Внедрение системы точного земледелия, развитие которого в сельском хозяйстве является государственным приоритетом, невозможно без широкого использования данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) для анализа и принятия решений. Разрабатываемая региональная геоинформационная система (ГИС) выступает механизмом для реализации этой стратегии на юге Дальнего Востока. Значимость проекта заключается в создании современной цифровой основы для повышения продуктивности и рентабельности сельского хозяйства в макрорегионе.
В основе программного комплекса лежит принцип разделения данных и их визуализации: хранение информации осуществляется в реляционной базе данных, а её просмотр и анализ — в ГИС. Разрабатываемый программный комплекс включает базу данных, специализированное приложение для автоматизированной пакетной загрузки больших объемов данных и ГИС для просмотра, редактирования и экспорта информации. Источниками исходных данных служат снимки со спутников Sentinel-2A/B L2A, Landsat 8/9, а также композитные изображения на основе инфракрасного и красного каналов со спутника «Метеор-М» за 2019–2024 гг., предоставленные ЦКП «ИКИ-Мониторинг». Общий объем архива превышает 4 ТБ.
База данных организована в виде кластера, где каждый элемент соответствует отдельному субъекту РФ. Её логическая структура включает несколько модулей. Модуль «Атрибутивная информация о полях» содержит условно-постоянные данные, такие как классификатор сельскохозяйственных культур. Модуль «Информация о вегетационных индексах» хранит еженедельные композитные значения индексов, рассчитанные по различным методикам. Центральным связующим звеном является модуль «Геоинформация», который содержит геоданные о границах полей, их площади, агрохимических показателях, урожайности и другой агрономической информации. На текущий момент в базу загружены сведения о севообороте примерно 3 000 полей общей площадью свыше 300 тыс. га (более 40 миллионов пикселей спутниковых снимков).
Модуль загрузки данных, оснащенный графическим интерфейсом, автоматически извлекает идентификаторы полей из файлов для корректной загрузки в базу данных. Его функционал включает предварительную проверку данных и пакетную обработку, что повышает скорость и надежность наполнения базы.
Архитектура ГИС построена по трехзвенной модели с использованием микросервисного подхода. Система включает базу данных на PostgreSQL с расширением PostGIS для обработки пространственных данных, бэкенд-сервер на Python с фреймворком GeoDjango и полностью переработанное фронтенд-приложение на Vue.js 3 с библиотекой OpenLayers. Дополнительно интегрирован сервис GeoServer для эффективной выдачи тайлов спутниковых снимков, что обеспечивает высокую производительность при работе с растровыми данными. Все компоненты системы контейнеризированы с помощью Docker, что гарантирует их изолированность, масштабируемость и упрощает процесс развертывания в различных средах.
Геоинформационная система предоставляет пользователям возможность просмотра карт, редактирования границ полей, экспорта данных с предварительной фильтрацией, построения графиков временных рядов вегетационных индексов и визуализации результатов попиксельной классификации пахотных земель. Доступ к функционалу системы разграничен для пользователей разного уровня — от сельхозпроизводителей до специалистов с расширенными правами.