Գիտություն անտեսանելիի մասին. լաբորատորիայից ներս Աշխարհագրական տեղեկատվական համակարգերի և հեռազննման բաժինն է

- Հասեք Արենի ու զանգեք, տեղը կբացատրենք,- լսվում է հեռախոսից։ Մեքենան ընթանում է Վայոց ձորի ճանապարհներով։ Գործընկերս՝ Սարգիս Խարազյանը, երաժշտության ընտրությունն այս անգամ ինձ է վստահել։ Սովորության համաձայն՝ երկար ճանապարհը մեր սիրելի երգերը լսելով ու երգելով ենք անցնում։ - Հասանք Արենի։ - Ուղիղ գնացեք, հետո թեքվեք ձախ ու մեզ կտեսնեք։ Մի քանի րոպե անց մեր մեքենան միանում է մյուսներին, և բոլորս միասին ձախակողմյան նեղ ճանապարհով ընթանում ենք վեր։ Ամայի ճանապարհի վերջում մեր առջև ձգվում է խաղողի այգին։ Մեքենաները կանգնում են․ ծանր սարքավորումները բեռնախցիկներից դուրս են բերվում, բոլորս «զինվում ենք» գլխարկներով։ Եվ չնայած հուլիսի կիզիչ արևը հեշտ օր չի խոստանում, ամենքն անցնում են գործի։   Գետնի վրա և օդում Զգուշորեն քայլում եմ խաղողի վազերի շարքերով ու մոտենում Շուշանիկ Ասմարյանին։ Շուշանիկը ԳԱԱ Էկոլոգանոոսֆերային հեազոտությունների կենտրոնի (Էկոկենտրոն)՝ գիտության գծով փոխտնօրենն է, ինչպես նաև Կենտրոնի Աշխարհագրական տեղեկատվական համակարգերի (ԱՏՀ) և հեռազննման բաժնի ղեկավարը:  Շուշանիկ Ասմարյանը Նրա կողքին կանգնած է Անահիտ Խլղաթյանը։ Անահիտն ԱՏՀ և հեռազննման բաժնին միացել է Երևանի պետական համալսարանի (ԵՊՀ) աշխարհագրության ֆակուլտետի մագիստրատուրայում սովորելու տարիներին։ Այժմ նա արդեն ասպիրանտ է և այստեղ` խաղողի այգիներում, փորձում է գործընկերների հետ ստանալ իր ասպիրանտական թեզի գլխավոր հարցի պատասխանը․ հնարավո՞ր է մի օր միայն անօդաչու թռչող սարքերի (ԱԹՍ) պատկերների վերլուծությամբ կանխատեսել խաղողի այգիներում բերքատվության մակարդակը։ Անահիտ Խլղաթյանը ԱՏՀ և հեռազննման բաժինը Էկոկենտրոնում ստեղծվել է տարիներ առաջ։ Շուշանիկ Ասմարյանը, որը Կենտրոնում է դեռ ուսանողական տարիներից, հիշում է՝ մի օր արտասահմանից ուղարկված գիտահանրամատչելի ամսագրերից մեկը ձեռքին իր աշխատասենյակ մտավ Էկոկենտրոնի հիմնադիր Արմեն Սաղաթելյանը։ Ամսագրում գրված էր աշխարհագրական տեղեկատվական համակարգերի ու հեռազննման մասին, որոնք 2000-ականների սկզբին նորարարական ուղղություններ էին։ Արմեն Սաղաթելյանը հարցրեց, թե արդյո՞ք Շուշանիկը չէր ցանկանա սկսել Հայաստանում այդ հեռանկարային ուղղություններով հետազոտություններ իրականացնել։ Գաղափարը Շուշանիկին հետաքրքրեց։ Այդ ժամանակ Էկոկենտրոնում գործում էր Թեմատիկ քարտեզագրման լաբորատորիա, որի հիման վրա էլ 2011-ին ստեղծվեց ԱՏՀ և հեռազննման բաժինը։ Բաժինը միավորում է ոչ միայն աշխարհագրագետների ու երկրաբանների, այլ նաև ինֆորմատիկների ու տվյալագետների։ ԱՏՀ և հեռազննման բաժնի թիմը - 235 ու 9,- հայտարարում է Անահիտը խաղողի տերևներում քլորոֆիլի քանակությունը հատուկ սարքով չափելուց հետո։ Շուշանիկը նրա փոխանցած տվյալներն անցկացնում է դաշտային գրանցամատյանում։ Ապա միասին քայլում են առաջ՝ հաշվելով վազերը։ Մի քանի վազ անցնելուց հետո նորից են կանգնում, չափում ու այդպես հերթով անցնում շարքերով։ Հեռվում՝ Շուշանիկն ու Անահիտը Մինչ Շուշանիկն ու Անահիտը տերևների քլորոֆիլն են չափում, Անդրեյ Մեդվեդևը հետևում է անօդաչու թռչող սարքի թռիչքին։  «Հայաստանն աշխարհագրագետների համար դրախտ է։ Դուք կարող եք կիսաանապատային գոտուց դեպի ալպյան մարգագետիններ տեղափոխվել 30 րոպեում»,- ասում է Անդրեյը, որը երկար տարիներ համագործակցել է Էկոկենտրոնի գիտնականների հետ, իսկ ԱՏՀ և հեռազննման բաժնին միացել է 2022-ին և ղեկավարում է բաժնի «Գերբարձր լուծաչափի հեռազննման» գիտական խումբը։ Անդրեյ Մեդվեդևը Մինչ գիտնականները զբաղված են դաշտային աշխատանքներով, ժամանակն է ավելի մանրամասն խոսելու այն մասին, թե ինչ են հեռազննումն ու աշխարհագրական տեղեկատվական համակարգերը։  Իսկ հետո կվերադառնանք խաղողի այգիներ՝ իմանալու, թե ինչ հետազոտություններ են իրականացվում այստեղ, և որոնք են ակնկալվող արդյունքները։   Ի՞նչ կարող են պատմել գույները, որոնք մենք չենք տեսնում Աշխարհագրության ուսումնասիրության օբյեկտը մեր շուրջը տարածվող աշխարհն է՝ լճերը, այգիները, օդը, հողը, անտառները․․․ Աշխարհագրագետները դիտարկում են այդ աշխարհը, չափումներ են անում, նմուշներ վերցնում ու դրանք լաբորատորիայում հետազոտում։ Բայց սրանք դասական, ավանդական մեթոդներ են։ Օբյեկտների մասին կարևոր տեղեկություններ հնարավոր է ստանալ նաև հեռազննման միջոցով։ «Հեռազննումը շրջակա միջավայրի, մեզ շրջապատող իրականության մեջ առկա օբյեկտների, երևույթների ուսումնասիրությունն է առանց դրանց հետ անմիջական ֆիզիկական կոնտակտի մեջ մտնելու»,- ասում է Շուշանիկը։ Գիտնականները դաշտային աշխատանք են կատարում Հեռազննումն իրականացվում է տիեզերքից՝ արբանյակային պատկերներով, օդից՝ ԱԹՍ-ներով արված գերբարձր լուծաչափի պատկերներով, ինչպես նաև օբյեկտներից շատ փոքր հեռավորության վրա՝ շարժական սպեկտրոռադիոմետրերով։ Ե՛վ արբանյակները, և՛ ԱԹՍ-ները, և՛ սպեկտրոռադիոմետրերը այս կամ այն կերպ գրանցում են, թե ինչպես են տարբեր օբյեկտներ՝ ջուրը, հողը կամ բույսերը, անդրադարձնում արեգակնային ճառագայթումը։  Արեգակնային ճառագայթումը տարբեր երկարության և հաճախականության էլեկտրամագնիսական ալիքների փունջ է՝ կարճ, բայց բարձր հաճախականության ալիքներից մինչև երկար և ցածր հաճախականության ռադիոալիքներ։ Մեզ շրջապատող օբյեկտները` քարերը, հողը կամ բույսերը, կլանում են արեգակնային ճառագայթումն ու անդրադարձնում ալիքի միայն որոշակի տիրույթներում, որոնք էլ պայմանավորում են այդ օբյեկտների գույնը։ Տերևն, օրինակ, կանաչ ենք տեսնում, քանի որ այն ճառագայթումն անդրադարձնում է էլեկտրամագնիսական սպեկտրի կանաչ տիրույթում։ Էլեկտրամագնիսական սպեկտրի հաճախությունների միայն մի փոքր մասն է տեսանելի մեր աչքին՝ մանուշակագույնից մինչև կապույտ․ այնպիսի գույները, ինչպիսիք են ինֆրակարմիրը կամ ուլտրամանուշակագույնը, մեզ համար անտեսանելի են։ Սակայն դա չի նշանակում, որ մեզ շրջապատող օբյեկտներն արեգակնային ճառագայթումը չեն անդրադարձնում գունային այդ տիրույթներում։ Այսպիսով, հեռազննում իրականացնող սարքերի առանձնահատկությունն այն է, որ դրանց միջոցով ստացվում են ինչպես օպտիկական պատկերներ, որոնք մարդու աչքին տեսանելի տիրույթներում են, այնպես էլ բազմասպեկտրալ կամ հիպերսպեկտրալ պատկերներ, որոնք տեղեկություններ են տալիս այն մասին, թե ինչպես են օբյեկտներն անդրադարձնում արեգակնային ճառագայթումը էլեկտրամագնիսական սպեկտրի՝ մարդու աչքին անտեսանելի տիրույթներում (օրինակ՝ ուլտրամանուշակագույն, մոտ կամ հեռու ինֆրակարմիր և այլն)։ Խաղողի այգին՝ նկարված ԱԹՍ-ով Շուշանիկը բացատրում է՝ այն, թե ինչպես են տարբեր օբյեկտներ կլանում ու անդրադարձնում արեգակնային ճառագայթումը, խիստ կապված է դրանց վիճակի հետ՝ խոնավություն, քիմիական կազմ և այլն։ Առողջ բույսն ու հիվանդ բույսն, օրինակ, տարբեր կերպ են անդրադարձնում ճառագայթումը, հետևաբար, ունենալով նրանց անդրադարձման սպեկտրալ պատկերը, կարելի է պատկերացում կազմել այդ օբյեկտների վիճակի մասին։ Գոյություն ունեն սպեկտրալ հայտանիշների բանկեր, որոնք պարունակում են տվյալներ, թե տարբեր օբյեկտներ անդրադարձման ինչպիսի վարք են դրսևորում։ ԱՏՀ և հեռազննման բաժնի «Տվյալագիտության և մեքենայական ուսուցման» խմբի գիտնականները վերլուծում են հեռազննմամբ ստացված տվյալները՝ դրանք համեմատելով սպեկտրալ հայտանիշների բանկերի տվյալների հետ և արձանագրելով այդ տվյալներից շեղումները։ Շարժական սպեկտրոռադիոմետրից ստացված սպեկտրալ հայտանիշների կորը (նկարը՝ Էկոկենտրոնի) Հեռազննումն, այսպիսով, մեթոդ է, որը հնարավորություն է տալիս տիեզերքից, օդից կամ ոչ մեծ հեռավորությունից ուսումնասիրելու օբյեկտները և դրանց վիճակի մասին պատկերացում կազմելու՝ հիմնվելով այն տվյալների վրա, թե ինչպես են դրանք անդրադարձնում արեգակնային ճառագայթումը։ Իսկ Աշխարհագրական տեղեկատվական համակարգերը կամ ԱՏՀ-ն (Geographic Information System/GIS) այն գործիքակազմի (սարքեր, ծրագրեր) ամբողջությունն է, որը հնարավորություն է տալիս հավաքագրելու, վերլուծելու և վիզուալացնելու տարածական տեղեկությունները։ ԱԹՍ-ն պատրաստվում է թռիչքի Հեռազննումը՝ որպես շրջակա միջավայրի ուսումնասիրության տեխնոլոգիա, և ԱՏՀ-ն՝ որպես վիզուալիզացման գործիքակազմ, օգնում են աշխարհագրագետներին, շրջակա միջավայրի հետազոտողներին ավելի մանրամասն հետազոտություններ իրականացնելու։ Շուշանիկը, սակայն, շեշտում է, որ ԱՏՀ-ն ու հեռազննումը չեն փոխարինում դասական, ավանդական հետազոտական մեթոդներին․ նա դրանք բնութագրում է որպես «հետախուզական» մեթոդներ, որոնք գալիս են լրացնելու հետազոտությանը՝ խնայելով ռեսուրսներ։ «Եթե հեռազննման արդյունքում ստացված և վերծանված տվյալները չեն ստուգաչափվում դաշտային պայմաններում իրականացված հետազոտություններով, այսինքն՝ դաշտում հավաքագրված և լաբորատոր փորձաքննություն անցած տվյալներով, անիմաստ է խոսել արդյունքների մասին։ Հեռազննումը չի գալիս փոխարինելու ավանդական մեթոդներին, դրանք գալիս են միասին աշխատելու»,- ասում է նա։ ԱԹՍ թռիչքը կառավարվում է վահանակից Սա հրաշալի երևում է Սևանա լճի կանաչելու խնդրի ուսումնասիրության օրինակով։ Շուշանիկը նշում է՝ իրենք հետազոտություն են իրականացրել և մշակել են Սևանի ուսումնասիրության  մեթոդ, որն առաջարկում է ավանդական մեթոդներով մոնիտորինգ և նմուշառում կատարելուց առաջ նախ հեռազննում իրականացնել։ Գիտնականի խոսքով այս մեթոդը հնարավորություն է տալիս հասկանալու՝ լճի որ հատվածների վրա կենտրոնանալ ավադական մեթոդներով ուսումնասիրության փուլում, ինչն էլ  իր հերթին ժամանակ ու ֆինանսական միջոցներ է խնայում։ Հետազոտության արդյունքներն արդեն տպագրվել են Remote Sensing գիտական ամսագրում։   Դեպի խաղողի այգիներ Երկու տարի առաջ ԱՏՀ և հեռազննման բաժնի գիտնականները հետազոտական նոր ծրագիր սկսեցին։ Ինչպե՞ս տնտեսվարողների հետ խոսակցությունը նրանց բերեց խաղողի այգիներ, ինչպե՞ս են իրականացվում օդային լուսանկարահանումն ու սպեկտրոռադիոմետրիան, ինչո՞ւ է քլորոֆիլը բույսերի համար այդքան կարևոր, և ինչպե՞ս մեքենայական ուսուցման մոդելները կարող են միայն ԱԹՍ լուսանկարների հիման վրա խաղողի տերևներում քլորոֆիլի պարունակությունը կանխատեսել․ այս մասին մեզ կպատմեն հենց իրենք՝ գիտնականները։ Գիտնականները պատմում եմ խաղողի այգիներում իրականացվող աշխատանքների մասին Թեմայի վերաբերյալ գիտական առաջին հոդվածը, որտեղ ներկայացված են 2022-ի դաշտային աշխատանքների հիման վրա ստացված մեքենայական ուսուցման մոդելները, արդեն ուղարկվել է միջազգային տպագրության և գրախոսության փուլում է։ Քլորոֆիլի պարունակության կանխատեսումը առաջին քայլն է․ հետագա տարիներին դրան հաջորդելու են խաղողի այգիների բերքատվությունը կանխատեսող մոդելների ստացման աշխատանքները։ ԱՏՀ և հեռազննման բաժինն այնուհետև նախատեսում է այս մեթոդն ադապտացնել լանդշաֆտային այլ գոտիների խաղողի այգիներում։ ԱՏՀ և հեռազննման բաժինը ևս մի ծրագիր ունի, որն իրականացնում է Անդրեյի ղեկավարած «Գերբարձր լուծաչափի հեռազննման» գիտական խումբը։ Ծրագրի նպատակն է Հայաստանի համար սպեկտրալ հայտանիշների բանկ ստեղծել։ Շուշանիկը բացատրում է, որ սպեկտրալ հայտանիշների բանկերը ստեղծված են կոնկրետ տարածաշրջանների՝ օրինակ՝ ԱՄՆ-ի կամ Եվրոպայի համար, մինչդեռ օբյեկտներն աշխարհագրական տարբեր լայնություններում սպեկտրալ անդրադարձման իրենց առանձնահատկություններն ունեն, ինչը պայմանավորված է Արեգակի դիրքով և այլ գործոններով։ Հենց այդ պատճառով էլ անհրաժեշտություն կա տվյալներ հավաքելու և նման բանկ ստեղծելու նաև Հայաստանի համար։ Այս ուղղությամբ աշխատանքներն արդեն սկսվել են։ ***  Արդեն երեկո է․ ԱԹՍ-ների թռիչքի աղմուկը դադարում է, սարքավորումները հավաքվում են ու տեղավորվում բեռնախցիկներում։ Չնայած հոգնածությանը, գիտնականները գոհ են․ և՛ քլորոֆիլի չափումները, և՛ հեռազննումը հաջող են ընթացել, բավարար քանակի տվյալներ են հավաքվել, և այժմ նրանք վերադառնում են Էկոկենտրոն՝ նոր ստացված տվյալները վերլուծելու։ Հեղինակ՝ Աննա ՍահակյանԼուսանկարները և տեսանյութը՝ Սարգիս ԽարազյանիՄոնտաժը՝ Ռոման Աբովյանի