基于遥感技术在耕地保护中的运用和探索

摘要：在当前农业和土地管理的背景下，遥感技术作为一种强大而灵活的工具，对耕地保护与监测的作用愈发凸显。随着人口增长和城市化的不断推进，对耕地的保护与合理利用变得尤为重要。遥感技术依托其大范围覆盖、高效率监测和多维度数据获取的独特优势，为耕地保护提供了新的视角和方法。它不仅可以更好地了解耕地的现状和趋势，还可以为决策者提供技术上的支持，确保耕地的持续和可持续使用。探讨遥感技术在农业领域的应用现状，其在耕地保护中的突出优势，以及未来优化运用策略的几个关键方向，包括提高数据精度、开发智能化处理算法、加强跨学科研究和国际合作等。通过这些探索，展示遥感技术如何成为保护和管理耕地这一宝贵资源的有力工具。

关键词：遥感数据耕地保护土地资源运用探索

中图分类号：S127;P237

ApplicationandExplorationofRemoteSensingTechnologyinCultivatedLandProtection

JIAOShengjing

ZhenfengCountyBureauofNaturalResources，QiansouthwestBuyiandMiaoAutonomousPrefecture，GuizhouProvince，562200China

Abstract：Inthecurrentcontextofagricultureandlandmanagement，remotesensingtechnology，asapowerfulandflexibletool，playsanincreasinglyprominentroleincultivatedlandprotectionandmonitoring.Withpopulationgrowthandthecontinuousadvancementofurbanization，theprotectionandrationaluseofcultivatedlandhavebecomeparticularlyimportant.Relyingonitsuniqueadvantagesoflarge-scalecoverage，high-efficiencymonitoringandmulti-dimensionaldataacquisition，remotesensingtechnologyprovidesanewperspectiveandmethodforcultivatedlandprotection，whichcannotonlybetterunderstandthecurrentsituationandtrendofcultivatedland，butalsoprovidedecision-makerswithtechnicalsupport，soastoensurethesustainabilityandsustainableuseofcultivatedland.Thispaperdiscussesseveralkeydirections：theapplicationstatusofremotesensingtechnologyintheagriculturalfield，itsoutstandingadvantagesincultivatedlandprotectionanditsfurtureoptimizationapplicationstrategies，includingimprovingdataaccuracy，developingintelligentprocessingalgorithms，strengtheninginterdisciplinaryresearchandinternationalcooperation，etc.Throughtheseexplorations，itisdemonstratedhowremotesensingtechnologycanbeapowerfultoolfortheprotectionandmanagementofthevaluableresourceofcultivatedland.

KeyWords：Remotesensingdata;Cultivatedlandprotection;Landresource;Applicationandexploration

耕地作为最基本的农业生产资源，直接关系到国家粮食安全和经济发展。在全球范围内，耕地资源的减少和退化已成为影响粮食产量和质量的主要因素之一。耕地还承载着维持生物多样性、调节气候和保持水土的重要功能，是实现可持续发展的关键资源。

1遥感技术在农业领域的应用现状

遥感技术在农业领域的应用现状展现了该技术在提高农业生产效率、监测作物健康状况以及管理耕地资源方面的重要价值。随着卫星遥感技术和无人机遥感技术的快速发展，遥感技术已成为现代农业不可或缺的工具。使农业从业者可以在更大范围内、更高效率和更低成本下进行农业生产的监控和管理，凭借遥感图像[1]，可以对作物生长状况、病虫害发生、农田水利状况等进行实时监测，这对指导农业生产、提高作物产量和质量具有重要意义。特别是在精准农业的背景下，遥感技术凭借提供精确的作物生长信息和土壤条件数据，支持了变量施肥、灌溉和病虫害管理等精准农业实践，极大地提升了资源利用效率和农业生产的可持续性。遥感技术还在农业保险、作物估产和农业政策制定等方面发挥着重要作用，凭借遥感技术，可以有效评估自然灾害对农作物的影响，为农业保险提供科学的风险评估和赔偿依据。利用遥感数据进行作物估产[2]，提高了估产的精度，也为市场供需预测和农产品价格调控提供了重要信息。遥感技术为农业政策的制定和评估提供了客观的数据支持，可以使政府更有效地规划农业发展、资源配置和环境保护策略。

2基于遥感技术在耕地保护中的突出运用优势

2.1大范围、高效率的监测能力

遥感技术在耕地保护中展现出的大范围、高效率的监测能力是其在现代农业管理中不可或缺的优势。该技术能够覆盖从偏远农田到广阔无垠的耕地，无须直接接触即可获取关键的地理和环境数据。相较于耗时耗力的传统地面调查方法，遥感技术通过卫星或航空器搭载的传感器，能在短时间内连续收集大面积耕地的数据。极大地提高了数据收集的效率，还实现了对耕地变化的连续性监控，使对耕地进行实时监控和管理成为可能。遥感技术还能在极端天气或不易接近的地区进行监测，确保了信息收集的全面性和连续性。通过高效率的监测能力，遥感技术为耕地保护工作提供了实时、全面的数据支持，有效地优化了耕地管理策略，提升了耕地保护的时效性和准确性。

2.2提供多维度、高精度的数据信息

提供多维度、高精度的数据信息是遥感技术在耕地保护中一项显著优势。遥感技术通过捕获不同波段的信息，能够综合反映耕地的多种属性和条件。例如：可见光波段可以揭示耕地覆盖的类型和变化，红外波段有助于分析作物的生长状况和土壤的湿度条件，而雷达波段则能穿透云层，提供在多种气候条件下的耕地信息。这些高精度的多维度数据为耕地保护和管理提供了科学的决策基础。通过对这些数据的深入分析，决策者可以精确评估耕地的当前状态和未来变化趋势，制定出更加科学合理的耕地保护措施。例如：通过分析耕地的覆盖类型和作物生长情况，可以合理规划耕作制度和作物轮作模式，通过监测土壤湿度和质量，可指导灌溉和施肥，提高土地利用率和作物产量。遥感技术通过提供多维度、高精度的数据，极大地增强了耕地保护和管理的科学性和有效性，为确保食品安全和促进农业可持续发展提供了强有力的技术支持。

3遥感技术在耕地保护中的优化运用策略

3.1提高遥感数据的精度和分辨率

3.1.1采用先进的遥感技术和设备

遥感技术的进步体现在数据收集的能力上，还反映在对地球表面细节的精确识别能力上。高分辨率、多光谱和高光谱遥感技术的发展[3]，使耕地保护工作可以更加精确地进行耕地面积的测量、耕地质量的评估以及变化的监测。随着遥感技术向更宽的光谱范围扩展，涵盖红外、微波等非可见光谱，其在监测耕地水分、作物生长状况等方面展现出了独特的优势，凭借这些技术，可以在不同的时间尺度上，从季节性变化到年际变化，对耕地进行全面监测。无人机遥感技术的应用进一步增强了对特定区域高精度、高解析度数据收集的能力，这对精细化管理耕地、实时监控耕地变化情况尤为重要。无人机搭载的多光谱传感器和高分辨率摄像头可以捕捉到更加细致的地表信息，为耕地保护提供了更为丰富和准确的数据支持。在实际应用中，结合先进的遥感设备和技术[4]，可以有效地识别耕地边界，监测非法侵占耕地行为，评估自然灾害对耕地的影响，以及指导耕地的合理利用和生态恢复工作，凭借这些技术的应用，耕地保护工作可以实现从被动响应向主动预防的转变，大幅度提升耕地保护的效率和效果。

3.1.2数据融合技术的应用

在遥感技术中，数据融合是一种集成多源遥感数据提升信息解译能力的关键技术。它凭借综合利用来自不同传感器、不同时间、不同空间分辨率的遥感数据，实现对耕地保护相关信息的全面和深入分析。数据融合技术可以显著提升对耕地状态监测的准确性和可靠性，特别是在复杂地表条件下的应用表现尤为突出。利用数据融合技术[5]，可以将高空间分辨率的图像与高时间分辨率的图像结合起来，既保留了地物的详细空间信息，又能捕捉到快速变化的时间信息，极大地丰富了耕地监测的数据基础。例如：凭借融合高分辨率的光学影像和具有穿透能力的雷达影像，可以在云雨天气下也能进行耕地监测，保证耕地保护工作的连续性和稳定性。此技术在处理复杂地表覆盖变化、评估耕地受灾情况以及制定耕地恢复措施方面展现出了巨大的潜力。数据融合限于图像数据之间的结合，还涵盖遥感数据与地面观测数据、社会经济数据等的综合分析，这种多维数据的融合可以为耕地保护提供更为全面和深入的洞察。例如：结合遥感监测的耕地变化信息和地面调查的耕地利用情况，可以更准确地识别耕地退化的原因，制定针对性的保护措施。数据融合技术的应用提升了遥感数据在耕地保护中的应用效率，也为决策者提供了更加科学和精准的决策支持。

3.2开发智能化遥感数据处理算法

3.2.1利用机器学习和深度学习优化数据处理

遥感数据的处理和解析是一项复杂且信息量庞大的任务，机器学习和深度学习技术的引入，为该挑战提供了高效的解决方案，这些技术凭借学习大量的遥感数据样本，可以自动识别数据中的模式和关联，显著提升数据处理的速度和准确性。深度学习，尤其是卷积神经网络，因其在图像识别和分类中的出色性能而被广泛应用于遥感图像的解析，凭借训练，这些网络可以识别耕地、林地、水体等多种地表覆盖类型，并且可以处理遥感图像中的复杂特征，这些在传统方法中常常导致数据处理的不准确性。机器学习算法也在遥感数据分类和回归分析中发挥着重要作用，尤其是在小样本数据处理或者特定条件下的特征提取方面展现出其灵活性和高效性，这些技术加快了遥感数据的处理流程，还提高了数据解析的精度，使得从遥感数据中提取的耕地信息更加准确和可靠。随着机器学习和深度学习技术的不断进步，其在遥感数据处理中的应用也在不断拓展，涵盖耕地变化检测、耕地质量评估、作物种类识别等，这些技术的应用大大提升了遥感数据在耕地保护中的价值，为耕地管理提供了强大的技术支持。

3.2.2.自动化识别和监测耕地变化

自动化识别和监测耕地变化是实现耕地保护和管理的核心任务，随着遥感技术和自动化处理技术的进步，该任务的实施变得更加高效和准确。自动化系统凭借实时处理遥感图像数据，可以快速识别耕地边界的变化、耕地被侵占的情况以及耕地退化的迹象，这对保护耕地资源、防止非法占用以及评估耕地健康状况具有重要意义。自动化监测系统利用时间序列分析，可以跟踪耕地的长期变化趋势，为耕地保护和可持续管理提供科学依据。

3.3加强跨学科研究和国际合作

3.3.1促进遥感学、土壤学和农业科学的交叉融合

遥感学、土壤学和农业科学的交叉融合是实现耕地保护和管理优化的重要途径，这种跨学科的融合，凭借综合利用各学科的理论、方法和技术，形成一个多维度、高效率的耕地保护体系。遥感学提供了一种从宏观角度快速获取地表信息的手段，其在耕地监测、评估和管理中发挥着不可替代的作用。土壤学则从微观角度深入分析土壤组成、结构和功能，对理解耕地质量变化、指导耕地利用和保护措施的制定具有基础性的意义。农业科学关注作物生长规律、耕作技术和农业生态系统管理，直接服务于耕地的有效利用和可持续发展，凭借这3个学科的融合，可以构建一个全面的耕地保护和管理框架。例如：利用遥感技术监测到的耕地变化信息，结合土壤学对土壤性质的分析和农业科学对作物生长条件的研究，可以更准确地评估耕地退化的原因和程度，制定更为科学和针对性的保护措施。这种交叉融合还促进了新技术、新方法的创新和应用，这些技术的应用提高了耕地保护的效率和效果，也推动了农业科学的发展。促进遥感学、土壤学和农业科学的交叉融合，是实现耕地保护目标的有效途径，也是推动农业科学进步和可持续发展的重要策略。

3.3.2.国际合作在共享数据和技术上的作用

在全球化的今天，国际合作在共享遥感数据和技术上发挥着至关重要的作用，特别是在耕地保护和管理领域。遥感技术的发展和应用不再局限于单一国家或地区，而是需要全球视角和国际资源的共享，这种合作涵盖遥感数据的共享，还关系到遥感技术、数据处理方法和应用经验的交流。国际合作可以极大地提高遥感数据的获取效率和覆盖范围，使：各国都可以访问到全球范围内的耕地监测数据，这对应对跨国界的耕地保护问题，如跨境水资源管理、国际农业发展项目等，具有重要意义，凭借共享高质量的遥感数据和先进的监测技术，各国可以更有效地识别和监测耕地变化，评估耕地保护政策的影响，制定更为科学和合理的耕地管理策略。国际合作还促进了遥感技术和应用方法的创新发展，凭借国际科研项目和合作平台，来自不同国家的研究人员可以共同研发新的遥感技术、探索新的数据处理算法，共同解决耕地保护中的共性问题和挑战[6]，这种跨国界的合作和知识共享，加速了遥感技术在耕地保护中的应用，也为全球农业可持续发展贡献了力量。国际合作在共享数据和技术上，是推动耕地保护国际化进程的重要途径，也是促进全球农业科技进步和环境保护的关键机制。

4结语

鉴于耕地保护的重要性和当前面临的挑战，以及遥感技术的显著优势，研究如何有效利用遥感数据进行耕地保护具有重要的理论意义和应用价值，凭借探索遥感技术在耕地监测、评估和保护中的应用，可以为制定更加科学、有效的耕地保护策略和措施提供支持，进而促进农业可持续发展和保障国家粮食安全。

参考文献

[1] 吕文宝，徐占军，杨丽琪，等.基于多源遥感数据与胁迫视角下耕地生态系统稳定性评价—以汾河流域为例[J/OL].中国环境科学，1-14[2024-03-13].https：//doi.org/10.19674/j.cnki.issn1000-6923.20240018.005.

[2] 董金玮，崔屹峰，邸媛媛，等.大数据时代耕地红线管控监测的机遇与挑战[J].中国科学院院刊，2023，38（12）：1781-1792.

[3] 王来刚，郭燕，贺佳，等.遥感数据辅助下县域耕地质量评价与空间分布研究[J].中国农业资源与区划，2022，43（12）：137-146.

[4] 刘兴童.遥感技术获取耕地质量评价指标的研究进展分析[J].南方农机，2022，53（14）：102-104.

[5] 丁书培，李蒙蒙，汪小钦，李琳，吴瑞姣，黄姮.基于时序遥感数据的福州市耕地非农化特征及驱动因子分析[J].遥感技术与应用，2022，37（03）：550-563.

[6] 孙玉璟.遥感技术在耕地类型分类中的应用[J].现代农业科技，2019（9）：196-197.