耕地長了啥“天眼”都能查
——紹興市上虞區開展耕地種植屬性監測試點

□李風

2021 年3 月，紹興市上虞區章鎮鎮廣袤的田野來了幾個陌生人，他們手持平板電腦，時而觀察四周，時而在打開的衛星遙感影像圖上比劃著。

他們是浙江省測繪科學技術研究院自然資源調查監測中心技術人員。2021 年2 月，自然資源部確定在浙江開展耕地種植屬性監測試點。同年，浙江省自然資源廳牽頭組織，紹興市自然資源和規劃局上虞分局承接實施，浙江省測繪科學技術研究院負責技術攻關，章鎮鎮耕地種植屬性監測試點由此開啟。

為何選擇浙江試點？如何開展監測？如何應用監測成果……帶著這些問題，2022 年陽春三月，筆者來到上虞一探究竟。

遏制“兩非”——耕地監測正逢時

確保國家糧食安全，必須牢牢守住耕地紅線，堅決遏制耕地“非農化”、防止“非糧化”。2020 年9 月以及11 月，國務院辦公廳先后印發《關于堅決制止耕地“非農化”行為的通知》《關于防止耕地“非糧化”穩定糧食生產的意見》，對遏制耕地“非農化”、防止“非糧化”提出明確要求。

浙江省自然資源廳自然資源調查監測處處長王翠青介紹，這一背景下，探索調查監測技術方法體系，實現耕地范圍內糧與非糧、農與非農圖斑的精細分類與動態監測，成為浙江自然資源調查監測工作的題中之義，同時也具備了開展試點的條件?！叭碛休^好的工作基礎和技術積累，較豐富的數據資源，較強的技術團隊和裝備保障?！蓖醮淝啾硎?。

浙江豐富的遙感影像資源為耕地動態監測和作物精細化分類遙感監測提供了數據支撐。目前，優于2米空間分辨率光學影像已實現全省季度覆蓋，部分地區實現了月度覆蓋；0.5 米影像上半年全省覆蓋一次，0.8 米影像下半年全省覆蓋一次。

此外，浙江省自然資源系統已經建立了涵蓋多用途無人機、多類型傳感器、多樣化地面采集設備的自然資源調查監測裝備體系。航空遙感方面，已擁有60 余架無人機，配置了大型航攝儀、大型傾斜航攝儀、激光雷達、高光譜等多類型傳感器設備。地面遙感方面，建立了高光譜遙感監測實驗室，裝備可搭載于有人機、無人機、野外、室內的全套高光譜成像儀，以及用于地面測量的全波段高分辨率地物光譜儀。外業采集方面，裝備有SSW-VI車載激光建模監測平臺、車載移動測量系統、全數字攝影測量系統設備等大型裝備。

為何選擇紹興市上虞區章鎮鎮為試點區域?“章鎮鎮位于上虞中南部，轄27 個行政村，面積約140 平方千米。章鎮是個農業大鎮，過去一直以生產糧食為主，素有‘虞南糧倉’之稱?，F階段農業以種植為主，是綜合性農業區，因此適宜開展耕地‘非農化’與‘非糧化’遙感監測?！蓖醮淝啾硎?。

開展監測——“天眼”如何給耕地“找茬”

衛星遙感技術雖然與人們很遙遠，但已走近尋常百姓的生產生活。如今，太空衛星正將“目光”投向章鎮鎮，遙遠地“感知”鎮上所有耕地。

開展耕地“非農化”與“非糧化”遙感監測技術體系構建研究，是章鎮鎮試點的主要任務?！巴ㄋ椎卣f，就是借助信息化技術手段，及時準確的掌握耕地‘非農化’‘非糧化’行為?！闭憬y繪科學技術研究院技術人員王興坤告訴筆者，利用多源多時相的衛星遙感數據，采用人工智能技術，綜合利用耕地管理數據，進行耕地精細化分類技術研究，實現耕地范圍內糧與非糧、農與非農圖斑的精細分類與動態監測。

“衛星遙感技術是給地表上的各類覆蓋物進行‘畫像’的?！蓖跖d坤介紹說，地表各類覆蓋物在遙感影像上的紋理、形狀、光譜特征都不相同。比如，遙感影像所顯示的紋理，完全不同于人們常見的樹木年輪或指紋，在作業人員眼中，水稻像一塊綠色的地毯，苗木猶如一片綠色的馬賽克，農業大棚宛如一片白色波浪，水塘則是一片黑色的鏡面……光譜，簡單來講就是地表的顏色，比如，春天盛開的油菜花，在圖斑中呈現鮮艷的黃色。

“你看這塊區域的紋理和顏色明顯和周圍不同，很可能種植了苗木?！蓖跖d坤放大一塊耕地遙感影像，我們看見一片平滑的綠色地毯中間出現了一小塊深綠色的馬賽克狀圖斑?！皺C器正是通過深度學習技術，判斷耕地是否存在占用、拋荒等問題，同時標記出‘變化圖斑’?！?/p>

成效良好——提高了監測的效率和精度

截至3 月18 日，作業人員已完成試點地區耕地覆蓋類別變化和糧食種植作物分布的內業提取及野外精度驗證工作。

試點結果顯示，通過構建了基于深度學習的耕地覆蓋類別變化監測技術和融合“時序-空間-光譜”特征的耕地種植作物分類算法，首先提高了耕地監測的效率，無論是耕地覆蓋類別變化還是耕地種植作物類別，都可以在很短的時間獲取到監測成果；其次，提高了耕地監測的精度，耕地覆蓋類別變化識別準確率達到80%以上，種植作物類別監測提取準確率總體達到80%。

比如，章鎮鎮水稻的調查監測，如果采用攜帶紙質圖件到野外核查，一名作業人員需要7 天時間才能完成實地核實工作，目前基于遙感影像的自動化結合人工的作業模式，作業人員只用3 天就能完成內業提取、外業核實的工作。

試點工作開展以來，作業人員對章鎮鎮的耕地進行了7 期監測。監測結果顯示，耕地內共發現35 個地表覆蓋類別變化圖斑，面積約258畝，其中6 宗圖斑12.7 畝變化類別為人工建設的新增，其余為種植物變化。同時，獲取了全鎮主要糧食作物的分布及面積，通過與基本農田及糧食生產功能區的套合分析，該鎮“非糧化”行為主要為花卉苗木、水果種植、挖塘養殖等，以及少量的拋荒。

貴在應用——發現和處置違規占用耕地、耕地拋荒行為

“通過采取這樣的監測手段，我們摸清了章鎮鎮耕地‘非農化’和‘非糧化’基本情況，按照農田必須是良田的要求，初步應用監測成果，要把飯碗牢牢端在自己的手中?！苯B興市自然資源和規劃局上虞分局副局長邱云峰表示。

3 月10 日，筆者來到章鎮鎮新區村黨群服務中心，這是一幢嶄新的大樓，大樓邊上挨著一塊被恢復原狀的耕地。

章鎮自然資源所所長章志峰告訴筆者，2021 年，村里未經批準，在這塊面積4.38 畝的耕地上搭建了一座臨時工棚。紹興市自然資源和規劃局上虞分局利用監測成果，發現了這處末批先建的建筑物，立即給村里發了停工通知書和責令整改通知書，要求拆除臨時工棚，恢復耕地原狀。接到整改通知后，村里很快完成了整改。

靈運村的山坡下，幾丘“冷水田”使得耕種成本大幅提高，遠低于預期效益，承包的種糧大戶在一年兩熟的水田上僅僅種植一季，甚至還動了退租的念頭。

這一情況的經過是：章鎮鎮一位種糧大戶承租了這里幾塊總面積約5 畝多的耕地。這些耕地曾是窯廠的制磚取土處，后來回填恢復為耕地。沒承想，由于山上流下來的泉水和耕地內滲出來的水，形成低產、半沼澤的“冷水田”，無法機械作業，而雇傭人工種植導致成本驟升。2021 年上半年，種了一季水稻后耕地便撂荒了，種糧大戶打算退租。當年9 月，這一信息就被上虞分局監測到。

眼下正值春耕備種時節，如何避免類似的耕地拋荒風險？章鎮鎮農辦主任宋燁提出兩個方案：一是改善耕作條件；二是中止承包合同，由村集體收回耕地后種植玉米等旱作物。

章鎮鎮現有耕地6.1 萬畝，其中糧食生產功能區3.51 萬畝?！氨O測成果精準獲取了耕地種植作物分布情況?！痹撴偢辨傞L王崢表示，下一步，將深化“非農化”“非糧化”整治，加強和落實糧食生產功能區管護責任，努力擴大糧食種植面積。

紹興市上虞區的試點成果邊應用邊推廣。耕地覆蓋類別智能變化檢測技術已得到了推廣應用。2021年，浙江省自然資源廳圍繞著推進地理國情監測向自然資源監測轉換，推進耕地覆蓋類別智能變化檢測技術在實踐中推廣應用、優化提升，提取了全省耕地范圍內的變化圖斑，部分數據已應用到“耕地智?！眻鼍霸圏c中，用于輔助掌握耕地變化動態。