Порівняння можливостей комерційних та відкритих супутникових даних для потреб точного землеробства

2025;
: cc. 1 - 10
1
Кафедра фотограмметрії та геоінформатики, Національний університет «Львівська політехніка»
2
Кафедра фотограмметрії та геоінформатики, Національний університет «Львівська політехніка»
3
Кафедра фотограмметрії та геоінформатики, Національний університет «Львівська політехніка»
4
Кафедра фотограмметрії та геоінформатики, Національний університет «Львівська політехніка»

Мета. Дослідження спрямоване на порівняльну оцінку можливостей відкритих супутникових даних місій Sentinel та комерційних високорозрізнених систем Planet, SkySat і WorldView для вирішення ключових задач точного землеробства. Основною метою є визначення відмінностей у просторовій, спектральній, радіометричній та часовій інформативності різних типів супутникових даних, а також оцінка економічної доцільності їхнього використання в агровиробництві. Особлива увага приділяється практичним сценаріям моніторингу, де критично важливими є частота зйомки, рівень деталізації, якість аналітики та можливість інтеграції даних у цифрові агросистеми. Методи. У роботі застосовано методи дистанційного зондування Землі, багатоспектрального аналізу, радарної інтерпретації, а також інструменти геоінформаційного моделювання. Для порівняння використано офіційні продукти Sentinel-1 та Sentinel-2, а також комерційні знімки PlanetScope, SkySat і WorldView. Оцінювання проводилося за кількома групами критеріїв: просторова та темпоральна розрізненість, спектральний склад, радіометрична стабільність, доступність, вартість та особливості робочих процесів обробки. Дані аналізувалися за допомогою програмного забезпечення SNAP, QGIS, Google Earth Engine та інструментів API-платформ комерційних постачальників. Результати. Отримані результати демонструють суттєву різницю між відкритими та комерційними супутниковими системами у контексті аграрних застосувань. Sentinel-2 завдяки наявності редедж і SWIR смуг забезпечує високоякісний спектральний аналіз, необхідний для оцінки стану рослинності, виявлення стресів та побудови довготривалих часових рядів. Sentinel-1 доповнює оптичні дані можливістю моніторингу незалежно від хмарності. Водночас комерційні системи демонструють значну перевагу у просторовому розрізненні та оперативності, що дає змогу фіксувати локальні аномалії, виявляти дрібні осередки ураження, аналізувати структуру посівів та забезпечувати оперативний моніторинг у критичні періоди. Розрахунки показали, що комерційні знімки є економічно доцільними переважно для високовартісних культур, інтервенційних рішень або локальних задач підвищеної точності, тоді як Sentinel оптимально підходить для базового, регулярного та масштабного моніторингу. Запропонована гібридна схема використання дає змогу поєднувати безкоштовні часові ряди Sentinel із вибірковими високорозрізненими спостереженнями для уточнення ділянок ризику. Практична значущість. Результати дослідження мають суттєву прикладну цінність для аграрних підприємств, консультантів, агрономів та компаній, що працюють у сфері точного землеробства. Побудовані рекомендації щодо вибору джерел супутникових даних дають змогу раціонально планувати витрати, оптимізувати агротехнічні операції, підвищувати точність карт зонування, своєчасно виявляти проблемні ділянки та мінімізувати економічні ризики. Інтеграція різних типів супутникових даних створює підґрунтя для формування більш адаптивних і продуктивних агроаналітичних систем, сприяючи зростанню ефективності виробництва, зменшенню втрат урожаю та підвищенню стійкості до кліматичних викликів.

  1. Amankulova, K., et al. (2023). Comparison of PlanetScope, Sentinel-2, and Landsat 8 for soybean yield estimation. (Article). ScienceDirect. DOI: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e17432
  2. Baldin, C. M., et al. (2025). Comparison of PlanetScope and Sentinel-2 spectral bands: calibration and interoperability. Geosciences, 15(5), 184. DOI: https://doi.org/10.3390/geosciences15050184
  3. ESA        (European         Space        Agency).         (2015).         Sentinel-2          User        Handbook        (MSI).         Retrieved         from https://sentinels.copernicus.eu/documents/247904/685211/Sentinel-2_User_...
  4. ESA       Earth       Online.       (n.d.).       WorldView-3          -    mission        description         and      capabilities.        Retrieved        from https://earth.esa.int/eogateway/missions/worldview-3
  5. Maxar        Technologies.          WorldView-3           Satellite        Datasheet         /      Technical         Description.          Retrieved         from https://www.spaceimagingme.com/downloads/sensors/datasheets/DG_WorldView3_DS_2014.pdf
  6. Moletto-Lobos, I., et al. (2024). Evaluating PlanetScope and UAV multispectral data for winter wheat monitoring. Remote Sensing, 16(23), 4474. DOI: https://doi.org/10.3390/rs16234474
  7. NASA                 Earthdata.                 (n.d.).                 Sentinel-2                  MSI                Resources.                  Retrieved                 from https://www.earthdata.nasa.gov/data/instruments/sentinel-2-msi/resources
  8. Planet Labs Inc. (documentation). PlanetScope Imagery - Technical Specifications / Planet Documentation.  Retrieved from https://docs.planet.com/data/imagery/planetscope
  9. Planet      Labs      Inc.     (Product       spec).      SkySat      Ortho      Scene      Product       Specification        (PDF).       Retrieved       from https://assets.planet.com/marketing/PDF/SkySat-Ortho-Scene-Product-Spec-...
  10. Segarra, J., Ferwerda, J., Gitelson, A., & Moreno, J. (2020). Remote sensing for precision agriculture: Sentinel-2 applications and perspectives. Agronomy, 10(5), 641. DOI: https://doi.org/10.3390/agronomy10050641
  11. Zhang, C., et al. (2020). High-resolution satellite imagery applications in crop monitoring and phenotyping: a review. Agricultural Systems (review). DOI: https://doi.org/10.1016/j.compag.2020.105584
  12. USGS / Shrestha, M. (2021). System Characterization Report on Planet's Dove-R / WorldView-3 (USGS Open-File Reports; tekhnichni zvity za kalibruvanniam sensoriv). Retrieved from https://pubs.usgs.gov/of/2021/1030/