Zobrazowania satelitarne, znane powszechnie jako zdjęcia satelitarne, to cyfrowo obrobione obrazy powierzchni Ziemi wykonane za pomocą umieszczonych na orbicie satelitów, wyposażonych w sensory. Dane satelitarne można opisać za pomocą trzech głównych parametrów: rozdzielczości przestrzennej, rozdzielczości czasowej i rozdzielczości spektralnej (w przypadku zobrazowań optycznych).

Rozdzielczość przestrzenna to wielkość piksela obrazu. Im większa jest rozdzielczość, tym więcej obiektów jesteśmy w stanie rozróżnić na powierzchni Ziemi. Zdjęcia niskiej rozdzielczości to zdjęcia, w których długość boku piksela reprezentuje odległość ponad 30 m. O średniej rozdzielczości mówimy w przypadku zdjęć o długości piksela od 2-30 m, a wysokiej rozdzielczości zdjęcia uzyskamy przy długości piksela mniejszej niż 2 m. Współczesne satelity są w stanie wykonać zdjęcia o rozdzielczości przestrzennej nawet poniżej 0,5 m, co pozwala na uzyskanie bardzo dokładnego obrazu.

Rozdzielczość czasowa to natomiast minimalny czas, w jakim dany satelita jest w stanie zobrazować dwukrotnie wybrany obszar - im wyższa rozdzielczość czasowa, tym częściej otrzymujemy informacje o danym miejscu.

Surowe dane satelitarne, dzięki odpowiedniej obróbce i stosowaniu zaawansowanych algorytmów, mogą zostać z powodzeniem wykorzystane w wielu obszarach, również w administracji publicznej. Wykorzystanie tego typu danych, dzięki miniaturyzacji technologii i stale obniżającym się kosztom produkcji, staje się coraz bardziej powszechne. Ich potencjał stopniowo odkrywają również władze miast, także w Polsce.

Po co miastom dane satelitarne?

Dynamiczny rozwój technologii sektora kosmicznego skutkuje tworzeniem coraz bardziej zaawansowanych algorytmów, które umożliwiają “wyciąganie” z uzyskanych zdjęć informacji odpowiadających na konkretne potrzeby użytkowników. Umiejętne wykorzystanie zobrazowań satelitarnych może być zatem cennym źródłem informacji dla samorządów i pomóc im w planowaniu dalszego rozwoju miast, skutecznym zarządzaniu kryzysowym czy efektywnym wykorzystaniu zasobów. Aktualnie dane satelitarne mogą stać się wydajnym narzędziem dla przedstawicieli jednostek samorządu terytorialnego przy podejmowaniu decyzji w bardzo wielu obszarach.

Jednym z potencjalnych sposobów wykorzystania zdjęć satelitarnych jest zapobieganie tworzeniu się miejskich wysp ciepła. Wykorzystanie satelitów wyposażonych w sensory generujące obrazy termalne pozwala uzyskać charakterystykę termiczną powierzchni miasta i wskazać rozmieszczenie reduktorów i emitorów ciepła. W ten sposób samorządy mogą obniżać temperaturę poprzez planowanie nasadzeń czy odbetonowanie powierzchni na danym obszarze. Zarządzanie zielenią miejską to również ważny aspekt, w którym warto wykorzystać zobrazowania satelitarne, nie tylko w kontekście wysp ciepła. Dane satelitarne mogą wspierać w szybkim wykrywaniu pożarów, a także służyć do oceny stanu i kondycji nasadzeń poprzez wykrywanie obszarów zajętych przez martwe drzewa. Taki projekt SatRevolution planuje w ramach inicjatywy The Australian Space Manufacturing Network (ASMN). Zakłada on wykorzystanie satelitów do wczesnego wykrywania pożarów buszów i monitorowania upraw.

Zdjęcia satelitarne umożliwiają też ocenę skali problemu zanieczyszczenia światłem, który stanowi wyzwanie dla miast nie tylko w kontekście strat energii, a co za tym idzie, strat finansowych, ale też zaburza naturalny cykl dobowy fauny i flory powodując tym samym degradację systemów biologicznych.

Spektrum wykorzystania możliwości tego typu danych jest niezwykle szerokie. Oprócz wymienionych aspektów obrazowanie może odegrać istotną rolę w planowaniu transportu miejskiego i rozwoju infrastruktury drogowej, kontrolowaniu jakości powietrza czy wczesnym ostrzeganiu przed różnymi zagrożeniami – zakres wykorzystania analiz może być dostosowany do konkretnych warunków i potrzeb.

- Nie tylko realizujemy projekty wykorzystując zobrazowania satelitarne, ale też projektujemy i wytwarzamy satelity pod konkretne potrzeby. Jesteśmy więc w stanie wykorzystać określone narzędzia, np. sensory, aby dostosować satelitę do określonych wymagań i celów projektu. Pozwala nam to na wyjście poza informacje dostarczane przez dostawców zobrazowań satelitarnych i zaproponować kompleksowe rozwiązania oparte o własne satelity – powiedział Michał Hermanowski, Dyrektor Sprzedaży Danych w SatRevolution.

- Największą zaletą jest rozdzielczość czasowa przy stosunkowo niskich kosztach technologii. Możliwość pozyskiwania danych w krótkich odstępach czasu (…). W przeciwieństwie do zdjęć wykonanych z samolotu, technologie satelitarne pozwalają na częste i szybkie zbieranie danych - dodał CEO spółki, Grzegorz Zwoliński.

Więcej o możliwościach, jakie dane satelitarne oferują można przeczytać w rozbudowanym podręczniku opublikowanym przez Polską Agencję Kosmiczną POLSA „Dane satelitarne dla administracji publicznej”.

Samorządy, a technologie

Zainteresowanie gmin technologiami satelitarnymi jest coraz większe. Po udanej współpracy firmy SatRevolution z Urzędem Miasta Wrocławia, o której pisaliśmy w tym artykule, pojawiły się również pomysły na realizację podobnych projektów w Gdańsku, Tarnowie i Gminie Barcin. Dzięki stosunkowo niskim kosztom technologii projekt można z powodzeniem wyskalować na konkretne potrzeby nie tylko dużych miast, ale także małych gmin.

Co decyduje o udanej współpracy z miastem z perspektywy firmy technologicznej? - Współpraca z miastami zawsze przynosi różnego rodzaju wyzwania. Aby lepiej sobie z nimi radzić zawsze dzielimy projekt na etapy, a każdy z nich jest rozliczany odrębnie. To pozwala nam na wprowadzanie korekt czy usprawnień na bieżąco w czasie trwania projektu. Taka sytuacja miała miejsce właśnie we Wrocławiu, gdzie prowadzony był projekt wykorzystujący detekcję satelitarną do wykrywania nieszczelności w lokalnym systemie podatkowym. Po dwóch pierwszych etapach wspólnie z przedstawicielami samorządu zadecydowaliśmy, żeby wykorzystać w analizie również inne dane oraz zmodyfikować szablon raportu. Na ten pomysł wpadli Urzędnicy, którzy po otrzymaniu pierwszych raportów dostrzegli sposoby na przyspieszenie analizy. Taka forma projektu pozwala nam na szybką reakcję na pojawiające się wyzwania i dopasowanie do bieżących potrzeb samorządu  – wskazał Michał Hermanowski.

Jako istotny aspekt owocnego wdrożenia nowych technologii w samorządach przedstawiciele SatRevolution wskazują otwartość urzędników na innowacje. - Od strony infrastrukturalnej i technicznej polskie miasta są już gotowe na współpracę z firmami technologicznymi, jednak kluczowe jest nastawienie urzędników na każdym szczeblu organizacji i chęć do testowania nowych rozwiązań. Potrzebne jest do tego wdrożenie pewnego rodzaju strategii i stworzenia przestrzeni do wdrażania innowacji w mieście. Zainteresowanie innowacjami wyłącznie na poziomie władz miasta często nie jest wystarczające do skutecznego wdrożenia. Konieczne jest również angażowanie w działania osób na stanowiskach kierowniczych, dyrektorskich i tworzenie od podstaw kultury organizacyjnej sprzyjającej rozwojowi innowacyjnych rozwiązań - podkreślił Michał Hermanowski. 

Jaką przyszłość czeka space tech?

Powszechność i miniaturyzacja technologii satelitarnych powoduje, że koszty wyprodukowania i umieszczenia na orbicie satelity są coraz niższe. Jeszcze parę lat temu kamera, której rozdzielczość powierzchniowa wynosiła ok. 3-4 m musiała być wzniesiona na satelicie ważącym setki kilogramów, dzisiaj jest to niewielki satelita. Ograniczenia związane z technologią są pokonywane rok do roku. Wyprodukowanie dedykowanego satelity staje się więc coraz bardziej atrakcyjne i opłacalne dla miast, ponieważ w szybki sposób dostarcza danych, których zbieranie innymi metodami byłoby pracochłonne i kosztowne.

Wzrasta również świadomość przedstawicieli samorządów na temat dostępnych rozwiązań, jednak wciąż dużą rolę ogrywa edukacja i popularyzacja zagadnień związanych z sektorem kosmicznym wśród urzędników. Doświadczenie firm takich jak SatRevolution pokazuje, że często to brak wiedzy na temat możliwości wykorzystania danej technologii w administracji publicznej jest największą barierą do jej wdrożenia. Gdy dostarcza się wiedzę na temat sposobu działania danej technologii, to pracownicy urzędów najczęściej sami znajdują dla niej szereg zastosowań w swojej codziennej pracy i posiadają mnóstwo pomysłów na to, jak takie działania rozwijać. Dzielenie się dobrymi praktykami i przykładami udanych wdrożeń stanowi więc ważny element w rozwoju innowacji polskich miast.

Czy technologie satelitarne niosą ze sobą zagrożenia?

Technologia satelitarna jest tańsza i bardziej bezpieczna niż np. samolotowe obrazowania czy drony. Użytkowanie technologii nie wiąże się ze śladem węglowym takim, jak w przypadku samolotu i pozwala na uzyskanie ciągłości danych. Dane, które zostały zebrane przez satelity posiadają zabezpieczenia chroniące przed ewentualnym cyberatakiem. Przechowywane są w systemach chmurowych, a dostęp do nich mają osoby, które zakupiły abonament.

Należy też zaznaczyć, że same dane satelitarne nie zawierają wrażliwych informacji, takich jak dane osobowe, których ujawnienie niosłoby ze sobą niebezpieczeństwa. Istotne jest natomiast rozmieszczanie satelitów w taki sposób, aby wyeliminować ryzyko kolizji z innymi urządzeniami na orbitach. Jest to utrudnione ze względu na rosnącą liczbę kosmicznych śmieci poruszających się po orbicie okołoziemskiej, które są pozostałością po sztucznych obiektach stworzonych przez człowieka, nie spełniających dłużej swojego zadania. Są to nieczynne satelity, odpryski farby czy elementy rakiet, powodujące niebezpieczeństwo kolizji z funkcjonującymi urządzaniami. Według ESA na orbicie dryfuje milion elementów w rozmiarze 1-10 cm i aż 330 milionów mniejszych niż 1 cm. Satelity produkowane przez SatRevolution spalają się w atmosferze po zakończonej misji, dzięki czemu nie wpływają na wzrost liczby kosmicznych śmieci.

Dane satelitarne, umiejętnie wykorzystane, mogą być cennym źródłem informacji, również dla samorządów. Ich zastosowanie jest naprawdę szerokie i zależy od potrzeb odbiorcy. Warto zapoznać się z ich potencjałem, który bez wątpienia może być pomocny w rozwijaniu miast przyszłości.