Inovatívne využitie GIS a strojového učenia pre dekarbonizáciu sídiel · Pilotná obec: Galanta
Projekt Climate Neutral Municipality reaguje na naliehavú potrebu dekarbonizácie na lokálnej úrovni. Zatiaľ čo národné a európske stratégie definujú ciele, samosprávy často narážajú na nedostatok presných dát potrebných pre efektívne plánovanie. Naším cieľom je vytvoriť inovatívny, automatizovaný systém, ktorý prepojí moderné technológie GIS s algoritmami strojového učenia.
09I04-03-V02-00002
02/2025 – 06/2026
Plán obnovy a odolnosti SR
Výskum a inovácie pre dekarbonizáciu ekonomiky
Samosprávy produkujú značné emisie, no chýbajú im presné dáta o tom, kde a ako efektívne dekarbonizovať – nielen budovy, ale celé územia (Land Cover). Integrácia dekarbonizačných riešení na úrovni obcí je stále v začiatkoch.
Automatizovaný systém využívajúci satelitné snímky, lokálne senzory a AI na identifikáciu uhlíkových hotspotov a potenciálu dekarbonizácie až na úroveň katastra. GIS a ML technológie pre komplexnú analýzu celého územia obce.
Posun výskumu z úrovne TRL 1 (Myšlienka) do TRL 3 (Overenie konceptu). Vytvorenie máp potenciálu uhlíkovej bilancie a dekarbonizácie pre každú plochu v obci s katastrálnou presnosťou. Pilotné merania a overenie koncepcie sa realizujú v meste Galanta.
Galanta slúži ako kľúčové laboratórium pre náš výskum. Mesto bolo vybrané ako pilotná obec pre terénne merania, zber dát z lokálnych senzorov a overenie koncepcie projektu CLIMANEMU. Výsledky z Galanty budú slúžiť ako referenčný model pre rozšírenie metodiky na ďalšie samosprávy na Slovensku.
Budovy v EÚ predstavujú približne 36 % emisií skleníkových plynov. Doprava, priemysel a poľnohospodárstvo majú tiež významný vplyv ako zdroje emisií.
Mestské oblasti sú miestami, kde žije 75 % európskej populácie.
Dekarbonizácia všetkých typov území obcí, nielen budov, je na Slovensku čiastočne prehliadaná. Existuje medzera v riešení stratégií dekarbonizácie oblastí v celej oblasti spravovanej obcou.
Projekt predstavuje skok za súčasný stav riešení, metodík a produktov, ktoré sa na Slovensku zatiaľ neaplikujú. Potenciál GIS v dekarbonizácii obcí zostáva do značnej miery nevyužitý.
Projekt je v súlade s INEKP SR na roky 2021–2030 a s Energetickou politikou Slovenska (EP SR).
100 klimaticky neutrálnych miest do roku 2030 – občanmi a pre občanov.
Pretvoriť rozvoj obcí na Slovensku využitím technológií GIS a ML pre dekarbonizáciu na úrovni územia
Výskum inovatívnych metodík dekarbonizácie obcí s dôrazom na princípy udržateľného rozvoja. Pripraviť prehľady literatúry a porovnávacie analýzy s existujúcimi teoretickými rámcami. Posúdenie originality a potenciálnej použiteľnosti konceptualizovaných metodík.
Jednotná architektúra harmonizujúca rôzne zdroje údajov s technikami GIS a ML. Preskúmať navrhovanú architektúru v porovnaní so súčasnými osvedčenými postupmi. Posúdenie potenciálnej škálovateľnosti a prispôsobivosti systému pre pokročilé štádiá TRL.
Teoretické modely dynamiky energie a potenciálnych prínosov dekarbonizácie v rôznych krajinách. Overiť modely v porovnaní s existujúcimi teoretickými rámcami a recenzovaným výskumom. Určenie potenciálu modelov pre aplikáciu v reálnom svete.
Predbežné algoritmy využívajúce GIS a ML na analýzu dekarbonizačného potenciálu mestských oblastí. Testovať algoritmy na simulovaných súboroch údajov a porovnávať ich s teoretickými modelmi. Kvantifikácia potenciálu algoritmu z hľadiska presnosti a škálovateľnosti.
Integrácia technológií GIS pre vizualizáciu údajov a algoritmy riešení. Skontrolovať integračné návrhy podľa štandardov TRL 1 a existujúcich metodológií výskumu GIS. Zmeranie potenciálu navrhovanej integrácie pre vyššie štádiá TRL.
Prieniky s európskymi výskumnými iniciatívami, najmä programom Horizont Európa. Vykonať komplexnú revíziu priorít a cieľov výskumu programu Horizont Európa. Určenie zosúladenia a možnosti spolupráce.
Integrácia diaľkového prieskumu Zeme, strojového učenia a GIS technológií
Proces znižovania emisií uhlíka v rámci územia obce, zahŕňajúci všetky typy krajinnej pokrývky a zdrojov emisií.
Komplexný prístup k plánovaniu a riadeniu územia obce s ohľadom na udržateľnosť a klimatickú neutralitu.
Technológie pre priestorovú analýzu, vizualizáciu a modelovanie geografických dát na úrovni katastra.
Algoritmy umelej inteligencie pre automatickú klasifikáciu, predikciu a optimalizáciu dekarbonizačných procesov.
Automatizovaný systém pre dekarbonizáciu obcí využívajúci GIS, ML a AI
Umelá inteligencia a strojové učenie CEIID
GIS a diaľkový prieskum Zeme UK · UPJŠ
Teoretický model, ktorý integruje uhlíkový vstup/výstup (rovnováhu) pre oblasti pokrytia územia. Metodika výpočtu emisií skleníkových plynov podľa AFOLU (IPCC 2019) na základe metodiky krajinnej pokrývky (EEA 2017).
02/2025 – 06/2026 · 17 mesiacov · 4 pracovné balíky
Konzorcium spája akademickú excelentnosť s modernou technologickou zdatnosťou
Ako najstaršia a najväčšia univerzita na Slovensku má UK bohatú históriu akademickej excelentnosti. Prírodovedecká fakulta zabezpečuje výskumné programy uznávané v celoeurópskom kontexte. Na projekte sa podieľa Katedra fyzickej geografie a geoinformatiky.
Etablované centrum geopriestorových vied a diaľkového prieskumu Zeme. Disponuje DPZ laboratóriom s vlastnými bezpilotnými vzdušnými systémami (LiDAR, hyperspektrálne, multispektrálne a termokamery), pozemnými laserovými skenermi.
Výskumné centrum zamerané na energetické inovácie a trvalo udržateľný rozvoj. Špecializuje sa na programovanie AI a ML, čo umožňuje vytvárať algoritmy a modely naprieč doménami. Hlboké znalosti v oblasti energetiky, udržateľnosti a ekológie.
Detailný prehľad prínosov pre dekarbonizáciu sídiel (TRL 1–3)
Klimatická neutralita do 2050, zníženie emisií o 55 % do 2030
Klíma, energia a mobilita – 100 klimaticky neutrálnych miest
Integrovaný národný energetický a klimatický plán SR
Výzva 09I04-03-V02 na podporu výskumu v oblasti dekarbonizácie
Interaktívne GIS dashboardy, publikácie, dátové výstupy a ďalšie výsledky projektu CLIMANEMU
Výsledky priestorových analýz sú dostupné prostredníctvom interaktívnych ArcGIS dashboardov. Dashboardy umožňujú vizualizáciu a exploráciu dát v reálnom čase.
Interaktívna aplikácia kvantifikuje zásoby uhlíka viazané v krajine Galanty v troch zložkách — nadzemná biomasa (koruny stromov a vegetácia), podzemná biomasa (koreňové systémy) a pôdny uhlík. Tri synchronizované mapy zobrazujú priestorové rozloženie jednotlivých zložiek v tonách uhlíka na hektár (tC/ha) spolu so sumárnymi hodnotami za celé územie. Zobrazenie je možné interaktívne filtrovať podľa typu krajinnej pokrývky.
Interaktívny dashboard zobrazuje priestorovú analýzu podielu zelene na jednotlivých parcelách pilotného územia mesta Galanta. Mapa vychádza z leteckých snímok a klasifikácie krajinnej pokrývky (Land Cover), pričom každá parcela je vyhodnotená z hľadiska vegetačného pokrytia. Tabuľkové údaje obsahujú údaje o využití územia. Dashboard umožňuje identifikovať plochy s vysokým potenciálom sekvestrácie uhlíka a oblasti, kde je vegetácia nedostatočná.
Dashboard zobrazuje výsledky analýzy povrchových teplôt (Land Surface Temperature – LST) na území mesta Galanta. Termálne snímky získané z diaľkového prieskumu Zeme sú kombinované s údajmi z terénnych meračov tepla rozmiestnených na kľúčových lokalitách. Vizualizácia umožňuje identifikáciu mestských tepelných ostrovov (Urban Heat Islands) a sledovanie časového vývoja teplôt v mesačných intervaloch.
Dashboard monitoruje sieť studní v pilotnom území Galanty a zobrazuje kľúčové hydrogeologické parametre podzemnej vody. Pre každú studňu sú dostupné údaje o hladine podzemnej vody (HPV) vrátane priemerných, minimálnych a maximálnych hodnôt, amplitúdy kolísania a lineárneho trendu vývoja. Teplota podzemnej vody je sledovaná vrátane sezónnych rozdielov voči teplote vzduchu. Podzemná voda je dôležitou súčasťou vodného režimu krajiny a jej monitoring dopĺňa klimatické a uhlíkové analýzy projektu.
Interaktívna aplikácia zobrazuje teplotu zemského povrchu (Land Surface Temperature) odvodenú zo satelitných snímok Landsat pre územie Galanty a okolia. K dispozícii sú snímky z horúcich letných dní rokov 2021 – 2025 aj mediánová hodnota za celé obdobie, ktorá dosahuje maximá takmer 48 °C v husto zastavaných častiach mesta. Vrstva areálov vysokej povrchovej teploty umožňuje rýchlo identifikovať najviac prehrievané zóny.
Ukážky výstupov z terénnych meraní a GIS analýz realizovaných v rámci projektu CLIMANEMU na území mesta Galanta.
Letecká termálna snímka zachytáva rozloženie povrchových teplôt v mestskej zástavbe Galanty. Žlto-oranžové plochy označujú maximálne prehrievanie — prevažne betónové povrchy, ploché strechy a spevnené plochy, kde povrchová teplota dosahovala až 66 °C. Fialové oblasti naznačujú nižšie teploty, typicky v parkoch a zazelenaných dvoroch. Snímka slúži ako základ pre identifikáciu mestských tepelných ostrovov a návrh chladiacich opatrení.
GIS model solárneho ožiarenia identifikuje energetický potenciál striech a plôch v zástavbe Galanty. Oranžové a červené plochy predstavujú miesta s najvyššou intenzitou slnečného žiarenia — ideálne pre inštaláciu fotovoltických panelov. Modré a zelené zóny označujú tienené plochy (vegetácia, orientácia striech), kde je energetická výťažnosť nižšia. Výstup slúži ako podklad pre plánovanie obnoviteľných zdrojov energie na úrovni jednotlivých budov.
GIS vizualizácia zobrazuje pokrytie vegetáciou na úrovni jednotlivých parciel v centre Galanty. Zelená plocha predstavuje vegetáciu detegovanú z leteckých snímok. Na základe analýz je možné zistiť lokality vhodné na revitalizáciu. Zvýraznená parcela (modrý obrys) ilustruje interaktívnu selekciu v prostredí ArcGIS dashboardu.
Výstup ML modelu, ktorý predikuje množstvo uhlíka absorbovaného každým jednotlivým stromom v Galante. Koruna každého stromu je detegovaná z leteckých snímok a LiDAR dát a nesie kompletné atribúty — výšku stromu (priemerná ~10,5 m, maximálna ~19 m), objem koruny, vertikálnu štruktúru vegetácie a predikované množstvo viazaného uhlíka v kilogramoch (strom z ukážky napr. ~2 467 kg). Farebná škála od svetlozelenej po tmavozelenú vyjadruje, koľko kilogramov uhlíka strom dokáže viazať. Analýza umožňuje samospráve presne kvantifikovať prínos mestskej zelene a cielene plánovať výsadbu.
Interaktívny ArcGIS dashboard zobrazuje celkové pokrytie zeleňou na území mesta Galanta. Koláčový graf ukazuje štruktúru vegetácie. Tabuľka pod mapou obsahuje parcelné dáta — minimálne, maximálne a priemerné teploty spolu s podielmi jednotlivých typov vegetácie pre každú parcelu. Dashboard je podkladom pre prioritizáciu zelených intervencií v rámci klimatického plánu.
Dashboard kombinuje termálnu mapu povrchových teplôt s údajmi z terénnych dataloggerov. Tabuľky vpravo zobrazujú priemerné, maximálne a minimálne mesačné teploty pre jednotlivé lokality od augusta 2025 do februára 2026. Termálna vrstva parciel umožňuje identifikovať kritické zóny prehrievania a sledovať sezónny vývoj teplôt v rôznych typoch zástavby.
Tabuľka zachytáva denné odchýlky teploty od priemeru všetkých 19 terénnych meračov rozmiestnených v tom istom pilotnom území Galanty. Červené hodnoty označujú lokality teplejšie ako priemer mesta — typicky husto zastavané plochy s minimom zelene, modré hodnoty chladnejšie miesta ako parky a tienené lokality. Kontinuálny zber dát umožňuje validáciu termálnych snímok z leteckého snímkovania a presnú identifikáciu lokalít s najväčším prehrievaním v čase.
V rámci mapovania zelene 2026 bolo v teréne zdokumentovaných 267 drevín v centre Galanty pomocou mobilnej GIS aplikácie. Každý strom má zaznamenaný vedecký názov taxónu, typ dreviny, obvod kmeňa, výšku, fotografiu a odborné hodnotenie — zdravotný stav podľa metodiky Hrubík & Tkáčová (2004) a sadovnícku hodnotu podľa Machovca (1982). Výsledná databáza umožňuje samospráve cielenú starostlivosť o dreviny, plánovanie výsadby a ochranu najhodnotnejších jedincov.
Detail záznamu jednotlivého stromu v GIS aplikácii ilustruje hĺbku terénnej dokumentácie. Každá drevina je označená číselnou visačkou, odfotografovaná priamo v teréne a jej záznam obsahuje presné GPS súradnice, adresu, dátum a technické metadáta snímky. Georeferencovaná fotodokumentácia umožňuje opakované hodnotenie zdravotného stavu v čase — sledovanie vývoja korún, poškodení kmeňa či výskytu chorôb a škodcov — a tvorí základ dlhodobého monitoringu mestskej zelene.
Trojica interaktívnych máp kvantifikuje zásoby uhlíka viazané v krajine centra Galanty v troch zložkách: nadzemná biomasa (koruny stromov a vegetácia), podzemná biomasa (koreňové systémy) a pôdny uhlík. Hodnoty sú vyjadrené v tonách uhlíka na hektár (tC/ha) a mapy umožňujú interaktívne filtrovanie podľa typu krajinnej pokrývky — stromy, kry, trávnaté plochy a orná pôda. Tento výstup je kľúčovým podkladom mapy uhlíkovej bilancie obce, ktorá je jedným z hlavných cieľov projektu CLIMANEMU. Interaktívna verzia je dostupná v dashboarde Zásoby uhlíka vyššie.
Report zobrazuje sieť monitorovaných studní v lokalitách Hody, Mestský park, Ruská ulica a Javorinka. V každej studni sa kontinuálne zaznamenáva hĺbka hladiny podzemnej vody a jej teplota — časové rady od jesene 2025 dokumentujú sezónny vývoj naprieč kontrastnými prostrediami mesta. Hydrogeologické dáta dopĺňajú teplotné a klimatické merania a vstupujú do modelovania vodného režimu krajiny. Kompletné parametre sú dostupné v interaktívnom dashboarde Hydrogeológia vyššie.
V pilotnom území je rozmiestnených 19 terénnych meračov, ktoré kontinuálne zaznamenávajú teplotu a mikroklimatické podmienky. Lokality boli zvolené tak, aby pokryli kontrastné typy povrchov — od plne spevnených námestí v centre cez vnútrobloky so zavlažovanou zeleňou až po mestské parky a záhrady. Porovnanie dát z rôznych prostredí umožňuje presne kvantifikovať ochladzovací efekt zelene v meste.
Rozmiestnenie všetkých 19 meračov v pilotnom území Galanty. Každý merač má v GIS zaznamenanú presnú polohu, typ povrchu a kompletné teplotné štatistiky.
Merania pocitovej teploty pomocou prístrojov Senseca HD32.3TC boli realizované 27. 5., 19. 6. a 25. 6. 2026 na troch kontrastných mestských lokalitách. Prebiehali v intervale 11:00–15:00, teda v období kulminácie dennej teploty vzduchu, ktorá počas všetkých dní presiahla 30 °C. Meracie body zahŕňali spevnenú betónovú plochu námestia, malý parčík na námestí a mestský park, pričom senzory boli umiestnené v blízkosti dataloggerov. Zaznamenané hodnoty potvrdili výrazný teplotný kontrast – maximum na námestí dosiahlo 45,8 °C, zatiaľ čo vegetačné plochy vykazovali približne 34,5 °C. Rozdiel presahujúci 10 °C preukazuje význam vegetácie ako účinného ochladzovacieho prvku v mestskom prostredí.
Webová aplikácia vytvorená v rámci projektu CLIMANEMU, ktorá umožňuje interaktívnu exploráciu klimatických a environmentálnych dát pre mesto Galanta. Aplikácia integruje výstupy z GIS analýz a strojového učenia do používateľsky prívetivého rozhrania pre samosprávy a verejnosť.
Vedecké a odborné výstupy projektu CLIMANEMU — vedecký poster, klimatický plán vypracovaný AI agentom, hydrogeologická analýza a metodika modelovania zásob uhlíka.
Výskumný poster výskumného tímu (Prírodovedecká fakulta UK) prezentuje výsledky merania mestskej klímy v Galante. Pomocou siete 19 termálnych dataloggerov a leteckého termálneho snímkovania (max. 66 °C na povrchoch) výskum mapuje teplotné rozdiely medzi mestskými a prímestskými lokalitami a identifikuje kritické tepelné ostrovy — základ pre navrhovanie zelených opatrení a znižovanie emisií.
Dokument je priamym výstupom interaktívneho AI agenta vyvinutého v rámci projektu CLIMANEMU. Agent na základe priestorových dát, analýzy emisií a satelitných snímok pilotného územia automatizovane spracoval a syntetizoval podklady do uceleného klimatického plánu pre mesto Galanta — vrátane odporúčaní pre zelené opatrenia, dekarbonizáciu a prioritizáciu intervencií.
Rozsiahla odborná správa hydrogeologického tímu analyzuje mesto Galanta v kontexte klimatickej zmeny a potenciálu využívania podzemnej vody. Dokument (49 strán) pokrýva prírodné pomery územia, hydrogeologické podmienky, výsledky monitoringu studní a odporúčania pre udržateľné hospodárenie s podzemnou vodou. Správa nadväzuje na interaktívny dashboard Hydrogeológia v sekcii dashboardov vyššie.
Stiahnuť správu (PDF)Metodický dokument (v angličtine) popisuje postup výpočtu zásob uhlíka pre územie Galanty. Klasifikácia krajinnej pokrývky vychádza z leteckých ortofotosnímok (2023), leteckého LiDAR-u (ÚGKK), dát OpenStreetMap a LPIS, spracovaných objektovo orientovanou analýzou obrazu (OBIA). Metodika je podkladom pre interaktívny dashboard Zásoby uhlíka a mapu uhlíkovej bilancie obce.
Stiahnuť metodiku (PDF)Prezentácia projektu CLIMANEMU na medzinárodných odborných podujatiach a vedeckých konferenciách.
Vösendorf, Rakúsko
Medzinárodný kongresCEIID sa zúčastnil medzinárodného odborného podujatia Oil & Gas Decarbonisation Congress 2026 ako partner projektu CLIMANEMU. Kongres bol zameraný na dekarbonizáciu ropného a plynárenského sektora a prepájal odborníkov z celého hodnotového reťazca — od veľkých producentov po technologických inovátorov.
Projekt CLIMANEMU bol predstavený kombinovanou formou prostredníctvom mini stánku, dvoch odborných prednášok a približne 20 individuálnych rozhovorov s účastníkmi podujatia. Prednášky sa zameriavali na využitie GIS, strojového učenia a harmonizovaných dátových zdrojov pri dekarbonizácii obcí.
Univerzita Komenského v Bratislave, Prírodovedecká fakulta
Vedecká prezentáciaVedecký poster prezentuje výsledky výskumu v rámci projektu CLIMANEMU zamerané na analýzu krajinnej pokrývky (Land Cover), priestorovú analýzu a environmentálne hodnotenie pilotného územia. Poster bol pripravený výskumným tímom z Prírodovedeckej fakulty UK. Náhľad posteru nájdete v časti Dokumenty a správy vyššie.
Ročník 70, 2026, č. 1, s. 67 – 85
Recenzovaný vedecký článokV recenzovanom vedeckom časopise Acta Geographica Universitatis Comenianae vyšiel článok výskumného tímu Katedry fyzickej geografie a geoinformatiky PriF UK „Priestorové a časové rozloženie dennej teploty vzduchu v intraviláne a extraviláne mesta Galanta počas vlny horúčav v auguste roku 2025“. Štúdia analyzuje dáta zo siete 19 dataloggerov počas vlny horúčav 7. – 17. augusta 2025 a kvantifikuje teplotné rozdiely medzi mestským a prímestským prostredím Galanty.
Otvoriť článok (PDF)Tím projektu CLIMANEMU realizoval v máji intenzívnu kampaň terénnych meraní v pilotnom území Galanty. Mobilné meracie zostavy s glóbusovými teplomermi a meteorologickými senzormi zaznamenávali mikroklimatické podmienky na kontrastných lokalitách — od plne spevnených námestí v centre cez vnútrobloky a záhrady až po mestské parky. Súbežne prebehla terénna inventarizácia 267 drevín s hodnotením zdravotného stavu a pokračoval kontinuálny zber dát zo siete 19 stacionárnych meračov a monitorovaných studní. Fotodokumentáciu a výstupy nájdete v sekcii Výstupy.
Terénne meraniaProjekt CLIMANEMU bol prezentovaný na medzinárodnom podujatí Oil & Gas Decarbonisation Congress 2026 v rakúskom Vösendorfe – prostredníctvom mini stánku, dvoch odborných prednášok a približne 20 individuálnych rozhovorov s účastníkmi. Viac informácií nájdete v sekcii Výstupy.
KonferenciaTím projektu CLIMANEMU úspešne dokončil prvú fázu terénnych meraní v pilotnom území mesta Galanta. Merania zahŕňali teplotu povrchu (LST), analýzu emisií CO₂ a zber meteorologických dát pomocou lokálnych senzorov. Zozbierané údaje budú slúžiť ako vstup pre trénovanie ML modelov v rámci pracovného balíka WP2.
Terénne meraniaKonzorcium troch partnerov – Univerzita Komenského v Bratislave, UPJŠ Košice a CEIID – oficiálne zahájilo realizáciu projektu CLIMANEMU. Projekt sa zameriava na inovatívne využitie GIS a strojového učenia pre dekarbonizáciu sídiel na Slovensku s pilotným overením v meste Galanta.
Spustenie projektuV rámci zahájenia projektu sa uskutočnil úvodný workshop s partnermi konzorcia zameraný na koordináciu aktivít, definovanie komunikačných kanálov a spresnenie harmonogramu realizácie pracovných balíkov WP1 až WP4.
Workshop
Hlavný riešiteľ
Prírodovedecká fakulta – Katedra fyzickej geografie a geoinformatiky
Ilkovičova 6, 842 15 Bratislava
Partner
Ústav geografie – Geopriestorové vedy
Jesenná 5, 040 01 Košice
Partner
AI a energetické inovácie
Central European Institute of Information and Development
Tri vody IV 1841/48, 900 45 Malinovo