Ұшқышсыз авиациялық жүйелер бойынша ғылыми-білім беру орталығы

Мақсаты:
Ұшқышсыз авиациялық жүйелер бойынша ғылыми-білім беру орталығының мақсаты – әртүрлі салаларда ұшқышсыз авиациялық жүйелерді тиімді қолдануға арналған білім беру және зерттеу базасын қалыптастыру.

Орталықтың негізгі міндеттері:

• ҰҰА мен түрлі пайдалы жүктемелерді пайдалана отырып ғылыми және қолданбалы зерттеулер жүргізу;

• Өнеркәсіпте, ауыл шаруашылығында, экологияда және геологиялық барлауда мониторинг жүргізу үшін ұшқышсыз жүйелерді қолдану;

• Қолданбалы міндеттерді шешу үшін мамандандырылған сенсорлық жүктемелерді (гиперспектрлік және жылу камералары, лидарлар, георадарлар, спектрорадиометрлер, аэромагнитометрлер және т.б.) пайдалану;

• Ғылыми, білім беру және өндірістік ұйымдармен ынтымақтастық орнату;

• Пилоттық жобаларға, далалық жұмыстарға және ұшқышсыз технологиялардың мүмкіндіктерін көрсетуге қатысу;

• ҰҰА қолдануды танымал ету және білім беру-ағартушылық бастамаларға қатысу.

Ұшқышсыз авиациялық жүйелер бойынша ғылыми-білім беру орталығы жоғары технологиялық сенсорлар мен құрылғылармен жабдықталған ұшқышсыз ұшу аппараттарын пайдалана отырып, әуеден мониторинг жүргізу және деректерді өңдеу бойынша кең ауқымды қызметтерді ұсынады.

Көрсетілетін қызметтер тізімі:

• Гиперспектрлік түсірілім
  — Өсімдіктер жағдайын бағалау, топырақ пен судың ластануын анықтау, беткі қабаттардың минералогиялық талдауы, өнімділікті болжау және жерді картаға түсіру.

• Жылу түсірілім (тепловизиялық)
  — Өнеркәсіп және энергетика объектілерінің жылулық мониторингі, жылу шығындары мен оқшаулау ақауларын анықтау, ғимараттар мен құрылыстарды тексеру, электр желілерінің жай-күйін бақылау.

• Лидарлық түсірілім (LiDAR)
  — Жер бедерінің жоғары дәлдіктегі 3D-картасын жасау, рельефті модельдеу, жер беті деформацияларын бақылау, инженерлік-геодезиялық зерттеулер.

• Аэромагниттік түсірілім
  — Пайдалы қазбаларды іздеуге арналған геофизикалық зерттеулер, магнит өрісіндегі аномалияларды анықтау, минералдық барлауға көмек.

• Георадарлық зерттеу
  — Жерасты коммуникацияларын зерттеу, инженерлік құрылымдар мен қуыстарды анықтау, әртүрлі қабаттардың тереңдігін анықтау.

• Спектрорадиометриялық өлшеулер
  — Беткі шағылу қасиеттерінің дәл талдауы, биосфера мониторингі және экожүйелердің жағдайын бағалау.

• Фотограмметрия және 3D-модельдеу
  — Жер бедері, сәулет нысандары мен өндірістік алаңдардың сандық модельдерін жасау және талдау мен жоспарлау үшін пайдалану.

• Экологиялық және өндірістік мониторинг
  — Аумақтарды тұрақты тексеру, зиянды шығарындыларды бақылау, қоршаған орта мен өндірістік объектілердің жай-күйін бағалау.

Барлық қызметтер кәсіби деректерді өңдеумен, аналитикалық есептер мен визуализациялармен бірге ұсынылады.

1. Kazakhstan: Joint Government of Kazakhstan and the Asian Development Bank Knowledge and Experience Exchange Program, Michigan State University, USDA, ADB, 2017-2021

Мақсаты 

Мал шаруашылығы саласының ресурстық әлеуетін бағалау 

Міндеттері  

• Жайылымдық жерлерді басқару принциптерін түсіну және жайылымдық денсаулық көрсеткіштерін бағалау кезінде бұл білімнің қалай қолданылатынын түсіну;  
• Бекiтiлген жердiң өнiмдiлiгiн бағалаудың негiзгi дағдыларын алу;  
• жыл сайынғы жайылымдар өнімін бағалау үшін географиялық ақпараттық жүйелерді және қашықтықтан зондтауды қолданудың негізгі принциптерін түсіну;  
• Жайылымға арналған мал басының бастапқы көрсеткіштерін бағалау және жылдық және өндірістік немесе аймақтық ауқымдағы жемшөп бюджетін бағалау дағдыларын меңгеру;  
• Жайылым гидрологиясы мен эрозия моделінің кірістері мен нәтижелері туралы түсінік алу және жайылым тұрақтылығы мен сақталуын бағалау үшін осы құралды қалай пайдалану керетігін зерттеу. 

2. Digital Agriculture and Flood Mapping for Kazakhstan's Changing Climate, Michigan State University, АDB, 2019

Мақсаты  

 Ажыратымдылығы жоғары қашықтықтан зондтау кескіндері мен сандық биіктік үлгілеріне (DEMs) негізделген тарихи су тасқыны аймақтарының нақты кеңістіктік карталарын пайдалана отырып, сумен жабдықтау жүктемесінің эмпирикалық индексін (WaSSI) әзірлеу. Алматы қаласының мысалында әртүрлі климаттық және жер пайдалану сценарийлері бойынша су тасқыны аймақтары мен зардап шеккен аймақтардағы кеңістіктік және уақыттық өзгерістерді болжау үшін зерттеу алаңының гидрологиялық моделін, топырақ пен суды бағалау құралын (SWAT) құру. 

 Міндеттер 

• GAR үшін жоғары ажыратымдылықтағы толық геокеңістіктік деректер базасын жасаңыз әзірлеу (1980 - қазіргі уақытқа дейін).  
• Үлкен Алматы Көліндегінегізгі өзендер/көлдер бойындағы тарихи су тасқыны аймақтарының картасын жасау және үлгілердің негізгі параметрлерін бағалау.  
• Жоба тақырыбы бойынша Қазақстанда жерге орналастырушылар, саясаткерлер, оқытушылар мен студенттер үшін семинарлар мен тренингтер өткізу. 
•  Осалдықты талдау арқылы су тасқынын кешенді бағалауды жүргізу және белсенді жоспарлауды қажет ететін ыстық нүктелерді анықтау. 

3. Interdependent Dynamics of food, energy and water in Kazakhstan and Mongolia. Michigan State University, National University Mongolia, University of South Dakota, NASA, 2020 – 2023

 Мақсаты 

• 1981-2020 жылдардағы Қазақстан мен Моңғолиядағы азық-түлік өндірісінің, булану мен радиациялық баланстың өзара тәуелді өзгеруін сандық түрде анықтау, эмпирикалық және механикалық зерттеулер мен оларды модельдеу арқылы өзгерістерге жауапты әлеуметтік-экономикалық және физиологиялық факторларды анықтау;  
• жерді пайдаланудың өзгеруінің, буланудың және альбедоның 30 м ажыратымдылықтағы қашықтықтан зондтаудан тікелей әсерлерін бағалау және әр елде таңдалған үш аймақта инфрақұрылымның (мысалы, жол желілері, көлік, технология), мал шаруашылығы/фермерлердің демографиясы, саясат пен климаттың жанама әсерлерін анықтау  
• Басқару тәжірибесінің жерді пайдалануға тікелей әсерін, сондай-ақ ауыл шаруашылығы дақылдары мен шабындықтар басым ландшафттарға манипуляциялық далалық тәжірибелер арқылы FEW нәтижелерін зерттеу.

4. Key Curriculums of Ecology and Environmental Sciences for Regional Universities in Kazakhstan & Beyond, Michigan State University, UniCEN, 2020-2022

Мақсаты 

Қазақстанның бірнеше жоғары оқу орындары үшін экология және экология ғылымдарына қажетті негізгі пәндердің оқу бағдарламаларын алмасу және қайта қарау. 

Міндеттері

• АҚШ пен Қазақстанның әртүрлі жоғары оқу орындарының оқытушылары үшін қарқынды оқу жоспары бойынша семинар ұйымдастыру. Қазақстандық қатысушылардың жаңа оқу бағдарламаларының ұзақ мерзімді тұрақтылығын қамтамасыз ету мақсатында; 
• Семинардан кейін үздіксіз байланысты қамтамасыз етуге көмектесу, сондай-ақ қоршаған ортаны зерттеу мен білім беру саласында ұзақ мерзімді ынтымақтастықты ілгерілету үшін АҚШ және Қазақстан оқу орындарының оқытушылары арасында тікелей байланыс орнату; 
• АҚШ университетінің оқытушыларымен бірге Қазақстандағы жоғары оқу орындарында қолдануға болатын оқу жоспарларының, анықтамалықтардың және басқа оқу материалдарының жинағын дайындау. 

5. The effects of excessive water use and agricultural intensification on Aral Sea shrinkage: socioeconomic-environmental systems (SES) dynamics within the Syr Darya River Basin, Michigan State University, University of South Dakota USAID, U.S. Engineering, and Medicine, National Academies of Sciences, 2021-2023

Мақсаты 

Бұл ұсыныс 1960 жылдардан бергі ең ауыр экологиялық апаттардың бірі болып табылатын Арал теңізінің құрғау жылдамдығына жерді пайдалану мен климаттың өзгеруінің эмпирикалық және механикалық әсерін зерттеуге арналған. Біздің алғышартымыз бойынша климаттық әсерге шамадан тыс тартып алу, қарқындату және кеңейту мен жайылымдар, су ағындарын қайта бағыттау және басқару, жер жамылғысының өзгеруі басым болады. Адамның және климаттың ықпалын анықтау бойынша ғылыми күш-жігерді Арал теңізінің ең ірі су алабы болып табылатын Сырдария өзені бассейні (СРБ) сияқты теңіздің іргелес су алабы бойынша шоғырландыру қажет. 

Міндеттері 

• 1970 жылдан бастап (яғни бейнелеудің басынан) екі әкімшілік деңгейде (Қызыл-Орда облысы және Сырдария өзені бойындағы үш аудан) климат, экожүйелер, LULCC, экономикалық шаралар, әлеуметтік құндылықтар мен саясаттар бойынша кешенді мәліметтер базасын құру; 
•  Климат пен Арал теңізінің деңгейіне байланысты өзгерістерді механикалық түсіну үшін жоғары ажыратымдылықтағы деректерді пайдалана отырып, Қызылорда облысы және үш аудан үшін азық-түлік, энергия және су (FEW) бойынша өзара тәуелді өзгерістерді зерттеу;  
• Жер бетіндегі маңызды қозғаушы күштерді анықтау, оның ішінде басқару өзгерістері, өзен ағындары мен деңгейлердің өзгеруін зерттеу;  
• барлық деректермен және зерттеу нәтижелерімен алмасу үшін ашық қолжетімді веб-парақ құру. 

6. Парниктік газдардың шығарындыларын азайту және альбедо көлемін арттыру арқылы климаттың өзгеруін төмендету үшін жерді пайдаланудың әртүрлі жүйелерінің тиімділігін бағалау 

Өзектілігі  

Егістік алқаптарының топырақтарында егілген үш түрлі дақылдар негізінде үш түрлі өңдеу әдісті пайдалану арқылы парниктік газдардың бөліну мөлшерін және альбедоның өзгерісін анықтау арқылы климаттың өзгеруімен күресу және азайту үшін әртүрлі жер пайдалану жүйелерінің тиімділігін бағалау экологиялық тұрақтылыққа қол жеткізу және жер өнімділігін сақтау үшін оңтайлы жер пайдалану саясатын әзірлеуге ықпал ету.  

Жұмыстын мақсаты: 

 Парниктік газдар шығарындыларын (CO2, CH4, N2O) және альбедоның өзгеруін статистикалық камераларды пайдалану арқылы өлшеу арқасында климаттың өзгеруін жұмсарту үшін Алматы облысының топырақтарында өсірілген дақылдардың үш түрін үш түрлі өсірілген әдістің тиімді түрін анықтау.  

Міндеттері  

• Тыңайтқыштарды қолдану және әртүрлі ауылшаруашылық дақылдары үшін негізгі өңдеудің әртүрлі түрлерін қолдану нәтижесінде егістік топырақтардағы парниктік газдар шығарындыларын (CO2, CH4, N2O) және альбедоны бағалау; 
•  дәстүрлі және тиімді тәжірибелеріміздің шығарындыларға қалай әсер ететінін түсіну және бағалау және ауыл шаруашылығының жаһандық климаттың өзгеруіне теріс әсерін азайту. 

Күтілетін нәтижелер:  

1. Алматы облысындағы парниктік газдар шығарындылары мен альбедо бойынша жерді пайдаланудың ең перспективалы жүйелері бағаланады және таңдалады. 

2. Парниктік газдар шығарындыларын өлшейтін статикалық камералар құрылады.  

3. Зерттеу объектісінен парниктік газдар шығарындыларының үлгілері жиналады және кейінгі талдаулар үшін дайындалады; Газды хроматографиялық талдау жүргізіледі (парниктік газдар шығарындыларының концентрациясын анықтау және т.б.);  

4. Еліміздің агроөнеркәсіптік кешенін дамыту мақсатында Қазақстанның егістік алқаптарын басқаруды оңтайландыру үшін болашақта егістік алқаптарға бөлінген парниктік газдардың жалпы шығарындыларының тиімділігі мен парниктік газдардың динамикасын есептеу бағаланады;  

5. Жерді пайдалану жүйесі әртүрлі топырақтардың топырақагрохимиялық көрсеткіштері зерттеледі.  

Қол жеткізілген нәтижелер: Топырақтан СО2 шығарындыларын үздіксіз өлшеудің автоматтандырылған жүйесі LiCor-8100 және топырақ датчиктері бар метеорологиялық станция, газ анализаторы алғаш рет Алматы облысының егістік алқаптарында сынақтан өткіздіру. 

7. KendyrTex, CLIENT II, 2022-2023

Мақсаты 

Орта Азиядағы тұзды егістік жерлерді бейімделген азық-түлік емес дақылдармен (Kendyr Apocynum pictum), сондай-ақ мақтаға балама ретінде қосымша құнды тоқыма өнімдерімен мелиорациялау. 

  Міндеттері 

•  Мақтамен салыстырылатын сапада талшық алу үшін «Kendyr Apocynum pictum» өсіруді зерттеу;  
• Тиімді, климаттық және орналасқан жеріне бейімделген өсіру және жинау әдістерін әзірлеу; 
• Өсіп келе жатқан тоқыма нарығы үшін қосымша талшықты шикізатты әзірлеу. 

Ұшқышсыз авиациялық жүйелер бойынша ғылыми-білім беру орталығы – түрлі бағыттар бойынша міндеттерді тиімді шешуге мүмкіндік беретін икемді және көпқырлы құрылымға ие. Орталықта әрқайсысы өз саласында жоғары құзыретке ие бірнеше мамандандырылған команда жұмыс істейді. Бұл бізге экономиканың әртүрлі салалары үшін кешенді шешімдер ұсынуға және ең күрделі жобаларды сәтті жүзеге асыруға мүмкіндік береді.

Орталық командалары:

1. Ғылыми-зерттеу және әзірлеу командасы
   Ұшқышсыз жүйелерді пайдалануда ғылыми зерттеулер жүргізумен, жиналған деректерді талдаумен және жаңа технологияларды енгізумен айналысады. Бұл команда жаңашыл сенсорлар мен пайдалы жүктемелермен жұмыс істей отырып, барынша дәл және өзекті нәтижелерге қол жеткізеді.

2. Геофизикалық команда
   Аэромагнитометрлер, георадарлар және басқа да арнайы құралдарды пайдалана отырып, пайдалы қазбаларды іздеу, топырақ құрылымын және жерасты объектілерін талдау бойынша геофизикалық зерттеулер жүргізуге маманданған.

3. Деректерді өңдеу командасы
   Ұшқышсыз жүйелер арқылы алынған деректерді өңдеу және талдау үшін жауап береді. Құрамында кескіндерді өңдеу, 3D-модельдеу және аналитикалық есептерді әзірлеу бойынша мамандар бар. Бұл клиенттерге негізделген шешімдер қабылдауға мүмкіндік береді.

4. Инженерлік команда
   Ұшқышсыз жүйелер мен сенсорлардың техникалық қолдауын және баптауын қамтамасыз етеді, жабдықтың үздіксіз жұмыс істеуін және әртүрлі миссияларға қойылатын талаптарға сәйкестігін қамтамасыз етеді.

5. Экологиялық мониторинг командасы
   Қоршаған ортаның жай-күйін гиперспектрлік камералар, жылу түсіргіштер және спектрорадиометрлер сияқты сенсорлар арқылы бақылауға маманданған.

6. Геодезия және картография командасы
   Ұшқышсыз жүйелер арқылы жердің нақты карталарын және 3D-модельдерін жасауға маманданған. Бұл топографиялық түсірілім, кадастрлық есеп және жобалау жұмыстарын қамтиды.

Әр команда терең білім мен практикалық тәжірибеге ие, бұл орталыққа кез келген күрделіліктегі міндеттерді сәтті орындауға және түрлі саладағы тапсырыс берушілердің сұраныстарына бейімделуге мүмкіндік береді.

01) Kolluru V., John,R., Chen J., Xiao J., Goljani A. R., Giannico V., Kussainova M. Optimal ranges of social-environmental drivers and their impacts on vegetation dynamics in Kazakhstan. Science of the Total Environment, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.157562

02) Kolluru V., John,R., Chen R., Jarchow M., Goljani A.R., Giannico V., Saraf S., Jain K., Kussainova M., Yuan J. Untangling the impacts of socioeconomic and climatic changes on vegetation greenness and productivity in Kazakhstan. 2022 Environ. Res. Lett. 17 095007, https://doi.org/10.1088/1748-9326/ac8c59

03) Matsui K., Akhapov Y., Kussainova M. (2017). Management of wood resources: A dilemma between conservation and livelihoods in a rural district in the Aral region. Energy for Sustainable Development 41: 121-127, DOI:10.1016/j.esd.2017.08.010

04) Matsui K., Watanabe T., Kussainova M., Funakawa S. (2018). Soil properties that determine the mortality and growth of Haloxylon aphyllum in the Aral region, Kazakhstan. Arid Land Research and Management 33: 37-54, DOI:10.1080/15324982.2018.1496187

05) Starodubtsev V. Kussainova M. (2018). Spatio-temporal development of deltaic landscape in the Kapchagai reservoir and methods of its study. Environment and Soil Resources Conservation: book of proceedings 10th International Soil Science Congress, Almaty.

06) Kussainova M., Pachikin K., Erokhina K. (2016). Distribution, typology and assessment of degraded soils Piedmont Plains Zhetysu Ridge, Kazakhstan. Eurasian Journal of Soil Science 6 (2):178 – 188.

07) Chen, J., Z. Ouyang, R. John, G. M. Henebry, P. Groisman, A. Karnieli, M. Kussainova, A. Amartuvshin, A. Tulobaev, E. T. Isabaevich, C. Crank, L. Tian, A. Kadhim, J. Qi, and G. Gutman. 2020. Social-Ecological Systems across the Asian Drylands Belt (ADB). In Gutman et al. (Eds.), Land-Cover and Land-Use Change in Drylands of Eurasia, Springer 978-3- 030- 30741-7, 439140_1_En, (10)

08) Kussainova M., Spaeth K., Zhaparkulova E. (2020) Efficiency of using the rangeland hydrology and erosion model for assessing the degradation of pastures and forage lands in Aydarly, Kazakhstan. Eurasian Journal of Soil Science 9(2) 186- 193. DOI: 10.18393/ejss.708898

09) Kussainova M., Durmuş M., Erkoçak A. (2013). Soil dehydrogenase activity of natural macro aggregates in a toposequence of forest soil. Eurasian Journal of Soil Science 2 (1): 69 - 75.

10) Kussainova M., Tauschke M., Saparov A. (2014). The Effect of Applying the Microbiofertiliser “MERS” on the Soil Microbial Community and the Productivity of Winter Wheat Under the Conditions of Southeast Kazakhstan. NovelMeasurement and Assessment Tools for Monitoring and Management of Land and Water Resources in Agricultural Landscapes of Central Asia. Springer, Cham.

11) Mikailsoy F., Kussainova M., Er F. (2018). The Proceedings of the 10th International Soil Science Congress on “Environment and Soil Resources Conservation”.

https://scholar.google.com/citations?user=GIeEurMAAAAJ&hl=ru