Evropský program Copernicus díky datům z orbity pomáhá zemědělcům i meteorologům

Satelity obíhají Zemi ve výšce necelých osmi set kilometrů. Díky tomu vidí i velké detaily s rozlišením až deset metrů. Naopak hodně omezená je plocha – satelit dokáže zachytit jen pás o šířce 290 kilometrů. Při každém obletu se ale dráha mírně posouvá, stejnou oblast ve střední Evropě tak satelit zachytí třeba jen jednou za čtyři až šest dnů.

Jeden oběh satelit zvládne za sto minut, za jeden den tak Zemi obkrouží více než čtrnáctkrát. Během každého oběhu zaznamenají senzory přes 1600 gigabytů dat. To je zhruba jako osm set filmů ve vysokém rozlišení. Data družice posílá průběžně – buď přes jiné satelity, nebo přímo na Zem.

„Máme zhruba osmdesát sledovacích antén. Naše stanice je velmi unikátní: máme perfektní polohu pro sledování polárních satelitů. A to hlavně proto, že dokážeme zaznamenat čtrnáct ze čtrnácti denních oběhů,“ popisuje ředitel stanice Storstad Svalsat Ole Petter. Odtud navíc experti mohou k družici posílat příkazy – například jak upravit a korigovat dráhu.

Krajina s kůrovcem

Naše oči vidí jen malou část toho, co se ve vesmíru děje – jen kousek spektra. Oči v rámci jednotlivých satelitů programu Copernicus toho vidí daleko více. Mají hned čtyři možnosti. Jedny vidí jako lidé, další pozorují skrze oblačnost, což se hodí třeba pro sledování lesů, pohybů půdy, při zemětřesení, v případě povodní anebo při sledování, jak plují lodě po mořích a oceánech. Další oči poznají, kde je kolik zeleně. Čtvrtý pohled se hodí například zemědělcům – ukazuje, kde je kolik vlhkosti.

Díky tomu, že jednotlivé satelity sledují konkrétní místa opakovaně, je možné sledovat, jak se vyvíjí – například jak se rozšiřoval důl Bílina v severních Čechách, jak rostla dálnice D35 nedaleko Pardubic ve směru na Vysoké Mýto nebo jak se kvůli kůrovci proměnily lesy v letech 2018 až 2022 na Vysočině v okolí Třebíče.

Právě pro monitorování kůrovce je podle vědeckého pracovníka z Ústavu výzkumu globální změny Akademie věd ČR Petra Lukeše důležité to, že družice nabízejí pravidelné celorepublikové snímkování. „Které nám umožnilo sledovat porosty několikrát ročně, což je pro takto dynamický jev, jako je kůrovec, velice důležité,“ řekl. Ministerstvo zemědělství tak může informace používat dynamicky – například pro definici kalamitních zón. „Na které se mohou aplikovat různé způsoby managementu,“ dodal Lukeš.

Příznak ruské invaze

Data z družic je možné využít i v ekonomice. Společnost SpaceKnow například sledovala ekonomiku v ukrajinském Azovstalu, a to na základě překladišť oceli a železa.

„Sledujeme, kolik nového produktu je v překladišti nakupeno nebo kolik bylo nějakým způsobem odebráno,“ popsal viceprezident společnosti SpaceKnow Jonáš Vlk. Časová osa vytvořená z dat na základě odrazivosti materiálu tak například ukazuje pokles v souvislosti s loňským ruským vpádem na Ukrajinu, kdy ocelárny ukončily aktivitu.

To, že jsou družicová data důležitá, si podle Vlka začínají uvědomovat vojenské složky po celém světě. „Protože před vypuknutím (ruské) invaze na Ukrajinu jsme už viděli silný nárůst vojenské techniky na všech možných základnách kolem ukrajinských hranic v Bělorusku,“ uvedl.

Zemědělské plochy

Často jsou tak na první pohled vidět rozdíly, které by ze Země byly zaznamenatelné jen těžko. Třeba hranice mezi Českou republikou a Rakouskem je také dělící linií mezi velkými poli na české straně a řadou menších na straně rakouské. Právě taková data chce využít Státní zemědělský intervenční fond, aby kontroloval, jestli zemědělci dodržují pravidla dotací. Nový program chce fond spustit v průběhu června.

„Budeme nově kontrolovat veškerou zemědělskou plochu, to je sto procent plochy v rámci dotací. Doposavad jsme tuto kontrolu prováděli v rozsahu pěti procent takzvanou fyzickou kontrolou na místě,“ popsal generální ředitel Státního zemědělského intervenčního fondu Petr Dlouhý. 

Data z družicových snímků pomáhají i přímo na polích. Díky nim zemědělci mohou používat méně vody, hnojiv nebo postřiků a přesto mít stejné, nebo dokonce vyšší výnosy. Jde o takzvané precizní zemědělství. „Co nám konkrétně dokáží ukázat, je například obsah chlorofylu, obsah vody v listech nebo poměr biomasy na pozemku,“ uvedl zástupce společnosti CleverFarm Michal Beneš.

Odborníci mohou vytvořit model a ten použít na jednotlivá pole a konkrétní plodiny. Mapa v aplikaci ukáže konkrétní místa, kde stačí třeba méně hnojiva. Zemědělci k tomu potřebují mít stroje, které dokáží data přijmout a správně zobrazit. 

Družicová data navíc umožňují poznat i to, kde je na polích nebo třeba v parcích méně vody, než je třeba. „Jsme schopni poté definovat tu úsporu a doporučit tomu parku nebo farmě, kde by mohla spořit,“ řekl Beneš. Aplikaci používají i slovenští zemědělci. A v plánu je také její rozšíření do Maďarska a Rumunska.

Pohledy z družic programu Copernicus pomáhají i při přírodních katastrofách, ať už jsou to povodně, zemětřesení, tornáda nebo požáry. Platilo to i při rozsáhlém požáru během loňského roku v Hřensku. Data využívali němečtí hasiči jako jeden z podkladů pro své zásahy. Kombinovali je s dalšími zdroji – stejně tak, jako to mohou dělat různé firmy, které využívají data pro to, aby byl jednodušší každodenní život. 

Informace o půdní vlhkosti

Jedním z příkladů je česká aplikace Windy. Ta vedle předpovědi počasí díky evropským satelitům nabízí také predikci kvality ovzduší. Spojila také síly s projektem Intersucho Ústavu globální změny Akademie věd a nově tak nabízí i aktuální informace o stavu půdní vlhkosti. „Tento monitoring sucha funguje na celosvětovém měřítku, bez těch vstupních dat bychom nebyli schopni tento model vůbec vyvinout,“ uvedl člen týmu Intersucha Pavel Zahradníček.

Bez dat ze systému Copernicus se Intersucho neobejde ani pro své služby zaměřené na Česko. „Kdybychom tato data neměli, tak bychom nemohli ani předpovídat to sucho v tom desetidenním horizontu, jak to děláme,“ poznamenal Zahradníček.

Bioklimatolog z Ústavu výzkumu globální změny Akademie věd ČR Miroslav Trnka poznamenal, že informace předpovědního modelu se opírají jak o informace z družic, tak i data z pozemních a mořských meteorologických stanic. Upozornil, že satelitní data poskytují informaci o situaci, která už je, respektive byla. „Zatímco chceme-li dělat předpověď, musíme využít data z předpovědních modelů,“ dodal.

Z evropských satelitů míří do mobilů i další služby – například předpověď pylové situace či možnost rychlého dodání satelitních snímků z libovolného místa. Pro své modely a předpovědi jejich data využívá i Český hydrometeorologický ústav. Pro něj je to jeden z řady zdrojů.

Vedoucí oddělení kosmických technologií a aplikací z ministerstva dopravy Ondřej Šváb poznamenal, že data z programu Copernicus využívají firmy, výzkumné ústavy i státní instituce po celém světě. „Není to pouze Evropa, která je tím hlavním zákazníkem, ale je tady spousta uživatelů z Asie, Severní a Jižní Ameriky. A obrovskou perspektivu má Afrika, protože to je velké území, které je obtížné usledovat ze Země, takže tam ta družicová data skutečně mají obrovský potenciál a hodnotu,“ uvedl.

Zdůraznil, že Copernicus poskytuje celou řadu dat, které využíváme v praktickém životě. „Je to celá řada služeb, které využívají i běžní lidé, kteří jsou ovšem často až příjemci informací, tudíž nemusejí tušit, že za nimi jsou družicové snímky,“ podotkl.