Hrvatska zaklada za znanost · IP-2025-02 · 2025.–2028.
UTOMIKA
Urbani toplinski otoci Mediterana i kontinenta Hrvatske
Gradovi zadržavaju toplinu. UTOMIKA mjeri koliko, gdje i zašto — u Zagrebu i Splitu, kroz 37 godina satelitskih snimki — i pretvara rezultat u kartu gradskih područja koja su najizloženija.
EN | HR
3 godine
studeni 2025. – listopad 2028.
1991.–2027.
razdoblje analize
2
grada: Zagreb i Split
1.400+
obrađenih satelitskih snimki
Nositelj
Sveučilište u Zagrebu, Geodetski fakultet
O projektu
Urbani toplinski otok razlika je u temperaturi između grada i okolnoga ruralnog područja. Može doseći deset stupnjeva Celzijevih i nije ravnomjerno raspoređena: toplina se nakuplja ondje gdje je vegetaciju zamijenio asfalt, beton i metal, gdje su zgrade dovoljno visoke i zbijene da zadrže topli zrak te gdje su površine dovoljno tamne da tijekom dana upijaju sunčevo zračenje, a noću ga otpuštaju.
Učinak je mjerljiv, ali slabo kartiran. Meteorološke postaje daju precizna očitanja na nekoliko fiksnih točaka, rijetko upravo onima koje su najvažnije; satelitske termalne snimke pokrivaju sve, ali su ograničene učestalošću preleta satelita i naoblakom. UTOMIKA kombinira oboje, nad Zagrebom na kontinentalnoj strani i Splitom na mediteranskoj obali, kako bi se dvije klime mogle izravno usporediti.
U razdoblju od 1991. do 2027. projekt računa vrijednosti vegetacijskog indeksa, temperature površine zemlje i kritičkog indeksa okoliša iz više od 1.400 satelitskih snimki, provjerava ih vlastitim terenskim mjerenjima i sve to koristi kao ulaz u modele strojnog učenja. Rezultat je gradirana karta: koji su dijelovi svakoga grada već toplinski otoci, a koji će to najvjerojatnije postati.
Ciljevi
01
Povezanost podataka
Utvrditi kako su različiti ulazni skupovi podataka međusobno povezani, kako bi zajedno mogli podržati odluke o detekciji, praćenju i sprečavanju toplinskih otoka. To je glavni znanstveni rezultat projekta i postiže se nakon svih ostalih aktivnosti.
02
Katalog izvora podataka
Izraditi katalog poslužitelja otvorenih podataka korisnih za detekciju i analizu toplinskih otoka te popis komercijalnih izvora koji ih mogu nadopuniti. Dovršava se u prva tri mjeseca jer o njemu ovisi sve ostalo.
03
Detekcija i analiza toplinskih otoka
Kartirati toplinske otoke u Zagrebu i Splitu iz satelitskih snimki, od svibnja do rujna, za razdoblje od 1991. do 2027., uz terenska mjerenja 2026. i 2027. za provjeru rezultata.
04
Digitalni atlas
Objaviti digitalni atlas usrednjenih vrijednosti vegetacijskog indeksa, temperature površine zemlje i kritičkog indeksa okoliša za oba grada kroz cijelo razdoblje. Izrađuje se u posljednjih pola godine projekta.
05
Gradacija rizika
Podijeliti Zagreb i Split na zone gradirane prema vjerojatnosti nastanka toplinskog otoka, na temelju povezanosti utvrđenih u cilju 01.
Ključne aktivnosti
Kroz tri godine projekta teče sedam smjerova rada, od kojih svaki služi jednom ili više ciljeva navedenih iznad.
Cilj 02
Katalog izvora podataka
Projekt pregledava nacionalne, europske i međunarodne platforme koje objavljuju meteorološke i geoprostorne podatke važne za urbanu toplinu — satelitske snimke, klimatske zapise, korištenje zemljišta — i objedinjuje ih u jedinstven katalog. Uz njega nastaje i kraći popis komercijalnih izvora, ponajprije snimki visoke razlučivosti, za slučajeve kad otvoreni podaci nisu dovoljni.
Ciljevi 01 · 03
Klimatološka podloga
Klimatološka studija obuhvaća Zagreb i Split za razdoblje od 1991. do 2024., na temelju mjerenja s postaja Grič, Maksimir, Pleso i Marjan. Analiziraju se srednja, minimalna i maksimalna temperatura zraka, količina oborine, temperatura tla na 2 i 5 cm te vjetar, čime se postavlja podloga za tumačenje satelitskih rezultata.
Cilj 03
Obrada satelitskih snimki
Termalne snimke sustava Landsat 5, 8 i 9 pokrivaju dnevno stanje, MODIS noćno, a Sentinel-2 daje kanale vidljivog dijela spektra potrebne za klasifikaciju područja i vegetacijski indeks. Iz njih se računaju vrijednosti temperature površine zemlje i kritičkog indeksa okoliša za razdoblje od svibnja do rujna kroz cijelo promatrano razdoblje.
Cilj 03
Terenska provjera
Od lipnja do rujna 2026. i 2027. tim mjeri na pet unaprijed određenih lokacija u svakom gradu: temperaturu zraka, kontaktnu temperaturu tla i temperaturu tla na dubini od 5 cm, uz mjerenje površinske temperature infracrvenim termometrom i očitanja s pokretnih meteoroloških postaja. Dnevna su mjerenja usklađena s preletima Landsata, a noćna s preletima MODIS-a, tako da terenski i satelitski podaci opisuju isti trenutak.
Ciljevi 01 · 05
Geometrija urbanog prostora
Uz termalne podatke projekt analizira i oblik izgrađenog prostora: faktor vidljivosti neba kao mjeru koliko otvoreno neko mjesto može odavati toplinu, omjer visine zgrada i širine ulica koji upravlja strujanjem zraka te albedo površina radi prepoznavanja materijala koji potiču pregrijavanje. Riječ je o nekima od najjačih pokazatelja mjesta na kojima se toplina nakuplja.
Ciljevi 01 · 05
Strojno učenje i gradacija rizika
Konvolucijske neuronske mreže prepoznaju obrasce toplinskih otoka na snimkama, dok rekurentne i LSTM mreže iz vremenskih nizova iščitavaju dugoročne trendove i sezonske varijacije. Objedinjeni rezultat dijeli Zagreb i Split na zone gradirane prema riziku od nastanka toplinskog otoka.
Cilj 04
Atlas i diseminacija
Usrednjene vrijednosti vegetacijskog indeksa, temperature površine i kritičkog indeksa okoliša objedinjuju se u digitalni atlas za razdoblje od 1991. do 2027., objavljen na internetu i dostupan putem web aplikacije. Tim tijekom cijelog projekta objavljuje radove u recenziranim časopisima i izlaže na međunarodnim konferencijama, među njima na ISPRS kongresu i EARSeL simpozijima.
Partneri
Sveučilište u Zagrebu, Geodetski fakultet
Nositelj projekta. Vodi obradu satelitskih snimki, izradu kataloga izvora podataka i digitalnog atlasa.
Andrija Krtalić — voditelj projekta
Ana Kuveždić Divjak — katalog podataka i atlas
Sveučilište u Splitu, FESB
Strojno učenje i višekriterijalne analize te gradacija rizika za oba grada.
Ljiljana Šerić — strojno učenje i gradacija rizika
Sveučilište u Splitu, FGAG
Terenske mjerne kampanje i analiza toplinskih otoka za područje Splita.
Meteorološke podatke osigurava Državni hidrometeorološki zavod (DHMZ), uz dopunu iz mreže meteoroloških postaja udruge Pljusak.
O ustanovama
Sveučilište u Zagrebu, Geodetski fakultet
Fakultet se bavi nastavom i istraživanjem u geodeziji i geoinformatici — izmjerom, fotogrametrijom, daljinskim istraživanjima, kartografijom i geoinformacijskim sustavima. Nositelj je projekta UTOMIKA te provodi obradu satelitskih snimki, izradu kataloga izvora podataka i kartografski rad na digitalnom atlasu.
Sveučilište u Splitu, FESB
Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje bavi se umjetnom inteligencijom i distribuiranim sustavima, s istraživačkim smjerom usmjerenim na njihovu primjenu u upravljanju okolišem. Na projektu UTOMIKA odgovoran je za modele strojnog učenja i za gradaciju dvaju gradova prema riziku od toplinskih otoka.
Sveučilište u Splitu, FGAG
Fakultet građevinarstva, arhitekture i geodezije donosi znanja o građevinskim materijalima, izgrađenom okolišu i geodetskoj izmjeri. Na projektu UTOMIKA provodi terenske mjerne kampanje i analizu područja Splita, mediteranskog primjera u projektu.
Financira Hrvatska zaklada za znanost
Ovo istraživanje financirala je Hrvatska zaklada za znanost projektom IP-2025-02-REPLACE.
UTOMIKA — Urbani toplinski otoci Mediterana i kontinenta Hrvatske. Nositelj: Sveučilište u Zagrebu, Geodetski fakultet. Voditelj projekta: Andrija Krtalić. Studeni 2025. – listopad 2028.