Қазақстанда ғарыштық технологиялар мен жерді қашықтан зондтау саласы соңғы жылдары қарқынды дамып келеді. Бұл бағыттағы ғылыми зерттеулер экологиялық мониторингтен бастап, ауыл шаруашылығы, төтенше жағдайлардың алдын алу және табиғи ресурстарды басқаруға дейінгі маңызды мәселелерді шешуге мүмкіндік беріп отыр.
Осы тақырып аясында «AI Ғылым» бағдарламасына Ғарыштық технологиялар мен жерді қашықтан зондтау орталығының директоры, жерге орналастыру мамандығы бойынша философия докторы Зұлпыхаров Қанат пен орталықтың жетекші ғылыми қызметкері, биология ғылымдарының философия докторы Салмұрзаұлы Руслан қонақ болды. Олар саланың қазіргі жағдайы, негізгі жобалары және болашағы туралы жан-жақты пікір білдірді.
Орталықтың негізгі миссиясы қандай?
Зұлпыхаров Қанаттың айтуынша, әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті жанындағы Жерді қашықтан зондтау орталығы 2017 жылы ректордың арнайы бұйрығымен құрылған. Қазіргі таңда орталық инжиниринг және жаңа технологиялар кластерінің құрамында жұмыс істейді.
«Біздің негізгі миссиямыз – жерді қашықтан зондтау деректері бойынша факультетіміздегі оқытушылармен бірлесіп ғылыми жобаларды жүзеге асыру және осы бағыттағы ғылымды дамыту», – дейді ол.
Оның сөзінше, орталық тек теориялық зерттеумен ғана шектелмей, еліміздегі бірқатар ұйымдармен бірлесіп, экология, ауыл шаруашылығы, туризм және төтенше жағдайлар саласында тұрақты мониторинг жүргізеді. Сонымен қатар алынған ғылыми нәтижелер құзырлы мемлекеттік органдарға ұсынылып, практикалық шешімдер қабылдауға негіз болады.
Жерді қашықтан зондтау деген не?
Орталық директорының түсіндіруінше, жерді қашықтан зондтау – жер бетінде болып жатқан құбылыстар мен өзгерістерді физикалық түрде бармай-ақ, арнайы ғарыштық аппараттардың көмегімен бақылау әдісі.
«Бұл жерде ешқандай адам барып тікелей жұмыс істемейді. Барлық дерек арнайы аппараттар арқылы қашықтан алынады», – дейді Қанат Зұлпыхаров.
Ал Руслан Салмұрзаұлы бұл ұғымды қарапайым тілмен былай түсіндірді:
«Жалпы айтқанда, жерді қашықтан зондтау – ғарыштан суретке түсіру дегенді білдіреді. Біз күнделікті камерамен суретке түсірсек, мұнда сол принцип, бірақ аппараттар әлдеқайда күрделі. Сол аппараттардың көмегімен өсімдіктің жағдайын, судың құрамын, өрт ошақтарын, ауыл шаруашылығы алқаптарының өнімділігін анықтауға болады».
Орталықтың соңғы жылдары жеткен жетістіктері мен нәтижелері
Зұлпхаров Қанаттың айтуынша, Қазақстанда жерді қашықтан зондтау деректерімен айналысатын ұлттық компаниялардың бірі – «Қазақстан Ғарыш Сапары». Бұл ұйым өрттің көпжылдық динамикасын жасап қойған.
«Біз де өз тарапымыздан осы бағытта ғылыми жобалар жүргізіп жатырмыз», – дейді ол.
Оның сөзінше, Ғылым және жоғары білім министрлігі қаржыландырған 2023–2025 жылдарға арналған гранттық жоба аясында Оңтүстік Қазақстан аймағындағы Жамбыл және Түркістан облыстары аумағында орналасқан Мойынқұм шөлді аймағы зерттелген. Жоба барысында 2002 жылдан бастап 2022 жылға дейінгі өртенген аумақтар анықталып, олардың көлемі мен нақты орналасқан жерлері картаға түсірілген.
«Бұл жобадағы негізгі міндеттердің бірі құмды массивтегі жайылым аумақтарында өрт ошақтарын анықтау болды. Біз жиырма жылдық деректерді салыстырып, өрт жиілігі мен таралу аймақтарын нақты көрсеттік», – деп түсіндірді ғалым.
Қанат мырзаның айтуынша, орталық география факультетімен бірлесіп, тоқсаныншы жылдарға дейін жүргізіліп, кейін тоқтап қалған далалық зерттеулерді қайта жандандырған.
«2021 жылдан бері Қазақстан аумағындағы Жетісу, Алматы, Жамбыл, Түркістан, Қызылорда облыстары, сондай-ақ Батыс Қазақстанның төрт облысы мен Орталық Қазақстанның екі облысы бойынша ауқымды деректер жинадық. Мұны орталығымыздың маңызды жетістіктерінің бірі деп айтуға болады», – дейді ол.
Ғалымның сөзінше, осы жобалар аясында Оңтүстік және Орталық Қазақстандағы жер ресурстарының соңғы 20–25 жыл ішіндегі өзгеру динамикасын көрсететін арнайы геопортал да әзірленген.
Ғарыштық технологиялар саласында қандай өзгерістер бар?
Руслан Салмұрзаұлының айтуынша, Қазақстан ғарыштық технологиялар саласында нақты қадамдар жасап келеді.
«Қазақстан екі спутник ұшырды. Ал біздің университет – ҚазҰУ өзінің “Әл-Фараби” атты нано-спутнигін ғарышқа жіберді. Ол бастапқыда тек сынақ ретінде жіберілген еді, бірақ нәтижесі өте жақсы болды. Қазіргі күнге дейін ол жұмыс істеп тұр», – деді ол.
Ғалымның сөзінше, студенттер мен докторанттар осы спутниктен алынған мәліметтер негізінде ғылыми жұмыстар жүргізіп жатыр. Алдағы бір-екі жылда камерасы бар жаңа спутник ұшырылады.
Ал Қанаттың айтуынша, ҚазҰУ – Қазақстан мен ТМД елдерінің ішінде өз спутниктерін ұшырған бірегей университеттердің бірі.
«Қазір біз екі спутникті ұшырдық. Үшінші спутникті 2026 жылдың соңына қарай ұшыру жоспарланып отыр», – деді ол.
Спутниктердің түрлері мен ерекшелігі
Қанат Зұлпыхаровтың түсіндіруінше, жерді қашықтан зондтау аппараттары биіктігіне қарай үшке бөлінеді. Біріншісі – ғарыштық аппараттар, олар шамамен 400 шақырым биіктікте ұшады. Екіншісі – әуе-ғарыштық аппараттар, үшіншісі – төмен биіктікте ұшатын құрылғылар.
Ал, түсіру әдісіне қарай спутниктер оптикалық және радиолокациялық (радарлық) болып екіге бөлінеді.
«Оптикалық спутниктер күн сәулесіне тәуелді. Егер аспан бұлтты болса немесе түн болса, олар дұрыс дерек бере алмайды. Ал радарлық спутниктер күн сәулесіне тәуелсіз, түнде де түсіре алады», – дейді Қанат.
Руслан Салмұрзаұлы радарлық спутниктерді әсіресе минералдық шикізатты зерттеу, адам аяғы жете бермейтін таулы аймақтардағы көлдердің тереңдігін анықтау кезінде қолдануға болатынын айтты.
«Ал оптикалық спутниктердің артықшылығы – олармен жұмыс істеу жеңілірек. Көптеген геоақпараттық бағдарламалар оптикалық суреттерді жақсы өңдей алады», – деп толықтырды ол.
Руслан Салмұрзаұлының мәліметінше, әлемде шамамен 500-ге жуық спутник бар. Оның 90 пайызы ақылы түрде, ал 10 пайызы тегін дерек береді.
«Қазір елуге жуық тегін спутниктік дереккөз бар. Ғалымдар көбіне соларды пайдаланады. Өйткені Қазақстан аумағы өте үлкен, ал барлық аумақты ақылы спутниктермен зерттеу өте қымбатқа түседі», – деді орталық басшысы.
Қазір орталық қандай жобамен айналысып жатыр?
Қанат мырзаның айтуынша, орталық 2021 жылдан бері мемлекеттік гранттар мен мақсатты қаржыландыру бағдарламалары бойынша тұрақты жұмыс істеп келеді.
«2021–2025 жылдар аралығында біз география және табиғатты пайдалану факультетімен бірге екі ірі мақсатты бағдарлама, екі жас ғалымдарға арналған және екі гранттық жобаны аяқтадық», – деді ғалым.
Қазіргі таңда орталық бір ірі мақсатты қаржыландыру бағдарламасы және бір гранттық жобамен жұмыс істеп жатыр. Сол жобалардың бірі – Алматы, Талғар және Есік қалаларына қауіп төндіруі мүмкін Іле және Күнгей Алатауындағы мореналық көлдерді зерттеу. Екінші жоба – Талас өзені бассейніндегі егістік алқаптарының қазіргі жағдайы, су ресурстары және болашақтағы болжамы бойынша жұмс істеп жатыр.
Жасанды интеллект және суперкомпьютер
Руслан Салмұрзаұлы, ҚазҰУ-да суперкомпьютер іске қосылып жатқанын айтты. Алғашқы модельдер сынақтан өткен.
«Толық іске қосылған кезде біз жасанды интеллектті кеңінен қолдануға көшеміз. Жасанды интеллектті ғылымға енгізу ең басты міндеттердің бірі. Бірақ ғылымда ең алдымен дәлдік керек. Сондықтан ЖИ үнемі бақылауда болуы тиіс», – деді ол.
Ал Қанат Зұлыпхаровтың сөзінше, бұған дейін ғарыштық суреттерді өңдеу көбіне қолмен немесе жартылай автоматтандырылған әдістер арқылы жасалатын. 2024 жылы орталықтың бес маманы Google Earth Engine платформасы бойынша арнайы курстан өткен.
«Қазір бірнеше жобаға деректерді автоматты түрде өңдеу үшін жасанды интеллект элементтерін енгізіп жатырмыз. Бұл жұмысымызды айтарлықтай жеңілдетеді әрі жылдамдатады», – дейді ол.
Деректердің дәлдігі қалай тексеріледі?
Руслан мырзаның айтуынша, спутниктік деректер міндетті түрде далалық зерттеулер арқылы тексеріледі.
«Бізде кілттік учаскелер болады. Сол жерлерге барып, топырақтың, өсімдіктің жағдайын нақты тексереміз. Кейін оны лабораторияда спутниктік деректермен салыстырамыз», – деп түсіндірді ол.
Орталық директорының пікірінше, бұл әдіс верификацияның ең сенімді жолы. Егер далалық деректер қолжетімсіз болса, онда әртүрлі спутниктердің деректерін өзара салыстыру арқылы тексеруге болады.
Орталық жетекшісі кейбір аумақтарды зерттеуге шектеу бар екенін атап өтті. Байқоңыр маңы, ракета ұшатын жерлер, ірі зауыттар мен кен орындарын түсіруге болмайтынын айтты.
Қашықтан зондтаудың басты артықшылығы
Бағдарлама барысында Қанат Зұлпыхаров жерді қашықтан зондтаудың басты артықшылығы туралы айта кетті. Оның пікірінше, спутниктер уақытты үнемдеуге және үлкен аумақты бір мезетте бақылауға мүмкіндік береді.
«Біз бір уақытта өте үлкен территорияны көре аламыз. Мұрағаттық деректер арқылы бұрын қалай болды, қазір қалай өзгергенін, динамикасын анықтаймыз», – дейді ол.
Шетелдік тәжірибе
Руслан Салмұрзаұлы шетелдік тәжірибе біздің тәжірибеге қарағанда өте жоғары деп баға берді.
«Шетелдік ғалымдардан, шетелдік тәжірибеден үйренеріміз өте көп. Сондықтан шетелдік ғалымдармен өте тығыз қармым-қатынаста жұмыс жасап жатырмыз. Бір жағынан өзімізде шетелге барып, тәжірибе алмасып, дамып жатырмыз», – деді ғалым.
Мысалы, 2020 жылы Өзбекстандағы Сардоба су қоймасы жарылған кезде Қытай мамандары Қазақстанға кең ауқымды спутниктік суреттер берген. Сонымен қатар жерді қашықтан зондтау орталығы Еуропа және АҚШ ғалымдарымен де тұрақты байланыс орнатып, дерек алмасып отыр.
Студенттерге мүмкіндік
Орталықта «СуперМап» атты ГИС өнімі қолданылады. Бұл бағдарлама география және табиғатты пайдалану факультетінің бес кафедрасына берілген.
Сонымен қатар орталық жыл сайын 10–20 студентті жерге орналастыру, кадастр, география, картография және геоинформатика мамандықтары бойынша практикадан өткізеді. Студенттер арнайы бағдарламалармен жұмыс істеп, ғылыми жобаларға қатыса алады.