耕地“長”了啥，門兒清！
——聚焦浙江耕地種植屬性監測試點

◎ 李風 顧曉沁 梁爽

去年3月，浙江省紹興市上虞區章鎮鎮的田野里來了幾個陌生人，他們手持平板電腦，時而觀察四周，時而在電腦上對照衛星遙感影像圖比劃著。

他們是浙江省測繪科學技術研究院自然資源監測中心的技術人員。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。試點工作由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（自然資源浙江省衛星應用技術中心）負責技術攻關。

如何監測？如何應用監測成果？日前，記者來到上虞一探究竟。

遏制“兩非”，掌握耕地實情

確保國家糧食安全，必須牢牢守住18億畝耕地紅線。浙江省委、省政府堅決貫徹落實中央決策部署，出臺相關意見遏制耕地“非農化”、基本農田“非糧化”，要求各地結合第三次國土調查等最新成果，摸清耕地“非農化”“非糧化”的類型、面積、分布，全面掌握真實現狀，登記造冊、上圖入庫，要“嚴格遏制新增、有序消化存量、嚴格制止耕地拋荒”。

在這一背景下，探索自然資源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。“浙江省擁有較好的工作基礎和技術積累，數據資源豐富，有強大的技術團隊和裝備保障。”浙江省自然資源廳自然資源調查監測處處長王翠青表示。

豐富的遙感影像資源為浙江開展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，浙江省級自然資源系統已建立涵蓋多用途無人機、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，并引進“彩虹四號”等系列高端無人機平臺，配置大型航攝儀、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。

遙遠“感知”，時時刻刻“找茬”

衛星遙感技術雖然并不為人們所熟知，但它已走近尋常百姓的生產生活。如今，衛星正將“目光”投向素有“虞南糧倉”之稱的章鎮鎮，遙遠地“感知”鎮上所有的耕地。

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，即以衛星遙感影像為主要數據源，利用自動化技術實現耕地覆蓋類別變化及耕地種植作物類別的提取與監測，并形成一套可推廣可復制的技術成果。

“通俗地說，就是借助信息化技術手段，及時準確地掌握耕地‘非農化’‘非糧化’行為。”浙江省測繪科學技術研究院技術人員王興坤說，主要是結合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。

王興坤介紹，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。”王興坤放大一塊耕地遙感影像，記者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。“機器正是通過深度學習技術，判斷耕地是否存在被占用的情況，同時標記出變化圖斑。”

據介紹，為快速、有效地獲取耕地“非糧化”“非農化”的狀況，作業人員利用AI人工智能技術，構建自動化識別模型，通過影像的特征差異，經過綜合分析，自動提取耕地覆蓋類別變化，就可以辨別出人工建設、道路、坑塘、苗木、水稻、小麥、油菜等地表覆蓋物。

技術進階，監測精準高效

截至3月18日，浙江省測繪科學技術研究院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，利用遙感監測、智能提取技術，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，都可在很短的時間獲取;其次，提高了監測的精度，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%。

現代技術的加持，讓耕地保護插上了信息化的“翅膀”。不過先進的監測技術，并非一蹴而就。

據介紹，十多年來，測繪監測工作外業核查方式經歷了三個階段變化。第一階段，作業人員攜帶紙質圖件到野外核查，監測方式原始、效率低，覆蓋不全面;第二階段，通過遙感技術實現比較全面的監測，減少人工實地核查的工作量，但圖斑仍需逐個進行人工判斷;第三階段，自然資源監測技術不斷融合人工智能、深度學習等智能化分類方法，人工判斷工作量進一步減少，為支撐耕地的高頻次、精細化監測管控提供了高效的技術手段。

比如，章鎮鎮的水稻監測，如果采用攜帶紙質圖件到野外核查的方式，一名作業人員需要7天時間才能完成實地核實任務，而若是采取基于遙感影像和結合人工判斷的作業模式，只用3天就能完成內業提取和外業核實工作。

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，共發現35個地表覆蓋類別變化圖斑約258畝，其中6個圖斑、12.7畝變化類別為人工建設的新增圖斑，其余為種植物變化。該鎮“非糧化”行為主要為花卉苗木、水果種植等，以及少量的拋荒。

試點工作還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，可了解到章鎮鎮主要糧食作物為小麥、早稻、單季晚稻、雙季晚稻。

重在應用，及時糾偏解難

“通過采取這樣的監測手段，摸清了章鎮鎮耕地的基本情況，按照‘農田就是農田，而且必須是良田’的要求，初步應用了監測成果，以便更好地保護耕地，把飯碗牢牢端在自己手中。”紹興市自然資源和規劃局上虞分局副局長邱云峰說。

記者來到章鎮鎮新區村黨群服務中心。這是一幢嶄新的大樓，邊上一塊新恢復原狀的耕地，格外亮眼。章鎮鎮自然資源所所長章志峰告訴記者，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。上虞分局利用監測成果，發現了這處未批先建的建筑物，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。

章鎮鎮靈運村的山坡下，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。原來，這位種糧大戶承租了靈運村幾塊總面積約5畝多的耕地。沒承想，由于山上流下來的泉水和耕地內滲出來的水，導致耕地變成低產、半沼澤的“冷水田”，無法機械作業，而人工種植成本太高，種糧大戶苦不堪言。2021年上半年，種了一季水稻后耕地便撂荒了。這一情況被上虞分局監測到。

如何解決這一難題？章鎮鎮農辦主任宋燁提出兩個解決方案：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。最終，村里改善了“冷水田”的耕作條件，種糧大戶也繼續在這里安心種糧。

章鎮鎮現有耕地6.1萬畝，其中糧食生產功能區3.51萬畝。“監測成果精準獲取了耕地種植作物分布情況。”該鎮副鎮長王崢表示，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。

上虞試點成果邊應用邊推廣，為浙江省推行“田長制”、應用“耕地智保”進行了技術賦能。“去年，我們在全省推廣應用了耕地覆蓋類別智能變化檢測技術，提取了全省耕地范圍內的變化圖斑，部分數據已應用到‘耕地智保’場景試點中，用于輔助掌握耕地變化動態。”王翠青說。