Дневни сателитски мониторинг пољопривредних парцела

Зашто овај пројекат

Сателит као дневни сарадник пољопривредника

Класичан пољопривредни мониторинг ослања се на теренску процену и периодичне извештаје. У периодима интензивног стреса — летња суша, нагли пожар, плављење — закашњење од 7 до 10 дана значи неповратну штету за усев. Сателитски мониторинг даје независну, објективну слику стања сваке парцеле сваких 5 дана, са пуном историјском архивом од 2017. године.

Циљ овог пројекта је да та информација, до сада доступна углавном истраживачким институтима кроз затворене платформе, буде отворено и бесплатно доступна управљачу заштићеног подручја, локалним пољопривредницима и свим заинтересованим стручњацима — у реалном времену, са граничном јасном визуелизацијом и аутоматским алармима.

Извор података

Copernicus Sentinel-2 — европски стандард

Copernicus је програм Европске уније за посматрање Земље којим управљају ЕСА и Европска комисија. За пољопривредну анализу користи се дуо Sentinel-2A (2015) и Sentinel-2B (2017), уз нови Sentinel-2C (2024).

Сентинел-2 мисија

Copernicus / ESA

Хелиосинхрона орбита на 786 km. 13 спектралних канала од 443 nm до 2.190 nm. Календарски прелет изнад Србије око 10:30 локалног времена.

ревизита 5 дана 12-bit радиометрија

Праћене културе

Triticum aestivum, Solanum tuberosum, ливаде, пашњаци

На Рајцу се прате четири културе на укупно 7 парцела (3,26 ha): пшеница (1,27 ha), кромпир (0,94 ha), пашњак (0,54 ha) и ливада (0,51 ha).

4 културе пиксел по пиксел

Топлотна мапа NDVI

Normalized Difference Vegetation Index

Сваки пиксел добија боју по својој вредности — од смеђе (голо тло) преко окер (стрес) до тамно зелене (бујна вегетација). Управник види стање одмах.

визуелна провера 10 m нативно

Технички подаци мисије

Висина орбите786 km, sun-synchronous

Време прелетаоко 10:30 локалног времена

Ревизита (2A+2B)5 дана

Ширина снимљене траке290 km

Спектралне траке13 канала (443–2.190 nm)

Просторна резолуција10 m / 20 m / 60 m

Радиометријска резолуција12-bit

ПроизводCOPERNICUS/S2_SR_HARMONIZED

За Рајац то значи приближно 6 прелета месечно, односно око 70–72 потенцијална мерења годишње по парцели. Реално искористивих снимака (без облака) у нашем региону је око 40–50%, што и даље даје ~35 чистих мерења годишње — несравнљиво више него што може било која теренска посета.

Индекси

Седам показатеља стања усева

За свих 7 парцела сваке расположиве сцене рачуна се седам стандардних спектралних индекса, међусобно комплементарних — сваки осветљава једну страну здравља биљке.

NDVI — Виталност културе

(B8 − B4) / (B8 + B4)

Основни показатељ густине и виталности зелене биомасе. Опсег: −0,2 до +0,95.

основни

EVI — Побољшани вегетациони

2,5 · (B8−B4)/(B8+6B4−7,5B2+1)

Мање утицаја атмосфере и тла, бољи за зреле усеве са густим покривачем.

допуна NDVI

NDRE — Хлорофил (Red Edge)

(B8 − B5) / (B8 + B5)

Садржај хлорофила. Рани детектор стреса — реагује пре него NDVI постане видљив.

рани стрес

NDMI — Влажност биомасе

(B8 − B11) / (B8 + B11)

Садржај воде у лиснатој маси. Кључно за праћење наводњавања и сушног стреса.

влажност

NDWI — Водене површине

(B3 − B8) / (B3 + B8)

Стајаћа вода на површини. Детекција плављења и локви после кише.

плављење

NBR — Опожарене површине

(B8 − B12) / (B8 + B12)

Стање опожарених делова. Брза детекција пожара или хитне жетве.

пожар

BSI — Голо тло

((B11+B4)−(B8+B2))/((B11+B4)+(B8+B2))

Удео голог тла. Прати жетву, орање и опасност од ерозије.

ерозија

Методологија

Како се подаци обрађују

Маскирање облака. Уз сваку Sentinel-2 сцену испоручује се Scene Classification Layer (SCL) — пиксел-нивна класификација типа површине. Алгоритам аутоматски одбацује пикселе означене као сатурирани/дефектни (класа 1), сенка облака (3), облаци различите дебљине (8–10) и снег/лед (11). Остају само пиксели стварне површине тла или вегетације. Овим се избегава такозвани „cloud bias" — фалсификовано просечно стање при облачним условима.

Дневни режим (од маја 2026). Свакодневно у 07:00 GitHub Actions крон активира Python скрипту која: (1) скенира Sentinel-2 каталог за последњих 10 дана, (2) идентификује снимке који обухватају Рајац, (3) за сваки дан рачуна индекс мапу, (4) примењује SCL маску, (5) по свакој парцели израчунава статистику свих 7 индекса, (6) проверава да ли је сцена употребљива (мин. 60% парцела са ≥10 валидних пиксела), (7) снима резултат у JSON, (8) ажурира тренд податке текућег месеца, (9) покреће алгоритам за детекцију аларма. Цео процес траје 1–5 минута, у потпуности аутоматизован.

Месечни режим. Паралелно ради и месечни композит — 9. у сваком месецу скрипта прави медијанску композицију свих расположивих снимака претходног месеца. Месечни мод је робуснији за дугорочне трендове, а дневни мод за брзу реакцију.

Обрада на Google Earth Engine: петабајти Sentinel-2 архиве остају у Google клауду — Python скрипта шаље само упит, а назад добија сажете JSON статистике. Финални JSON фajлoви су свега неколико KB по парцели, па се могу одмах послужити у браузеру без сервиса.

Аутоматски аларми

Шест типова раног упозорења

Управник заштићеног подручја не мора свакодневно да гледа графике — систем сам шаље упозорења када препозна одређени образац. Алгоритам поређује тренутну вредност индекса са базом 7 дана раније.

💧

Сушни стрес

NDMI ↓ 0,08 или NDRE ↓ 0,05 за 7 дана

Пад влажности у биомaси или садржаја хлорофила — рани сигнал недостатка воде, 7–14 дана пре видљивих симптома.

🌿

Пад виталности

NDVI ↓ 0,08 за 7 дана

Општи пад виталности зелене биомасе. Може указивати на болест, штеточине или почетак сезонског старења.

🔥

Кризни стрес

NDVI ↓ 0,15 И NDMI ↓ 0,10 за 7 дана

Истовремен пад и виталности и влажности — тешка дегардација која захтева хитну управљачку реакцију.

🚒

Пожар или нагла жетва

NBR ↓ 0,20 за 5 дана

Нагли скок горућег индекса. Окидач реагује у року од 24 сата после прелета — кључно за брзу интервенцију.

🟫

Голо тло и ерозија

BSI ≥ 0,20 или ↑ 0,15 за 7 дана

После жетве остаје голо тло. На нагибима — опасност од водене ерозије после кише.

🌱

Опоравак

NDVI ↑ 0,05 за 7 дана

Позитиван сигнал — мере дају резултат, или је повољно време вратило вегетацију у нормалу.

Сви прагови су конфигуративни у датотеци alerts/thresholds.json и могу се прилагодити локалним условима и искуству. Систем подржава и имејл нотификације — управник добија поруку само када се појави нов аларм, без дуплирања за исти случај.

Интерфејс

Два режима приказа на сајту

Месечни режим даје преглед свих месечних композита од јануара 2026 — за дугорочне трендове, поређење сезона и годишње извештаје.

Дневни режим приказује сваки појединачни снимак у текућем месецу. Колона Δ 7d показује промену у односу на стање пре 7 дана за сваку парцелу и сваки индекс. Sparkline графови уз сваку парцелу су мини-визуелизација тренда. Аларм-банер на врху странице — када активни аларми постоје, истичу се по нивоу (критично, упозорење, опоравак). Heat map преко парцеле — сваки 10 m пиксел добија боју по својој вредности изабраног индекса.

Палета боја прилагођава се изабраном индексу (зелено-смеђа за вегетацију, плава-смеђа за влажност, црвена-зелена за пожар) тако да читалац интуитивно разуме шта је нормално а шта одступа.

Погледaj уживо на piorajac.rs/agro-kopernikus

Отвореност

Сваки слој система је отворен

Сви компонeнти овог система су отворени и без лиценцних трошкова: Copernicus Sentinel-2 је бесплатан ЕУ програм, Google Earth Engine је бесплатан за истраживачке и нелекомерцијалне сврхе, скрипте су у Python 3.11 уз opensource библиотеке (Apache 2.0), аутоматизација кроз GitHub Actions је бесплатна за јавне репозиторијуме, веб приказ је WordPress plugin са vanilla JavaScript и SVG графиком.

Сваки заинтересовани истраживач може: преузети све историјске JSON-е директно из репозиторијума github.com/suvoborskirajac/rajac-agro-data, клонирати скрипту за свој локалитет (свака парцела се додаје уписом у GeoJSON), прилагодити прагове аларма за своје културе, користити агрегиране податке у објавама без лиценцних ограничења.

Шта то значи за праксу

Зашто су ови подаци важни за управљање

За управника ПИО „Рајац" и пољопривреднике, овај систем значи свакодневни увид без теренског обиласка, рано упозорење на сушни стрес 7–14 дана пре видљивих симптома голим оком, брзу детекцију пожара у року од 24 сата после прелета, и независни верификабилан запис стања парцеле сваког дана — доказни материјал за случајеве спора о штети или субвенцији.

За научну јавност у Србији, овај пројекат представља пример отворене инфраструктуре за прецизну пољопривреду која може да се копира на друга заштићена подручја, шаблон за операционални Sentinel-2 пипелине који не захтева скупе платформе, и стварну тестну област за алгоритме детекције аномалија.

У периоду 2026–2030. прикупиће се око 180–200 снимака по парцели, статистички довољно за поуздану анализу сушних година, утицаја различитих култура на здравље тла, и корелације падавина (ERA5-Land) са биомaсoм.

        Дневно
        Аутоматски билд сваког јутра у 07:00, без људске интервенције
      

        Отворено
        JSON архива јавно доступна на GitHub-у, лиценца Creative Commons
      

        Прецизно
        10 m резолуција — сваки 10×10 m пиксел се види посебно
      

        Бесплатно
        Без лиценцних трошкова — Copernicus је европско јавно добро
      

Отвори агро монитор уживо