Анализ зарубежного опыта применения технологии спутникового мониторинга в интересах статистического производства в области растениеводства

При внедрении технологий работы с большими данными для формирования официальной статистики сельского хозяйства статистическим службам необходимо рассматривать вопрос использования различных новых источников, одним из которых являются спутниковые системы дистанционного зондирования Земли из космоса (далее - системы ДЗЗ).

Анализ возможностей современных систем и технологий спутникового мониторинга, а также тенденций их развития показывает, что в настоящие время имеются методы, подходы, технологии и системы, необходимые для решения задач контроля статистической информации, получаемой как в рамках сбора текущей статистики сельского хозяйства, так и в рамках проведения сельскохозяйственных переписей.

Цель анализа зарубежного опыта применения технологии спутникового мониторинга в интересах статистического производства в области растениеводства заключалась в выявлении практик системной интеграции технологий спутникового мониторинга в деятельность статистических служб, обеспечивающей их использование в качестве ключевого источника информации.

В анализе рассмотрен опыт применения технологий спутникового мониторинга в растениеводстве и сельскохозяйственной статистике стран СНГ и Европейского союза с акцентом на практику России и Польши.

Для комплексной оценки этого опыта анализ проводился по двум направлениям: первое — применение спутникового мониторинга в аграрных проектах, второе — практика применения спутникового мониторинга в официальной статистике. Такое разделение позволило более последовательно рассмотреть, как технологии дистанционного зондирования применяются на разных уровнях — от производственной практики до статистического учёта.

Лидерами по использованию дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) в сельском хозяйстве среди стран СНГ являются Россия, Беларусь и Казахстан. Эти страны имеют наиболее развитые системы спутникового мониторинга и активно внедряют цифровые платформы для контроля посевов, оценки плодородия почв и прогнозирования урожайности.

В остальных странах инициативы по применению технологий дистанционного зондирования Земли также активно развиваются. В основном, это проекты по спутниковому мониторингу, направленные на устойчивое развитие аграрного сектора, повышение продовольственной безопасности и адаптацию сельского хозяйства к изменению климата, которые реализуются преимущественно в партнёрстве с Всемирным банком, FAO (Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединённых Наций) и ЭСКАТО (Экономическая и социальная комиссия ООН для Азии и Тихого океана).

Основные направления проектов включают:

• оценку структуры землепользования и состояния земельного покрова с использованием данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ);
• картирование сельскохозяйственных культур и оценку урожайности на основе машинного обучения и анализа временных рядов спутниковых изображений;
• оценку состояния посевов и прогнозирование урожайности на основе использования вегетационных индексов (таких как NDVI, EVI, LAI и др.) для отслеживания фенологического развития с.-х. культур, выявления стресса (засуха, болезни, вредители) и построения прогнозных моделей;
• мониторинг засухи и деградации земель и пожаров, связанных с изменением климата;
• разработку интегрированных статистико-геопространственных систем, объединяющих спутниковые данные с полевыми обследованиями для национальных и глобальных отчётов.

Тенденции последних лет подтверждают значительное повышение роли спутниковых данных в области статистического учёта по растениеводству. Однако их использование все ещё пока остаётся на «вторых ролях» и не имеет системного внедрения в базовые методологии национальных статистических органов.

Россия является безусловным лидером по использованию данных спутникового мониторинга, в том числе и для статистического учёта. На территории страны накоплен значительный опыт использования спутниковых данных в процессах повышения качества данных сельскохозяйственной статистики, который в части практического применения и доступности может быть интересен для сопредельных государств.

В рамках взаимодействия РОССТАТА с ИКИ РАН и ООО «ИКИЗ» создан и внедрён информационный сервис «Технология контроля данных сельскохозяйственной микропереписи об использовании сельскохозяйственных угодий с использованием средств спутникового мониторинга» (ТКДСМ), базирующийся на ресурсах ЦКП «ИКИ-Мониторинг» и технологиях, ранее разработанных в ИКИ РАН.
Пример отображения общего вида картографического интерфейса ТКДСМ и информационных тематических продуктов, сформированных на основе спутниковой информации, представленных в системе, приведён на рисунке 1.

Рисунок 1 — Пример отображения общего вида картографического интерфейса ТКДСМ и карт групп с.-х. культур (жёлтый цвет — яровые культуры, зелёный — озимые культуры, синий — чистые пары), сформированных по спутниковым данным с разрешением 250 м

Существующая версия ТКДСМ позволяет формировать новый класс источников данных в геопространственном виде и может использоваться в качестве основного инструмента при сборе первичных статистических данных от респондентов по предварительным формам отчётности. Она также обеспечивает проведение в годовом цикле статистического производства работ по верификации статистических данных по отдельным показателям сельскохозяйственной статистики для повышения качества итоговых данных по растениеводству (посевные площади сельскохозяйственных культур, площади сельскохозяйственных угодий).

Опыт применения технологий дистанционного мониторинга на территории России при проведении статистических наблюдений показал, что в настоящее время имеется готовый технологический базис для кардинальной трансформации методологии сельскохозяйственной статистики. Он способен обеспечить переход от выборочных оценок к сплошному объективному наблюдению и предиктивному анализу, а также может служить ориентиром для стран, заинтересованных в практической интеграции спутниковых технологий в национальные статистические системы.

Анализируя подходы к интеграции спутниковых данных в систему официальной статистики, в том числе при оценке состояния посевов и прогнозировании урожайности, следует отметить опыт стран Европейского Союза (ЕС), где правовая база создаёт устойчивые условия для интеграции спутниковых данных в статистику.

В рамках Общей сельскохозяйственной политики (CAP) все государства-члены ЕС должны применять спутниковый мониторинг как инструмент контроля и поддержки аграрного сектора. Так же данный инструмент является обязательным для сбора, обеспечения контроля, точности и достоверности статистических данных в области растениеводства. Кроме того, в соответствии с требованиями Европейской комиссии, во всех странах ЕС внедрена Система мониторинга территорий (AMS — Area Monitoring System). Она основана на регулярном использовании спутниковых данных программы Copernicus (спутники Sentinel) и обеспечивает автоматизированный контроль сельскохозяйственных земель, включая проверку соответствия заявленных площадей фактическому использованию.

Лидером по степени интеграции спутникового мониторинга в аграрную статистику является Польша, где это закреплено на методологическом уровне. Германия (проект FernEE 2.0) и Франция демонстрируют высокий научно-технологический потенциал и тесное взаимодействие с сельскохозяйственных ведомств, в других странах ЕС интеграция спутникового мониторинга в статистическое производство остаётся фрагментарной. Испания и Италия активно используют спутниковые данные в рамках CAP и проектов Horizon Europe, но пока без полноценной статистической интеграции. Различия в уровне интеграции в сельскохозяйственную статистику указывают на то, что национальные статистические службы либо не публикуют методик, включающих спутниковый мониторинг, либо используют внешние данные (Agreste, MAPA и т.п.) без прямого отражения в своей методологии.

Подход Польши к интеграции спутникового мониторинга в статистическое производство отражён в базовой методологии по определению оценки состояния сельскохозяйственных культур: Zeszyt metodologiczny — Produkcja roślinna.

Для совершенствования статистики сельского хозяйства Польша разработала и внедрила в 2019–2021 гг. инновационную систему SATMIROL (Спутниковая идентификация и мониторинг посевов для нужд статистики сельского хозяйства). Главная функция SATMIROL — автоматически получать информацию о посевных площадях различных культур и прогнозировать их урожайность по спутниковым снимкам, дополняя традиционные источники данных.

Пример отображения результатов спутниковой оценки основных сельскохозяйственных и садоводческих земель в 2025 г. на геостатистическом портале GUS (Центральный статистический офис Польши) представлен на рисунке 2.

Система позволяет задействовать несколько потоков данных: спутниковые данные, метеорологические данные, административные данные и данные наземных наблюдений. В цикле статистического производства обеспечивается формирование карт посевов с.-х культур, мониторинг их состояния на основе вегетационных индексов (NDVI и др.) и прогнозирование урожайности.

Рисунок 2 — Прогноз урожайности озимой пшеницы по муниципалитетам (источник данных: GUS, https://geo.stat.gov.pl)

Пример фрагмента информации, содержащей результаты весенней оценки состояния сельскохозяйственных культур на основе спутниковой информации, проведённой в первой половине мая 2025 г., приведён на рисунке 3.

Рисунок 3 — Оценка площади посева озимых культур (источник данных: GUS)

Следует отметить, что для интеграции спутниковых данных в статистический процесс Польша перестроила подходы к получению первичных статистических данных и к публикации итогов. Вместо категорий хозяйств и форм статистической отчётности на первый план выходят данные спутникового мониторинга и административные данные.

Польский опыт показывает, как интеграция данных разных типов (административных, наземных и дистанционных) под единым методологическим «зонтиком» позволяет получить максимально полную картину в аграрной сфере. Для профессиональных статистиков это пример успешного Data Fusion в официальной статистике, когда новые данные не вытесняют старые, а дополняют их и усиливают.

Наработки SATMIROL и методические решения GUS могут быть адаптированы и в других государствах, модернизирующих аграрную статистику. В условиях изменчивого климата и растущей потребности в своевременных данных о продовольствии, польская практика подтверждает, что сочетание традиции и инноваций — ключ к достоверной и актуальной статистике в сельском хозяйстве.

ИКИ РАН ежегодно проводятся работы по дистанционному анализу состояния посевов сельскохозяйственных культур с использованием информационного сервиса «Вега», результаты которого публикуются в бюллетене «Развитие сельскохозяйственных культур в России в 2025 г. на основе данных дистанционного мониторинга». Имеющиеся наработки могут быть также интегрированы в ТКДСМ для повышения качества и оперативности оценок состоянии сельского хозяйства.