Интерактивный инструмент выделения по спутниковым данным рабочих участков в рамках заданных границ сельскохозяйственных полей

В 2024 году в систему «ВЕГА-Science» был интегрирован интерактивный инструмент, предназначенный для определения границ рабочих участков сельскохозяйственных полей на основе спутниковых данных. Границы сельскохозяйственных полей могут часто меняться из-за различных факторов, таких как сезонные изменения, перераспределение полей для выращивания разных культур, смена собственников или влияние климатических условий. Даже если имеются качественно оцифрованные контуры полей на конкретный момент времени, их необходимо регулярно обновлять, включая определение однородных по агропроизводственным свойствам рабочих участков. Рабочий участок поля в данном случае определяется как его часть, предназначенная для одновременного выполнения полевых работ по единой технологии. Новый инструмент позволяет выделять эти рабочие участки, обеспечивая актуальную и детальную информацию о структуре и изменениях на сельскохозяйственных полях, что упрощает мониторинг сельскохозяйственных процессов. На рисунке 1 представлен внешний вид этого инструмента.

 
Рисунок 1 — Вид инструмента и пример результата разбиения полей на рабочие участки в картографическом интерфейсе системы Вега-Science. Чёрный цвет — исходные контуры, розовый — выделенные рабочие участки

Выделение рабочих участков сельскохозяйственных полей основано на сегментации спутниковых снимков внутри заданных векторных границ полей. Входной информацией служат векторные контуры полей, которые являются основой для дальнейшей обработки. Пользователь в интерактивном режиме выбирает спутниковые данные, на основе которых будет проводиться сегментация. Доступны данные прибора MSI спутников серии Sentinel-2, включая уровни обработки L1C и L2A, а также безоблачные композитные изображения. Для запуска процедуры обработки необходим только доступ в интерфейс системы Вега-Science, а вся обработка данных происходит в облаке в соответствии с ранее разработанной технологией.

Сегментация осуществляется с помощью метода на основе графов, разработанного Felzenszwalb в 2004 году. Параметры сегментации настраиваются пользователем в интерактивном режиме. Растровые результаты сегментации затем векторизуются и обрезаются по исходным границам каждого поля. В зависимости от заданных пользователем параметров, проводятся дополнительные операции, такие как объединение, упрощение или удаление отдельных участков. Это позволяет получить более точные и актуальные границы участков. Результатом одной обработки является векторный слой рабочих участков внутри каждого переданного на обработку поля. Примеры полученных с помощью инструмента результатов представлены на рисунке 2.

 
Рисунок 2 — Примеры полученных с помощью инструмента результатов. Чёрный цвет — исходные контуры, розовый — выделенные рабочие участки

Полученный слой рабочих участков полей может быть использован для дальнейшего анализа и управления сельскохозяйственными процессами. Описанный подход обеспечивает гибкость при определении рабочих участков полей, что важно для эффективного дистанционного мониторинга сельскохозяйственных земель.