Супутники в сільському господарстві

Супутникові дані — ключовий вхід для точного землеробства — надають мультиспектральні знімки з просторовою роздільністю 1–30 м і часовою роздільністю 1–7 днів. Застосування: моніторинг посівів, виявлення стресу, диференційоване внесення (див. Variable Rate Application), прогноз урожаю.

Основні супутникові програми:

1. Copernicus Sentinel (ЄС, безкоштовно!):

• Sentinel-2 — мультиспектральний (13 каналів), роздільність 10 м (RGB+NIR), 20 м (red edge), 60 м (атмосферні)
• Частота: 5 днів (комбінація 2 супутників)
• Покриття: уся Європа регулярно
• Вартість: БЕЗКОШТОВНО для всіх (ініціатива ЄС)
• API: Sentinel Hub, Google Earth Engine

2. Landsat (США, NASA, безкоштовно!):

• Landsat 8/9 — роздільність 30 м (мультиспектральний), 100 м (термальний)
• Частота: 16 днів (один супутник)
• Покриття: глобальне з 1972 (50+ років даних!)
• Вартість: БЕЗКОШТОВНО
• Використання: довгострокові тренди, історія

3. Planet Labs (США, комерційні):

• PlanetScope — щоденні знімки, роздільність 3 м
• SkySat — роздільність 0,5 м (субдетальна)
• Вартість: 10–50 USD/км²/міс.
• Використання: точне землеробство на рівні рослини

4. Maxar / DigitalGlobe (комерційні, дорогі):

• WorldView-3/4 — роздільність 0,3 м
• Використання: військові, міське планування, рідко сільське господарство

5. NICFI (Норвегія, тропічні лісові дані безкоштовно):

• Planet Labs PlanetScope для тропіків БЕЗКОШТОВНО
• Для європейських ферм нерелевантно

Вегетаційні індекси (ключові результати):

1. NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) — див. Індекс NDVI:

• Формула: (NIR - RED) / (NIR + RED)
• Значення: -1 до +1 (посіви: 0,3–0,9)
• Інтерпретація: вище = більше хлорофілу = здоровіший посів
• Застосування: виявлення стресу, диференційоване азотне удобрення

2. NDRE (Normalized Difference Red Edge):

• Формула: (NIR - RedEdge) / (NIR + RedEdge)
• Чутливіший до варіабельності N у культурі
• Застосування: рішення щодо удобрення протягом сезону

3. EVI (Enhanced Vegetation Index):

• Стійкіший до атмосферних ефектів
• Підходить для лісів, густих посівів

4. SAVI, OSAVI (з поправкою на ґрунт):

• Для низького покриття (кукурудза у BBCH 12–30)
• Враховує ефект оголеного ґрунту

5. Термальні індекси:

• Термальний канал Landsat 8/9
• CWSI (Crop Water Stress Index) — виявлення посухи
• Sentinel-3 = краще теплові знімки (1 км роздільність, щодня)

6. SAR (радар із синтезованою апертурою):

• Sentinel-1 — радар (проникає крізь хмари, бачить уночі)
• Застосування: вологість ґрунту, біомаса, виявлення збирання

Комерційні платформи для фермерів:

• Climate FieldView (США, Bayer) — топ глобальна
• OneSoil (Нідерланди) — безкоштовна, NDVI з Sentinel
• Yara Atfarm — варіабельність N
• Soyl (Велика Британія) — диференційоване внесення N + насіння
• Agremo (Сербія) — комбінація дрон + супутник
• SatAgro (Польща) — на базі Sentinel, європейські ферми
• Sentinel Hub Playground — платформа для самостійної роботи (технічна)

Застосування на фермі:

1. Диференційоване азотне удобрення:

• NDVI Sentinel-2 пшениці у BBCH 32
• Мапа варіабельності → файл для обприскувача (ISO XML)
• Машина для внесення реагує посекційно (секції 10–24 м)
• Економія N: 10–20 %

2. Виявлення стресу (посуха, хвороба):

• Регулярний моніторинг NDVI
• Аномалія = сигнал для перевірки поля
• Раннє втручання = профілактика втрат

3. Прогноз урожайності:

• Історичні дані NDVI + модель МН
• Прогноз урожаю за 30–60 днів до збирання
• Планування логістики (сушарки, склади)

4. Страхування врожаю:

• Параметричне страхування — поліс виплачує за аномалією NDVI
• Без потреби огляду поля страховиком
• Ринок: Hannover Re, Munich Re — європейське параметричне страхування

5. Контролі CAP ЄС:

• Платіжні агенції використовують дані Sentinel для контролю системи ідентифікації земельних ділянок (LPIS, див. LPIS)
• Виявляє «збирання до повідомлення», неоголошені операції
• «Геотеговані фото» верифіковані супутниками

6. Історичний аналіз поля:

• 10+ років даних NDVI БЕЗКОШТОВНО
• Ідентифікація варіабельності ґрунту (зони)
• Планування інвестицій (дренаж, вапнування зон)

Технічні обмеження:

• Хмари — оптичний Sentinel-2 не бачить крізь хмари (близько 30 % знімків захмарені)
• Роздільність — 10 м не бачить окремих рослин (лише площинно)
• Атмосферні корекції — потребують попередньої обробки (вирішують платформи)
• Часова затримка — від зйомки до доступності 1–7 днів

Вартість для ферми:

Безкоштовний рівень (Sentinel + OneSoil):

• Базовий NDVI 1 раз на тиждень
• Підходить для малих ферм

Середній рівень (Climate FieldView, eAgronom):

• Повний інтерфейс, мапи диференційованого внесення, інтеграція з технікою
• Підходить для ферм 200–1 000 га

Топ-рівень (Planet + кастомна аналітика):

• Щоденна роздільність 3 м, власні моделі ШІ
• Підходить для великих корпоративних ферм або дослідницьких проєктів

Майбутнє:

• Sentinel-3 NextGen (2025+) — вища роздільність
• Інтеграція ШІ — автоматичне виявлення конкретних хвороб (іржа, септоріоз)
• Страхування в реальному часі — миттєва виплата за супутником
• Вуглецеві кредити — верифікація секвестрації за допомогою супутникового моніторингу (див. Вуглецеве землеробство)

Див. також Індекс NDVI, Variable Rate Application, RTK GPS, LPIS, Вуглецеве землеробство, Телематика, Дрони в сільському господарстві.