耕地长了啥“天眼”都能查——绍兴市上虞区开展耕地种植属性监测试点

□李风

2021 年3 月，绍兴市上虞区章镇镇广袤的田野来了几个陌生人，他们手持平板电脑，时而观察四周，时而在打开的卫星遥感影像图上比划着。

他们是浙江省测绘科学技术研究院自然资源调查监测中心技术人员。2021 年2 月，自然资源部确定在浙江开展耕地种植属性监测试点。同年，浙江省自然资源厅牵头组织，绍兴市自然资源和规划局上虞分局承接实施，浙江省测绘科学技术研究院负责技术攻关，章镇镇耕地种植属性监测试点由此开启。

为何选择浙江试点？如何开展监测？如何应用监测成果……带着这些问题，2022 年阳春三月，笔者来到上虞一探究竟。

遏制“两非”——耕地监测正逢时

确保国家粮食安全，必须牢牢守住耕地红线，坚决遏制耕地“非农化”、防止“非粮化”。2020 年9 月以及11 月，国务院办公厅先后印发《关于坚决制止耕地“非农化”行为的通知》《关于防止耕地“非粮化”稳定粮食生产的意见》，对遏制耕地“非农化”、防止“非粮化”提出明确要求。

浙江省自然资源厅自然资源调查监测处处长王翠青介绍，这一背景下，探索调查监测技术方法体系，实现耕地范围内粮与非粮、农与非农图斑的精细分类与动态监测，成为浙江自然资源调查监测工作的题中之义，同时也具备了开展试点的条件。“全省拥有较好的工作基础和技术积累，较丰富的数据资源，较强的技术团队和装备保障。”王翠青表示。

浙江丰富的遥感影像资源为耕地动态监测和作物精细化分类遥感监测提供了数据支撑。目前，优于2米空间分辨率光学影像已实现全省季度覆盖，部分地区实现了月度覆盖；0.5 米影像上半年全省覆盖一次，0.8 米影像下半年全省覆盖一次。

此外，浙江省自然资源系统已经建立了涵盖多用途无人机、多类型传感器、多样化地面采集设备的自然资源调查监测装备体系。航空遥感方面，已拥有60 余架无人机，配置了大型航摄仪、大型倾斜航摄仪、激光雷达、高光谱等多类型传感器设备。地面遥感方面，建立了高光谱遥感监测实验室，装备可搭载于有人机、无人机、野外、室内的全套高光谱成像仪，以及用于地面测量的全波段高分辨率地物光谱仪。外业采集方面，装备有SSW-VI车载激光建模监测平台、车载移动测量系统、全数字摄影测量系统设备等大型装备。

为何选择绍兴市上虞区章镇镇为试点区域?“章镇镇位于上虞中南部，辖27 个行政村，面积约140 平方千米。章镇是个农业大镇，过去一直以生产粮食为主，素有‘虞南粮仓’之称。现阶段农业以种植为主，是综合性农业区，因此适宜开展耕地‘非农化’与‘非粮化’遥感监测。”王翠青表示。

开展监测——“天眼”如何给耕地“找茬”

卫星遥感技术虽然与人们很遥远，但已走近寻常百姓的生产生活。如今，太空卫星正将“目光”投向章镇镇，遥远地“感知”镇上所有耕地。

开展耕地“非农化”与“非粮化”遥感监测技术体系构建研究，是章镇镇试点的主要任务。“通俗地说，就是借助信息化技术手段，及时准确的掌握耕地‘非农化’‘非粮化’行为。”浙江省测绘科学技术研究院技术人员王兴坤告诉笔者，利用多源多时相的卫星遥感数据，采用人工智能技术，综合利用耕地管理数据，进行耕地精细化分类技术研究，实现耕地范围内粮与非粮、农与非农图斑的精细分类与动态监测。

“卫星遥感技术是给地表上的各类覆盖物进行‘画像’的。”王兴坤介绍说，地表各类覆盖物在遥感影像上的纹理、形状、光谱特征都不相同。比如，遥感影像所显示的纹理，完全不同于人们常见的树木年轮或指纹，在作业人员眼中，水稻像一块绿色的地毯，苗木犹如一片绿色的马赛克，农业大棚宛如一片白色波浪，水塘则是一片黑色的镜面……光谱，简单来讲就是地表的颜色，比如，春天盛开的油菜花，在图斑中呈现鲜艳的黄色。

“你看这块区域的纹理和颜色明显和周围不同，很可能种植了苗木。”王兴坤放大一块耕地遥感影像，我们看见一片平滑的绿色地毯中间出现了一小块深绿色的马赛克状图斑。“机器正是通过深度学习技术，判断耕地是否存在占用、抛荒等问题，同时标记出‘变化图斑’。”

成效良好——提高了监测的效率和精度

截至3 月18 日，作业人员已完成试点地区耕地覆盖类别变化和粮食种植作物分布的内业提取及野外精度验证工作。

试点结果显示，通过构建了基于深度学习的耕地覆盖类别变化监测技术和融合“时序-空间-光谱”特征的耕地种植作物分类算法，首先提高了耕地监测的效率，无论是耕地覆盖类别变化还是耕地种植作物类别，都可以在很短的时间获取到监测成果；其次，提高了耕地监测的精度，耕地覆盖类别变化识别准确率达到80%以上，种植作物类别监测提取准确率总体达到80%。

比如，章镇镇水稻的调查监测，如果采用携带纸质图件到野外核查，一名作业人员需要7 天时间才能完成实地核实工作，目前基于遥感影像的自动化结合人工的作业模式，作业人员只用3 天就能完成内业提取、外业核实的工作。

试点工作开展以来，作业人员对章镇镇的耕地进行了7 期监测。监测结果显示，耕地内共发现35 个地表覆盖类别变化图斑，面积约258亩，其中6 宗图斑12.7 亩变化类别为人工建设的新增，其余为种植物变化。同时，获取了全镇主要粮食作物的分布及面积，通过与基本农田及粮食生产功能区的套合分析，该镇“非粮化”行为主要为花卉苗木、水果种植、挖塘养殖等，以及少量的抛荒。

贵在应用——发现和处置违规占用耕地、耕地抛荒行为

“通过采取这样的监测手段，我们摸清了章镇镇耕地‘非农化’和‘非粮化’基本情况，按照农田必须是良田的要求，初步应用监测成果，要把饭碗牢牢端在自己的手中。”绍兴市自然资源和规划局上虞分局副局长邱云峰表示。

3 月10 日，笔者来到章镇镇新区村党群服务中心，这是一幢崭新的大楼，大楼边上挨着一块被恢复原状的耕地。

章镇自然资源所所长章志峰告诉笔者，2021 年，村里未经批准，在这块面积4.38 亩的耕地上搭建了一座临时工棚。绍兴市自然资源和规划局上虞分局利用监测成果，发现了这处末批先建的建筑物，立即给村里发了停工通知书和责令整改通知书，要求拆除临时工棚，恢复耕地原状。接到整改通知后，村里很快完成了整改。

灵运村的山坡下，几丘“冷水田”使得耕种成本大幅提高，远低于预期效益，承包的种粮大户在一年两熟的水田上仅仅种植一季，甚至还动了退租的念头。

这一情况的经过是：章镇镇一位种粮大户承租了这里几块总面积约5 亩多的耕地。这些耕地曾是窑厂的制砖取土处，后来回填恢复为耕地。没承想，由于山上流下来的泉水和耕地内渗出来的水，形成低产、半沼泽的“冷水田”，无法机械作业，而雇佣人工种植导致成本骤升。2021 年上半年，种了一季水稻后耕地便撂荒了，种粮大户打算退租。当年9 月，这一信息就被上虞分局监测到。

眼下正值春耕备种时节，如何避免类似的耕地抛荒风险？章镇镇农办主任宋烨提出两个方案：一是改善耕作条件；二是中止承包合同，由村集体收回耕地后种植玉米等旱作物。

章镇镇现有耕地6.1 万亩，其中粮食生产功能区3.51 万亩。“监测成果精准获取了耕地种植作物分布情况。”该镇副镇长王峥表示，下一步，将深化“非农化”“非粮化”整治，加强和落实粮食生产功能区管护责任，努力扩大粮食种植面积。

绍兴市上虞区的试点成果边应用边推广。耕地覆盖类别智能变化检测技术已得到了推广应用。2021年，浙江省自然资源厅围绕着推进地理国情监测向自然资源监测转换，推进耕地覆盖类别智能变化检测技术在实践中推广应用、优化提升，提取了全省耕地范围内的变化图斑，部分数据已应用到“耕地智保”场景试点中，用于辅助掌握耕地变化动态。