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用“星”守护“饭碗田”

2021-12-06 10:10:03    来源: 中国自然资源报    作者:赵蕾

“2020年11月,锦媛香家庭农场违法占用三台县新德镇长堰村0.3亩永久基本农田建设种植看护房。2021年4月,四川省自然资源厅通过卫星遥感监测发现了该乱占耕地建房行为,责成绵阳市自然资源主管部门督促整改。5月,三台县自然资源局向当事人下达整改通知书。7月,当事人拆除了违法建筑。目前,土地已复耕。”这是四川厅今年通报的一宗新增农村乱占耕地建房典型案例。

在这起案例中,卫星遥感监测起到了重要作用。四川省幅员辽阔,且多山地、丘陵,人工动态巡查难度大。如何更高效地开展耕地保护与监管?近年来,四川着力运用卫星遥感监测构建起“天网”系统,坚决遏制耕地“非农化”、严格管控“非粮化”,取得积极成效。

16颗卫星构建“天网”系统

充分利用卫星遥感技术,加强耕地保护与监管,四川起步较早。2010年,四川开始先行先试,在年度土地矿产卫片执法中,依托省国土科学技术研究院的遥感地理信息技术优势,通过“逐步剥离剔除”合法用地图斑方式,从国务院相关主管部门下发的十万余个图斑中,快速定位疑似违法用地。这为后来相关主管部门开展卫片执法图斑分类下发,减少地方核实工作量提供了经验。

2013年,四川开始进行省级半年遥感监测,以更早地发现疑似违法用地线索,督促重点项目提前完善用地手续。2018年,四川省卫星应用技术中心(以下简称卫星中心)成立,用“星”守护耕地的步伐加快。2020年,卫星中心在成都平原经济区、川南经济区开展了高分辨率影像采集,构建起全省7万平方公里区域的实景三维模型。“这个范围涵盖了全省50%的耕地,为利用卫星监管和保护耕地奠定了坚实基础。”卫星中心负责人介绍,“目前可以运用16颗卫星对耕地保护利用情况进行全方位监督检查。这16颗卫星能提供普通光学影像、立体像对影像、高光谱影像、雷达影像等多种影像。2019年以来,已接收卫星遥感数据768批2.73万景,数据量达34TB。”

凭借强有力的技术支撑,四川厅发文从今年3月开始,每2个月对全省耕地变化情况开展动态监测。“这是在自然资源部卫片执法的基础上,四川省进行耕地保护的自我加压,目的是进一步减少破坏耕地行为的监管死角,守护‘饭碗田’。”卫星中心相关负责人说,“双月动态监测以2020年国土变更调查遥感影像和耕地现状为本底,采取耕地变化图斑提取、调查核实举证等方式,对耕地‘非农化’‘非粮化’情况进行分析研判。初步提取的图斑经过人工复核后,下发至市县开展外业核实,同时借助‘天府调查云’App实现耕地的实时、实地、实证监管。”

让违法用地行为无处隐藏

在什邡市师古镇清泉村一片整治后的土地上,记者已看不到之前的建设痕迹。原来,在今年第三季度的耕地动态监测中,卫星中心通过遥感监测发现这片耕地存在“非农化”疑似图斑,面积约4.68亩。什邡市自然资源主管部门收到该线索后,经实地调查核实,确认其为什邡市吉品家具有限公司所建房屋,且没有取得合法用地手续,涉嫌非法占用耕地。后经立案查处,当事方自行拆除了违法建筑物。目前,土地已复耕。

那么,到底是如何利用卫星将这些违法用地行为揪出来的?卫星中心工作人员拿出2张几乎一模一样的卫星影像图,邀记者一起来察看。

“这两张图的拍摄时间相差半年。左边这张,白色的是房子,绿色的是成片耕地。而右边这张,在这个位置多了一个小黄点。”卫星中心高级工程师邓立指着影像图上的黄色小点说,“出现小黄点,说明这里的耕地状况发生了变化。之后,自然资源主管部门会根据我们提供的点位进行实地核查。”

相较耕地“非农化”的辨别,辨别“非粮化”则更复杂一些。邓立介绍:“一般来讲,正常情况下,从卫星影像图上看到的庄稼都是整齐的,如果影像图上的植物是杂乱的,相关地块就很可能已撂荒。

同时,还可运用高光谱卫星的不同波段来识别地里种的是什么。我们将常规的水稻、小麦光谱色谱谱序加以标准化之后,凡出现非标准化谱序的,基本就属于‘非粮化’问题了。通过实地核查,立马就能查清。”

人工智能助力遥感监测升级

卫星中心相关负责人告诉记者,在四川这样面积较大的省份开展耕地双月监测,主要存在两方面技术困难。一是卫星影像覆盖能力受限。受制于国家空间基础设施发展水平,以及四川的气候和地形特征等因素,卫星影像的获取难度增大。为此,卫星中心加强技术攻关,目前基本能够实现除川西高原、地广人稀区域外的双月2米覆盖监测,单次监测面积大于20万平方公里。二是影像信息提取的工作量太大。为此,卫星中心探索运用人工智能遥感AI辅助提取技术,开展卫星影像信息提取,与之前仅靠人工相比,工作效率提升了近50%。

卫星中心技术人员介绍,在实际操作中,该人工智能技术通过深入月度自主监测工作场景,充分利用监测数据成果构建“样本采编—迭代训练—模型调优—模型封装—自动解译”的完整技术流程与运行机制,综合采用难例挖掘与数据回流技术,经过多轮“样本—训练—解译”的闭环滚动优化,构建起高效、高精度的变化自动提取环境,从而实现了疑似问题图斑的自动提取。

同时,四川在手机端引入了“天府调查云”App。工作人员打开其中的“耕地保”模块,在卫星遥感影像图上随意圈出一块地,就能查到其土地分类、权属、规划等信息。群众也能利用该App上传疑似破坏耕地的线索。工作人员获得线索后通过与系统里的图斑进行比对,就能作出准确辨别。

四川厅相关负责人介绍,下一步将持续加强卫星遥感等信息化技术在耕地监测中的广泛应用,着力构建卫星遥感“天上看”、田长负责“及时管”、网格专员“地上巡”、公众参与“随时拍”的“空、天、地”一体化耕地保护与监管机制。

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