləri əsasında bitki
örtüyünün parametrlərinin qiymətləndirilməsində
vegetasiya indeksləri mühüm rol oynayır. Vegeta-
siya indeksi dedikdə, bitkinin vegetasiya dövrün-
dən və digər amillərdən (torpaq örtüyündən, mete-
oroloji şəraitdən) asılı olaraq müxtəlif dalğa uzun-
luqlarında spektral əksetmə əmsalları arasındakı
Coğrafiya və təbii resurslar, №1, 2017 (5)
AMEA akad. H.Ə.Əliyev adına Coğrafiya İnstitutu, Azərbaycan Coğrafiya Cəmiyyəti
119
əlaqə başa düşülür. Hal-hazırda 160-a yaxın vege-
tasiya indeksi mövcuddur. Onlar təcrübi olaraq
(empirik) müəyyənləşdirilir. Burada əsas amil kimi
bitki örtüyü və torpağın spektral xarakteristikala-
rının məlum xüsusiyyətlərindən istifadə olunur. Bu
indekslərin xarakteristikaları spektrin müxtəlif dia-
pazonlarını əhatə etməklə yanaşı, torpağın və at-
mosferin təsir xüsusiyyətlərini də nəzərə alır [3].
Ümumiyyətlə, şorlaşma dərəcəsinin öyrənilməsi
üçün NDVI (
Normalized Differential Vegetation
Index - Normal Diferensial Vegetasiya İndeksi),
SAVI (
Soil Adjusted Vegetation Index - Torpağın
Verilmiş Vegetasiya İndeksi) və SI (
Salinity Index
– Şorluq İndeksi), NDSI (
Normalized Differential
Salinity Index - Normal Diferensial Şorluq İndek-
si), BI (
Brightness Index - Parlaqlıq İndeksi) kimi
müxtəlif indekslərdən MZ və CİS-də geniş istifadə
edilir [4].
Şorlaşmaya məruz qalmış torpaqların monito-
rinqi və xəritələşdirilməsi üçün peyk təsvirlərindən
istifadə olunması, xüsusilə də multispektral sensor-
larla geniş tədqiqatlar son onilliklərdə geniş həyata
keçirilir. Bu tədqiqatlar əsasən Landsat Thematic
Mapper (TM), Landsat Multispectral Scanner Sys-
tem (MSS), Landsat Enhanced Thematic Mapper
Plus (ETM+), SPOT, Advanced Spaceborne Ther-
mal Emission and Reflection Radiometer (Terra-
ASTER), Linear Imaging Self Scanning Sensor
(LISS-III) və IKONOS vasitəsilə aparılır [5]. İlk
dəfə bu tədqiqat ABŞ-da DTA (Decision-Tree
Analysis) adı altında aparıldı və bu tədqiqatla
Landsat TM təsvirlərinin inteqrasiyası əsasında şo-
ranlaşmış torpaqların xəritəsi hazırlandı [6].
Şorlaşmaya məruz qalmış torpaqların peyk təs-
virləri əsasında xəritələşdirilməsi və proqnozlaşdı-
rılmasında göstərici kimi vegetasiya indekslərin-
dən istifadə edilməsi halofit bitkilərə əsaslanır. Ha-
lofit bitkilər şoran torpaqlarda təbii olaraq bitir və
yüksək şorlaşma dərəcəsinə malik torpaqlara adap-
tasiya oluna bilir. Buna görə də bir çox tədqiqat-
çılar şorlaşmış torpaqların xəritələşdirilməsi və
planlaşdırılması üçün müxtəlif spektral vegetasiya
indekslərindən istifadə edirlər [7].
Məsələnin həlli üsulları. Tədqiqat ərazisi Kür-
Araz ovalığının (47
11
28
ş.u.; 40
39
38
şm.en),
(47
11
28
ş.u.; 39
59
50
şm.en), (48
07
38
ş.u.;
40
39
38
şm.en)
və
(48
07
38
ş.u.;
39
59
50
şm.en) coğrafi koordinatları arasındakı
ərazisini əhatə edir. Ərazi Ucar və Zərdab rayon-
larını, Ağdaş, Bərdə, Ağcabədi, İmişli və Kürdəmir
rayonlarının bir hissəsini əhatə edir. Ərazinin
Landsat-7 tərəfindən çəkilmiş multispektral təsviri
açıq
internet
resurslarından
(
http://earthexplorer.usgs.gov) əldə edilmişdir. Əl-
də edilmiş kosmik şəkil emal edilməzdən əvvəl
georeferensiya edilmişdir. Tədqiqat ərazisi UTM
koordinat sistemində UTM 38N zonasına geore-
ferensiya edilmişdir (ərazinin 90%-i UTM 38N,
10%-i isə UTM 39N zonasında yerləşir).
Landsat-7 ETM+ təsvirləri 7 spektrdən ibarətdir
(cədvəl 1). Şorlaşmış torpaqların
öyrənilməsi üçün
3-cü (qırmızı) və 4-cü (yaxın infraqırmızı) oblast-
lardan istifadə edilmişdir.
Bu oblastlardan istifadə edərək tədqiqat ərazisi-
nin NDVI, SAVI, EVI, NDSI, RVI və BI vegetasi-
ya indeksləri qurulmuşdur. Bu indekslər arasında
NDVI ən çox istifadə olunmalıdır.
NDVI (Normalized Differential Vegetation In-
dex). Canlı yaşıl bitkilər fotosintez prosesində
enerji mənbəyi kimi istifadə etdikləri fotosintetik
aktiv radiasiya (FAR) spektral diapazonda Günəş
şüalarını udur. Yarpaq hüceyrələrində infraqırmızı
(İQ) spektral oblastda Günəş radiasiyasını səpələ-
yir, Günəş radiasiyasının 700 nm-dən böyük dalğa-
sında fotonda bu enerji səviyyəsində üzvi molekul
sintez edə bilmir. Çünki bu dalğa uzunluğunda
güclü udulma bitki toxumalarının zədələnməsinə
gətirib çıxara bilər. Beləliklə, canlı yaşıl kütlə
FAR-da qara, YİQ oblastda da parlaq görünür. Ək-
sinə olaraq, bulud və qar qırmızı oblastda olduqca
parlaq, YİQ oblastda isə tamamilə qara görünür.
Bitki yarpaqlarının yaşıl piqmenti (xlorofil) uzun-
luğu 400-700 nm olan (görünən diapazon) dalğala-
rı fotosintez üçün udur. Digər tərəfdən, yarpaqların
hüceyrə strukturu uzunluğu 700-1100 nm olan
(YİQ diapazon) dalğaları əks etdirir.
Cədvəl 1
Landsat-7 ETM+ təsvirlərinin parametrləri
Oblastlar
Dalğa uzunluğu (mkm)
Ayırdetmə qabiliyyəti (m)
Band 1
0.45-0.52
30
Band 2
0.52-0.60
30
Band 3
0.63-0.69
30
Band 4
0.77-0.90
30
Band 5
1.55-1.75
30
Band 6
10.40-12.50
60 * (30)
Band 7
2.09-2.35
30