多光谱相机助力第四次全国农业普查-农业用地调查

国家政策背景：耕地保护，国之大者

粮食安全是“国之大者”，耕地是粮食生产的命根子。近年来，国家将耕地保护提升到前所未有的战略高度：

严守18亿亩耕地红线： 这是保障国家粮食安全的底线要求。

坚决遏制耕地“非农化”、防止“非粮化”： 明确要求对耕地用途实施最严格的管制，确保耕地主要用于粮食和棉、油、糖、蔬菜等农产品生产。

《国务院关于开展第四次全国农业普查的通知》（国发〔2025〕9号）正式发布。根据通知，国务院决定于2026年开展第四次全国农业普查，普查的主要内容包括农业生产条件、粮食和大食物生产情况、农业新质生产力情况、乡村发展基本情况、农村居民生活情况等，普查工作要求创新方法手段，加强现代化调查手段的应用，利用卫星遥感、无人机和人工智能等技术，准确测量主要农作物播种面积，查清设施农业状况。

在此背景下，精准、高效、动态地掌握耕地利用现状，及时发现并制止违规占用耕地（非农化）和在耕地上种植非粮作物（非粮化）行为，成为落实最严格耕地保护制度的关键挑战。传统依靠人工实地核查的方式，存在效率低、成本高、覆盖难、时效差等痛点，亟需科技赋能。

多光谱相机的技术优势

多光谱相机搭载于无人机平台，能够捕捉地表物体在多个特定光谱波段（远超肉眼可见的RGB三色）的反射或辐射信息。这赋予它独特的优势：

精细识别地物类型： 不同地物（如作物、树木、水体、裸土、建筑）具有独特的光谱“指纹”。通过分析这些光谱特征，可精确区分耕地、林地、草地、建设用地、水域等。

监测作物生长状态： 特定波段组合（如近红外与红边的反射率）可计算归一化植被指数（NDVI）、叶绿素含量等指标，有效识别作物类型（如区分水稻、小麦、玉米）、评估作物长势和健康状况。

大范围高效覆盖： 卫星可实现大区域周期性普查，无人机可灵活应对重点区域高频次、高精度详查，形成“天-空”一体化监测网络。

客观性与可追溯性： 获取的是客观的光谱数据，形成可追溯、可核查的电子证据链。

多光谱相机在耕地保护中的核心应用

一、高精度耕地面积统计与动态监测：

精准测绘： 利用多光谱数据，结合人工智能图像分割算法，可自动、精准地勾绘耕地地块边界，计算实际耕种面积，远超传统统计方法的精度。

二、年度变更调查： 定期获取影像，自动比对前后时相，高效识别新增或减少的耕地范围，掌握耕地数量动态变化，为占补平衡、进出平衡提供精准数据支撑。

永久基本农田核实： 辅助核查永久基本农田地块位置、范围是否准确，是否被占用或改变用途。

三、“非农化”用地智能识别：

1.建设占用监测：清晰识别在耕地上新建的房屋、厂房、道路、硬化场地（如停车场、休闲广场）、堆场、挖湖造景等。建筑、水泥、沥青等硬化地表具有与自然土壤和植被截然不同的光谱特征，极易被检测出来。

2.非法采矿与取土：识别因采矿、挖沙、取土等活动导致的耕地破坏区域。

3.违规“大棚房”与绿化造林： 发现以设施农业为名行非农建设之实的“大棚房”，以及在耕地上违规植树造林（生态林、经济林）的行为。

4.“非粮”种植行为精准发现：

作物种类识别： 通过分析不同粮食作物（小麦、水稻、玉米等）与非粮作物（如苗木、果树、草皮、观赏花卉、中草药）或经济林（如桉树）在不同生长期的光谱特征差异，准确判断耕地实际种植类型。

5.撂荒地识别： 利用植被指数（如NDVI）长时间序列分析，识别长期无植被覆盖或植被覆盖极低的疑似撂荒耕地。

6.养殖坑塘识别： 发现违规将耕地开挖成鱼塘、虾塘等养殖水面的行为。

应用流程

1. 数据获取： 根据任务需求（普查/详查）选择卫星或无人机平台，规划航线和拍摄时间（避开云层，选择作物特征明显时期）。

2. 数据处理： 进行辐射定标、大气校正、几何精校正、图像拼接等预处理。

3. 智能解译：

1. 利用机器学习/深度学习模型，训练分类器自动识别耕地、非农建设用地、非粮作物等地类。

2. 计算关键指标（如NDVI）并设定阈值，识别低活力区域（撂荒）或特定作物类型。

3. 进行多时相变化检测，自动提取变化图斑（新增建设、作物类型转变）。

4. 结果输出与核查： 生成耕地分布图、非农非粮疑似问题图斑分布图及详细清单。结合地理信息系统（GIS）精准定位，推送至基层田长或执法人员开展现场核查举证。

5. 闭环管理： 核查结果反馈至管理平台，为执法整治、耕地恢复、目标责任考核提供依据，形成“监测-发现-核查-处置-反馈”的闭环管理机制。

核心价值

效率倍增： 大幅提升监测覆盖范围、频次和效率，降低人力成本。

精度提升： 提供客观、准确、可量化的耕地利用数据，减少人为误差。

早发现早制止： 对“非农化”、“非粮化”苗头性问题实现“发现在初始，解决在萌芽”，降低后期整改难度和损失。

科学决策： 为耕地保护规划、占补平衡、土地整治、农业补贴发放等提供精准数据支撑。

压实责任： 技术手段使监管“长牙齿”，倒逼地方落实耕地保护主体责任。

在严守耕地红线、保障国家粮食安全的时代使命下，多光谱相机凭借其强大的地物识别与监测能力，已成为耕地保护不可或缺的“科技天眼”。它赋能管理部门以更高的效率、更准的精度、更快的响应，织密耕地保护网，让每一寸耕地都得到有效监管，为筑牢大国粮仓、端牢中国饭碗提供坚实的技术保障。拥抱科技创新，是实现“藏粮于地”战略、落实最严格耕地保护制度的必由之路。