Научно-образовательный центр беспилотных авиационных систем

Цель: Научно-образовательного центра беспилотных авиационных систем — создание образовательной и исследовательской базы для эффективного применения беспилотных авиационных систем в различных отраслях.

Основные задачи центра:

• Проведение научных и прикладных исследований с использованием БПЛА и различных полезных нагрузок;
• Использование беспилотных систем для мониторинга в промышленности, сельском хозяйстве, экологии и геологоразведке;
• Применение специализированных сенсорных нагрузок (гиперспектральные и тепловизионные камеры, лидары, георадары, спектрорадиометры, аэромагнитометры и др.) для решения прикладных задач;
• Сотрудничество с научными, образовательными и промышленными организациями;
• Участие в пилотных проектах, полевых работах и демонстрациях возможностей беспилотных технологий;
• Популяризация применения БПЛА и участие в образовательных и просветительских инициативах

Научно-образовательный центр беспилотных авиационных систем предоставляет широкий спектр услуг по воздушному мониторингу и обработке данных с использованием беспилотных летательных аппаратов, оснащённых высокотехнологичными сенсорами и приборами.

Перечень оказываемых услуг:

• Гиперспектральная съёмка
  — определение состояния растительности, выявление загрязнений почвы и воды, минералогический анализ поверхностей, оценка урожайности и картирование земель.
• Тепловизионная съёмка
  — тепловой мониторинг объектов промышленности и энергетики, выявление утечек тепла и дефектов изоляции, обследование зданий и сооружений, контроль состояния линий электропередач.
• Лидарная съёмка (LiDAR)
  — высокоточное 3D-картирование местности, моделирование рельефа, контроль деформаций земной поверхности, инженерно-геодезические изыскания.
• Аэромагнитная съёмка
  — геофизические исследования для поиска полезных ископаемых, выявление аномалий в магнитном поле, помощь в минеральной разведке.
• Георадарное зондирование
  — обследование подземных коммуникаций, выявление инженерных сооружений и пустот, определение глубин залегания различных слоёв.
• Спектрорадиометрические измерения
  — точный анализ отражательных характеристик поверхностей, мониторинг биосферы и оценка состояния экосистем.
• Фотограмметрия и 3D-моделирование
  — создание цифровых моделей местности, архитектурных объектов и производственных площадок для дальнейшего анализа и планирования.
• Экологический и промышленный мониторинг
  — регулярные обследования территорий, контроль выбросов, оценка состояния окружающей среды и производственных объектов.

Все услуги сопровождаются профессиональной обработкой данных, предоставлением аналитических отчётов и визуализаций.

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

Цели

Оценка ресурсного потенциала отрасли животноводства.

Задачи

• Понять принципы управления пастбищными угодьями и понять, как используют эти знания при оценке показателей здоровья пастбищных угодий;
• Получить базовые навыки оценки продуктивности посвященных угодий;
• Понять основные принципы использования географических информационных систем и дистанционного зондирования для оценки годового производства на пастбищах;
• Получить навыки оценки начальных показателей поголовье для выпаса скота и оценки кормового бюджеты на год и производственным или региональном масштабе;
• Получить представление о входных и выходных данных модели гидрологии пастбищных угодий и эрозий, а также о том, как использовать этот инструмент для оценки устойчивости и сохранения пастбищ.

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

Цели

Используя точные пространственные карты исторических зон затопления на основе изображений дистанционного зондирования с высоким разрешением и цифровых моделей рельефа (ЦМР), разработать эмпирическую модель индекса нагрузки на водоснабжение (WaSSI). Настроить гидрологическую модель исследовательского участка, инструмент оценки почвы и воды (SWAT), для прогнозирования пространственных и временных изменений в зонах затопления и пострадавших зонах при различных сценариях климата и землепользования на примере города Алматы.

Задачи

• Создать всеобъемлющую геопространственную базу данных с высоким разрешением для GAR (1980-е годы — настоящее время).
• Создать карту исторических зон затопления вдоль основных рек/озёр в БАО и оценить ключевые параметры для моделей.
• Проведение семинаров и тренингов по теме проекта для землеустроителей, политиков, преподавателей и студентов из Казахстана.
• Провести комплексную оценку наводнения посредством анализа уязвимостей и определить горячие точки, требующие упреждающего планирования.

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

Цели

• Количественно оценить взаимозависимые изменение производства продуктов питания, суммарного испарения и радиационного баланса в Казахстане и Монголии в течение 1981-2020 гг., а также выявиться социально-экономические и физиологические факторы ответственные за изменение, посредством эмпирических и механических исследований и их моделирование;
• Оценить прямые последствия изменения землепользования, суммарного испарения и альбедо при дистанционном зондировании с разрешением 30 м масштабирования, а также выявить косвенное влияние инфраструктуры (например, дорожных сетей, транспорта, технологий), демографии скотоводство/ фермеров, политики и климата в трёх выбранных областях в каждой стране;
• Изучить прямую влияние методов управления на землепользования, а также результаты FEW через манипуляторные полевые эксперименты на ландшафтах преобладанием сельскохозяйственных культур и лугов.

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

Цели
Обмен и пересмотр учебных программ основных курсов, необходимых для экологии и наук об окружающей среде для нескольких высших учебных заведений Казахстана.

Задачи 

• Организовать интенсивный семинар по учебной программе, для преподавателей различных высших учебных заведений США и Казахстана. В целях обеспечения долгосрочной устойчивости новых учебных программ казахстанскими участниками;
• Установить прямые связи между преподавателями в учреждениях США и Казахстана, что поможет обеспечить продолжение общения после семинара, а также будет способствовать долгосрочному сотрудничеству в области экологических исследований и образования;
• Подготовить набор учебных программ, справочников и других учебных материалов совместно с преподавателями ВУЗа США, которые можно использовать в высших учебных заведениях Казахстана.

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

Цели
-    Это предложение разработано для изучения эмпирического и механического влияния землепользования и климатических изменения на темпы высыхания Аральского моря, которое стала одной из самых серьёзных экологических катастроф с 1960 года. Наше предпосылка заключается в том, что чрезмерный забор воды, интенсификация и расширение и пастбищные угодья, перенаправление и управлении водными потоками, а изменения растительного покрова преобладают над влиянием климата. Научные усилия по выявлению вклада человека и климата необходимо сосредоточить на прилегающий водосборный бассейн моря, такие как бассейн реки Сырдарья (СРБ), который является крупнейшим водоразделом Аральского моря.

Задачи

• Создание всеобъемлющие базы данных о климате, экосистемах, LULCC, экономических мерах, социальных ценностях и политике с 1970 (т.е. начала снимков) на двух административных уровнях (Кзыл-ординская область и три района в долг реки Сырдарья);
• Изучение взаимозависимых изменений продуктов питания, энергии и воды (FEW) для региона Кзыл-ординской области и трёх районов с использованием данных высокого разрешения для механического понимания связанных изменений с климатом и уровнем Аральского моря;
• Выявление критических движущих сил на поверхности земли, включая изменение управления, в потоках рек и изучение изменений уровня;
• Создание веб-страницы с открытым доступом для обмена всеми данными и с результатами исследований.

Цели

• провести оценку эмиссии парниковых газов (CO2, CH4, N2O) и альбедо в пахотных почвах на примере Алматинской области при использовании удобрений (навоз, минеральные удобрения и контроль) при применении различных видов основной обработки почвы под разные культуры (пшеницы, кукуруза и рожь).

Задачи

• Провести оценку эмиссии парников газов (CO2, CH4, N2O) и альбедо в пахотных почвах при использовании удобрений и применении различных видов основной обработки почв под разные культуры;
• понять и оценить, насколько наши традиционные и эффективные методы влияют выбросы и смягчения негативного влияния сельского хозяйства на глобальное изменение климата.

7. KendyrTex, CLIENT II, 2022-2023

Цели

Рекультивация засоленных пахотных земель в Центральной Азии адаптированными непродовольственными культурами (Kendyr Apocynum pictum), а также текстильной добавленной стоимостью в качестве альтернативы хлопку.

Задачи

• Изучение возделывания «Kendyr Apocynum pictum» для возможного производства волокна по качеству сравнимое с хлопком ,
• Разработка эффективных, адаптированных к климату и местоположению методов выращивания и сбора урожая;
• Разработать дополнительное волокнистое сырье для растущего рынка текстильной продукции.

Научно-образовательный центр беспилотных авиационных систем имеет гибкую и многозадачную структуру, которая позволяет эффективно решать задачи по широкому спектру направлений. В центре работает несколько специализированных команд, каждая из которых имеет высокий уровень компетенции в своей области. Это позволяет нам предоставлять комплексные решения для различных секторов экономики и обеспечивать выполнение самых сложных проектов.

Команды центра:

1. Команда научных исследований и разработки
   Занимается проведением научных исследований, анализом собранных данных и интеграцией новых технологий в процессы эксплуатации беспилотных систем. Специалисты этой команды работают с инновационными сенсорами и полезными нагрузками для достижения максимально точных и актуальных результатов.
2. Геофизическая команда
   Сосредоточена на проведении геофизических исследований с использованием аэромагнитометров, георадаров и других специализированных инструментов для поиска полезных ископаемых, анализа структуры почвы и подземных объектов.
3. Команда обработки данных
   Ответственная за обработку и анализ полученных с помощью беспилотных систем данных. Команда включает специалистов по обработке изображений, созданию 3D-моделей, а также разработке аналитических отчётов, которые позволяют нашим клиентам принимать информированные решения.
4. Инженерная команда
   Обеспечивает техническую поддержку и настройку беспилотных систем и сенсоров, гарантируя бесперебойную работу оборудования и его соответствие всем требованиям для выполнения различных типов миссий.
5. Команда экологического мониторинга
   Специализируется на мониторинге состояния окружающей среды с использованием различных сенсоров, таких как гиперспектральные камеры, тепловизоры и спектрорадиометры.
6. Команда по геодезии и картографии
   Специализируется на создании точных карт и 3D-моделей местности с использованием беспилотных систем. Это включает в себя работы по топографической съёмке, кадастровому учёту и проектированию.

Каждая из этих команд обладает глубокими знаниями и практическим опытом, что позволяет центру успешно выполнять задачи любого уровня сложности, адаптируясь под потребности клиентов в различных сферах деятельности.

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