С применением разработанных инструментов возможно проведение как стандартной, так и тематической обработки спутниковых данных. К стандартной обработке можно отнести, например, такие распространенные операции, как коррекция гистограмм, допривязка, алгебра изображений, цветовой синтез многозональных и разновременных изображений и др. Возможности тематической обработки в «Вега-PRO» представлены инструментами двух типов:
1) «классическими», доступными в большинстве программных продуктов, предназначенных для обработки данных ДЗЗ (например, сегментация, контролируемая и неконтролируемая классификация). Инструмент сегментации, например, позволяет выделять границы полей по спутниковым изображениям в автоматизированном режиме.

На рисунке 3 пример работы инструмента сегментации:
а – исходное спутниковое изображение,
б – автоматически выделенные поля, расположенные под точками

2) «специализированными», работа большинства из которых основана на использовании временных рядов вегетационных индексов, усредненных в пределах различных объектов. Ниже приведено описание основных инструментов, относящихся к этому классу.

По каждому векторному полю, заведенному в сервисе, возможен расчет еженедельных значений NDVI по данным прибора MODIS с начала 2000-х гг. (при необходимости по данным этой съемочной системы могут рассчитываться ряды 1-дневных значений индекса; в последние годы также реализована возможность расчета ежедневных значений индекса по данным приборов MSI и КМСС). На текущий момент временные ряды NDVI по данным MODIS рассчитаны для нескольких миллионов полей, заведенных разными пользователями сервиса. По каждому полю возможна визуализация графиков сезонной динамики NDVI, в т.ч. совместно с метеопараметрами. По кривым NDVI за несколько лет можно, например, анализировать историю севооборота на каждом поле (рис. 4) по графикам NDVI.

На основе этой же информации в сервисе формируется набор карт, характеризующих состояние посевов в пределах полей (например, карты изменения NDVI на полях относительно предыдущей недели или карты отклонения состояния посевов той или иной культуры на полях относительно «нормального» состояния этой культуры на заданной территории в конкретный промежуток времени.

Рисунок 5 демонстрирует пример анализа состояния озимых культур в г.о. Серебряные Пруды Московской области:
а – карта отклонения состояния посевов на отдельных полях от «нормы» на 20 неделю 2020 г.,
б – графики хода NDVI на этих полях в 2019 и 2020 гг. с указанием культур-предшественников.

Работа инструмента оценки используемости угодий основана на различиях в сезонном ходе NDVI используемых и неиспользуемых полей. Примеры «временных портретов» заброшенных и обрабатываемых полей, занятых разными культурами, а также результаты работы этого инструмента по одному из районов Смоленской области приведены в статье [5]. Наличие инструмента автоматизированной оценки используемости сельскохозяйственных земель на больших площадях приобретает особую актуальность ввиду утверждения Правительством Российской Федерации Государственной программы эффективного вовлечения в оборот земель сельскохозяйственного назначения и развития мелиоративного комплекса Российской Федерации в мае 2021 года

Инструмент верификации сведений о культурах основан на сравнении сезонного хода вегетационного индекса, усредненного в пределах поля с заявленной культурой, с «нормальным» ходом индекса, свойственным этой культуре в выбранном районе и сезоне [6]. В настоящее время проводится доработка этого инструмента, которая позволит не только подтверждать или опровергать достоверность заявленных сведений о культурах, но и определять наиболее вероятную культуру в случае выявленной ошибки.

Набор инструментов, нацеленных на проведение оценки состояния посевов в рамках единиц административно-территориального деления, базируется на сопоставлении сезонного хода NDVI, усредненного в пределах земель, занятых озимыми или яровыми культурами в районах или регионах России, с ходом NDVI в любом выбранном году, начиная с начала 2000-х гг., или со среднемноголетней «нормой». Для поиска возможных причин отклонения состояния посевов в рассматриваемом году от другого выбранного периода в сервисе реализована возможность совместного анализа временных рядов NDVI и метеорологических данных.

С примерами применения этих инструментов можно ознакомиться, например, в работе [4] или в регулярно публикуемых на сайте «Вега-PRO» информационных бюллетенях о состоянии посевов (http://pro-vega.ru/bulletins.shtml). В частности, в этих материалах показан опыт комплексирования многолетних данных о значениях NDVI посевов озимых культур с архивными статистическими данными об урожайности озимой пшеницы, который позволил сделать заблаговременные оценки урожайности этой культуры в некоторых регионах России в 2020 году.

Задачи в области сельского хозяйства, решаемые с использованием «Вега-PRO», и пользователи сервиса. Многолетний опыт эксплуатации «Вега-PRO» позволил сформировать перечень основных сельскохозяйственных задач, которые могут быть решены с его использованием. Список этих задач, а также некоторые рекомендации по применению возможностей сервиса для их решения приведены в таблице 2.

Большие наборы данных, инструментов их обработки и анализа, предоставляемые «Вега-PRO», обусловливают возможность его практического применения широким кругом пользователей [7], решающих сельскохозяйственные задачи на разных масштабных уровнях: от локального до федерального (таблица 3).