全国土地日|卫星助力农业耕地监测保护

6.25 全国土地日

  全国土地日是每年6月25日，是国务院确定的第一个全国纪念宣传日，中国是世界上第一个为保护土地而设立专门纪念日的国家。

  2024年6月25日是第34个全国土地日，活动主题是“节约集约用地 严守耕地红线”。

  随着现代信息技术的发展，卫星遥感在耕地保护动态监测、粮食作物监测、土地利用规划、病虫害监测、气象自然灾害监测等农业方面发挥了重要技术支撑作用。

  通过对遥感影像的解译和分析，可以获取土地利用类型、土壤类型、植被覆盖情况等信息，为耕地保护提供数据信息。

国土空间分布规划

1、耕地保护

  利用高分辨、高频次的卫星数据（如“吉林一号”卫星），可以精准识别耕地的使用情况，判断是否存在“非农化”或“非粮化”行为，有助于强化对耕地红线的管理保护，确保耕地的合理利用。

  宁夏耕地保护动态监测监管系统利用高分系列、北京2号系列等遥感卫星，对耕地变化情况进行全过程监测。

  此系统可详细查询宁夏全区及各市、县（区）耕地的数量、质量、结构、坡度等分布情况，可查看耕地及永久基本农田的空间分布情况及相关图斑信息。

通过耕地保护动态监测监管系统发现变化图斑，由各市县(区)进行现场核查确定疑似违法图斑

2、城乡建设规划

  利用卫星遥感图像，针对市域、区县、乡镇乃至村社各个尺度的规划需要，实现基于遥感影像的居住用地、工业用地、基础设施、绿地等信息快速提取；解译城镇建设用地规模、使用性质及空间特征，服务城市规划发展。

基于高分影响的重庆市城乡建设用地遥感解译图

3、土地利用状况监测

  进入21世纪以来，南京市经济快速增长，不可避免地导致城市土地覆盖类型发生变化以及城市土地扩张。获取Landsat 8卫星2014年和2021年的遥感影像数据，对南京市士地覆盖类型进行分类，将南京市土地分为建筑用地、耕地、林地、水体四类，定量分析7年间南京市土地覆善类型发生的变化。

  选用2002、2007、2013和2018年Landsat 7 ETM+影像和Landsat 8 OLI影像为主要数据源，对江西萍乡市土地利用变化和生态环境状况进行监测分析，为城市未来发展规划提供参考。

2002(a)、2007(b)、2013(c)和2018(d)年萍乡市土地利用信息

农田资源监测

1、农业监测“一张图”

  通过对卫星、无人机、物联网、气象等数据进行整合，把握农业农村资源空间分布和产业规模，实现农业资源管理、农业数据分析、农业生产监测、大田环境监控、物联网监管等多要素信息的农业资源“一张图”展示。

“智能遥感云”平台“耕地种植结构AI遥感分析一张图”

长光卫星农业资源“一张图”

2、土壤墒情分析

  墒情是旱情的重要指标，也是研究土地退化的重要因子，土壤水分含量还是气候、水文、生态、农业等领域开展研究的重要参数。

吉林省长春市农安县耕地土壤墒情动态监测

3、作物苗情监测

  在农业生产工作中开展苗情监测，是为了能准确把握农作物生长的动态趋势，通过准确的分析生产数据，对苗情实现自动化监测管理。

  根据EOS/MODIS卫星数据，对河南省冬小麦苗情进行监测（2011年4月/2011年11月）

山东省卫星遥感小麦苗情监测图（2019年12月10日）

4、作物病虫害监测防治

  农作物受到病虫害侵染后，色素水份、形态结构等发生变化，会在不同波段上表现出不同程度的吸收和反射特性的改变。侵染方式不同，相应的病虫害的光谱响应也不同。利用病虫害光谱响应特征，可以及时准确监测农作物病虫害的发生和范围，帮助病虫害的防治。

  2023年4月，河南省小麦正是开花和授粉受精的重要阶段，连续的降温及阴雨天气为冬小麦赤霉病爆发埋下隐患。利用卫星遥感数据，对河南省冬小麦赤霉病进行灾害风险评估，为农业防灾提供参考。

5、作物灾情预警

  2019年5月上旬，新疆多地出现冰雹天气。利用冰雹灾害发生前后多时段高分一号卫星、Planet卫星、哨兵二号卫星（Sentinel－2）等高分辨率卫星影像及遥感技术，及时跟踪监测棉苗受灾情况，获得的监测结果有助于当地农业管理部门和保险机构统计受灾面积，做好农业保险理赔服务工作，加快恢复生产。

新疆某地棉花冰雹灾害监测专题图（2019年5月）

6、农作物种植结构监测

  根据不同农作物在卫星影像中光谱特征以及农作物物候特征，结合智能算法，监测农作物种植结构。

长春市2020年农作物种植空间分布

耕地卫星云图，图斑颜色表示耕地作物类别，图斑上的文字表示耕地的种粮者和面积

  瓶窑镇是杭嘉湖平原地区的产粮大镇，耕地面积2.6万亩，每年粮食作物种植面积超4.3万亩。借助卫星遥感技术，计算出农作物种植面积及产量，为农作物补贴发放、受灾理赔方面提供了真实可靠的数据依据，不用再靠人工实地核查。

7、农作物长势与产量监测

  根据绿色植物对光谱的反射特性，即作物在可见光部分（被叶绿素吸收）有较强的吸收峰，近红外波段（受叶片内部构造影响）有强烈的反射率，形成反射峰，这些敏感波段及其组合（通常称为植被指数）可以反映出作物生长信息，进而判断作物的生长状况以及大面积作物长势的空间差异，进行作物长势的监测。

  卫星遥感技术为耕地保护和农业生产提供了强有力的技术支撑，助力实现“节约集约用地，严守耕地红线”的目标。在全国土地日这个特殊的日子里，我们更应该重视土地保护，合理利用土地资源，共同守护我们赖以生存的家园。

参考资料

1. 高清卫星影像，服务于城乡规划，水经注GIS

2. 万安国,王建强,王东东.萍乡市土地利用变化及生态环境质量评价[J].气象与减灾研究,2021,44(01):58-66.

3. 长光卫星技术股份有限公司http://www.jl1.cn/

4. 遥感技术在农业灾害监测中的应用，珈和科技

5. 国源科技：用遥感技术“防范阻击”小麦赤霉病

6. 卫星把脉！一年一图看九年种植结构变化，中央广播电视总台黑龙江总站

7. 卫星遥感在农业中的应用，中遥环境

8. 数治耕保，吉奥有责|宁夏耕地保护“亮剑”了！——吉奥时空