В статье представлены материалы исследований на основе комплексного подхода, включая мониторинговые наблюдения по данным дистанционного зондирования Земли, которые проводились на базе учебно-опытного хозяйства Уральского государственного аграрного университета. По результатам обработки спутниковых снимков с оценкой состояния посевов сельскохозяйственных культур, а также по особенностям природно-климатических и агроэкологических условий местности выявлены  диагностические признаки (маркеры), определяющие урожайность. Создана единая информационная цифровая база данных хозяйства, включающая графические и атрибутивные компоненты для эффективного прогнозирования урожайности сельскохозяйственных культур.