摘要：在當前農(nóng)業(yè)和土地管理的背景下，遙感技術(shù)作為一種強大而靈活的工具，對耕地保護與監(jiān)測的作用愈發(fā)凸顯。隨著人口增長和城市化的不斷推進，對耕地的保護與合理利用變得尤為重要。遙感技術(shù)依托其大范圍覆蓋、高效率監(jiān)測和多維度數(shù)據(jù)獲取的獨特優(yōu)勢，為耕地保護提供了新的視角和方法。它不僅可以更好地了解耕地的現(xiàn)狀和趨勢，還可以為決策者提供技術(shù)上的支持，確保耕地的持續(xù)和可持續(xù)使用。探討遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，其在耕地保護中的突出優(yōu)勢，以及未來優(yōu)化運用策略的幾個關(guān)鍵方向，包括提高數(shù)據(jù)精度、開發(fā)智能化處理算法、加強跨學科研究和國際合作等。通過這些探索，展示遙感技術(shù)如何成為保護和管理耕地這一寶貴資源的有力工具。

關(guān)鍵詞：遙感數(shù)據(jù)耕地保護土地資源運用探索

中圖分類號：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

耕地作為最基本的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源，直接關(guān)系到國家糧食安全和經(jīng)濟發(fā)展。在全球范圍內(nèi)，耕地資源的減少和退化已成為影響糧食產(chǎn)量和質(zhì)量的主要因素之一。耕地還承載著維持生物多樣性、調(diào)節(jié)氣候和保持水土的重要功能，是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵資源。

1遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀展現(xiàn)了該技術(shù)在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、監(jiān)測作物健康狀況以及管理耕地資源方面的重要價值。隨著衛(wèi)星遙感技術(shù)和無人機遙感技術(shù)的快速發(fā)展，遙感技術(shù)已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)不可或缺的工具。使農(nóng)業(yè)從業(yè)者可以在更大范圍內(nèi)、更高效率和更低成本下進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的監(jiān)控和管理，憑借遙感圖像[1]，可以對作物生長狀況、病蟲害發(fā)生、農(nóng)田水利狀況等進行實時監(jiān)測，這對指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量具有重要意義。特別是在精準農(nóng)業(yè)的背景下，遙感技術(shù)憑借提供精確的作物生長信息和土壤條件數(shù)據(jù)，支持了變量施肥、灌溉和病蟲害管理等精準農(nóng)業(yè)實踐，極大地提升了資源利用效率和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性。遙感技術(shù)還在農(nóng)業(yè)保險、作物估產(chǎn)和農(nóng)業(yè)政策制定等方面發(fā)揮著重要作用，憑借遙感技術(shù)，可以有效評估自然災(zāi)害對農(nóng)作物的影響，為農(nóng)業(yè)保險提供科學的風險評估和賠償依據(jù)。利用遙感數(shù)據(jù)進行作物估產(chǎn)[2]，提高了估產(chǎn)的精度，也為市場供需預(yù)測和農(nóng)產(chǎn)品價格調(diào)控提供了重要信息。遙感技術(shù)為農(nóng)業(yè)政策的制定和評估提供了客觀的數(shù)據(jù)支持，可以使政府更有效地規(guī)劃農(nóng)業(yè)發(fā)展、資源配置和環(huán)境保護策略。

2基于遙感技術(shù)在耕地保護中的突出運用優(yōu)勢

2.1大范圍、高效率的監(jiān)測能力

遙感技術(shù)在耕地保護中展現(xiàn)出的大范圍、高效率的監(jiān)測能力是其在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)管理中不可或缺的優(yōu)勢。該技術(shù)能夠覆蓋從偏遠農(nóng)田到廣闊無垠的耕地，無須直接接觸即可獲取關(guān)鍵的地理和環(huán)境數(shù)據(jù)。相較于耗時耗力的傳統(tǒng)地面調(diào)查方法，遙感技術(shù)通過衛(wèi)星或航空器搭載的傳感器，能在短時間內(nèi)連續(xù)收集大面積耕地的數(shù)據(jù)。極大地提高了數(shù)據(jù)收集的效率，還實現(xiàn)了對耕地變化的連續(xù)性監(jiān)控，使對耕地進行實時監(jiān)控和管理成為可能。遙感技術(shù)還能在極端天氣或不易接近的地區(qū)進行監(jiān)測，確保了信息收集的全面性和連續(xù)性。通過高效率的監(jiān)測能力，遙感技術(shù)為耕地保護工作提供了實時、全面的數(shù)據(jù)支持，有效地優(yōu)化了耕地管理策略，提升了耕地保護的時效性和準確性。

2.2提供多維度、高精度的數(shù)據(jù)信息

提供多維度、高精度的數(shù)據(jù)信息是遙感技術(shù)在耕地保護中一項顯著優(yōu)勢。遙感技術(shù)通過捕獲不同波段的信息，能夠綜合反映耕地的多種屬性和條件。例如：可見光波段可以揭示耕地覆蓋的類型和變化，紅外波段有助于分析作物的生長狀況和土壤的濕度條件，而雷達波段則能穿透云層，提供在多種氣候條件下的耕地信息。這些高精度的多維度數(shù)據(jù)為耕地保護和管理提供了科學的決策基礎(chǔ)。通過對這些數(shù)據(jù)的深入分析，決策者可以精確評估耕地的當前狀態(tài)和未來變化趨勢，制定出更加科學合理的耕地保護措施。例如：通過分析耕地的覆蓋類型和作物生長情況，可以合理規(guī)劃耕作制度和作物輪作模式，通過監(jiān)測土壤濕度和質(zhì)量，可指導(dǎo)灌溉和施肥，提高土地利用率和作物產(chǎn)量。遙感技術(shù)通過提供多維度、高精度的數(shù)據(jù)，極大地增強了耕地保護和管理的科學性和有效性，為確保食品安全和促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了強有力的技術(shù)支持。

3遙感技術(shù)在耕地保護中的優(yōu)化運用策略

3.1提高遙感數(shù)據(jù)的精度和分辨率

3.1.1采用先進的遙感技術(shù)和設(shè)備

遙感技術(shù)的進步體現(xiàn)在數(shù)據(jù)收集的能力上，還反映在對地球表面細節(jié)的精確識別能力上。高分辨率、多光譜和高光譜遙感技術(shù)的發(fā)展[3]，使耕地保護工作可以更加精確地進行耕地面積的測量、耕地質(zhì)量的評估以及變化的監(jiān)測。隨著遙感技術(shù)向更寬的光譜范圍擴展，涵蓋紅外、微波等非可見光譜，其在監(jiān)測耕地水分、作物生長狀況等方面展現(xiàn)出了獨特的優(yōu)勢，憑借這些技術(shù)，可以在不同的時間尺度上，從季節(jié)性變化到年際變化，對耕地進行全面監(jiān)測。無人機遙感技術(shù)的應(yīng)用進一步增強了對特定區(qū)域高精度、高解析度數(shù)據(jù)收集的能力，這對精細化管理耕地、實時監(jiān)控耕地變化情況尤為重要。無人機搭載的多光譜傳感器和高分辨率攝像頭可以捕捉到更加細致的地表信息，為耕地保護提供了更為豐富和準確的數(shù)據(jù)支持。在實際應(yīng)用中，結(jié)合先進的遙感設(shè)備和技術(shù)[4]，可以有效地識別耕地邊界，監(jiān)測非法侵占耕地行為，評估自然災(zāi)害對耕地的影響，以及指導(dǎo)耕地的合理利用和生態(tài)恢復(fù)工作，憑借這些技術(shù)的應(yīng)用，耕地保護工作可以實現(xiàn)從被動響應(yīng)向主動預(yù)防的轉(zhuǎn)變，大幅度提升耕地保護的效率和效果。

3.1.2數(shù)據(jù)融合技術(shù)的應(yīng)用

在遙感技術(shù)中，數(shù)據(jù)融合是一種集成多源遙感數(shù)據(jù)提升信息解譯能力的關(guān)鍵技術(shù)。它憑借綜合利用來自不同傳感器、不同時間、不同空間分辨率的遙感數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對耕地保護相關(guān)信息的全面和深入分析。數(shù)據(jù)融合技術(shù)可以顯著提升對耕地狀態(tài)監(jiān)測的準確性和可靠性，特別是在復(fù)雜地表條件下的應(yīng)用表現(xiàn)尤為突出。利用數(shù)據(jù)融合技術(shù)[5]，可以將高空間分辨率的圖像與高時間分辨率的圖像結(jié)合起來，既保留了地物的詳細空間信息，又能捕捉到快速變化的時間信息，極大地豐富了耕地監(jiān)測的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。例如：憑借融合高分辨率的光學影像和具有穿透能力的雷達影像，可以在云雨天氣下也能進行耕地監(jiān)測，保證耕地保護工作的連續(xù)性和穩(wěn)定性。此技術(shù)在處理復(fù)雜地表覆蓋變化、評估耕地受災(zāi)情況以及制定耕地恢復(fù)措施方面展現(xiàn)出了巨大的潛力。數(shù)據(jù)融合限于圖像數(shù)據(jù)之間的結(jié)合，還涵蓋遙感數(shù)據(jù)與地面觀測數(shù)據(jù)、社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)等的綜合分析，這種多維數(shù)據(jù)的融合可以為耕地保護提供更為全面和深入的洞察。例如：結(jié)合遙感監(jiān)測的耕地變化信息和地面調(diào)查的耕地利用情況，可以更準確地識別耕地退化的原因，制定針對性的保護措施。數(shù)據(jù)融合技術(shù)的應(yīng)用提升了遙感數(shù)據(jù)在耕地保護中的應(yīng)用效率，也為決策者提供了更加科學和精準的決策支持。

3.2開發(fā)智能化遙感數(shù)據(jù)處理算法

3.2.1利用機器學習和深度學習優(yōu)化數(shù)據(jù)處理

遙感數(shù)據(jù)的處理和解析是一項復(fù)雜且信息量龐大的任務(wù)，機器學習和深度學習技術(shù)的引入，為該挑戰(zhàn)提供了高效的解決方案，這些技術(shù)憑借學習大量的遙感數(shù)據(jù)樣本，可以自動識別數(shù)據(jù)中的模式和關(guān)聯(lián)，顯著提升數(shù)據(jù)處理的速度和準確性。深度學習，尤其是卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，因其在圖像識別和分類中的出色性能而被廣泛應(yīng)用于遙感圖像的解析，憑借訓練，這些網(wǎng)絡(luò)可以識別耕地、林地、水體等多種地表覆蓋類型，并且可以處理遙感圖像中的復(fù)雜特征，這些在傳統(tǒng)方法中常常導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理的不準確性。機器學習算法也在遙感數(shù)據(jù)分類和回歸分析中發(fā)揮著重要作用，尤其是在小樣本數(shù)據(jù)處理或者特定條件下的特征提取方面展現(xiàn)出其靈活性和高效性，這些技術(shù)加快了遙感數(shù)據(jù)的處理流程，還提高了數(shù)據(jù)解析的精度，使得從遙感數(shù)據(jù)中提取的耕地信息更加準確和可靠。隨著機器學習和深度學習技術(shù)的不斷進步，其在遙感數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用也在不斷拓展，涵蓋耕地變化檢測、耕地質(zhì)量評估、作物種類識別等，這些技術(shù)的應(yīng)用大大提升了遙感數(shù)據(jù)在耕地保護中的價值，為耕地管理提供了強大的技術(shù)支持。

3.2.2.自動化識別和監(jiān)測耕地變化

自動化識別和監(jiān)測耕地變化是實現(xiàn)耕地保護和管理的核心任務(wù)，隨著遙感技術(shù)和自動化處理技術(shù)的進步，該任務(wù)的實施變得更加高效和準確。自動化系統(tǒng)憑借實時處理遙感圖像數(shù)據(jù)，可以快速識別耕地邊界的變化、耕地被侵占的情況以及耕地退化的跡象，這對保護耕地資源、防止非法占用以及評估耕地健康狀況具有重要意義。自動化監(jiān)測系統(tǒng)利用時間序列分析，可以跟蹤耕地的長期變化趨勢，為耕地保護和可持續(xù)管理提供科學依據(jù)。

3.3加強跨學科研究和國際合作

3.3.1促進遙感學、土壤學和農(nóng)業(yè)科學的交叉融合

遙感學、土壤學和農(nóng)業(yè)科學的交叉融合是實現(xiàn)耕地保護和管理優(yōu)化的重要途徑，這種跨學科的融合，憑借綜合利用各學科的理論、方法和技術(shù)，形成一個多維度、高效率的耕地保護體系。遙感學提供了一種從宏觀角度快速獲取地表信息的手段，其在耕地監(jiān)測、評估和管理中發(fā)揮著不可替代的作用。土壤學則從微觀角度深入分析土壤組成、結(jié)構(gòu)和功能，對理解耕地質(zhì)量變化、指導(dǎo)耕地利用和保護措施的制定具有基礎(chǔ)性的意義。農(nóng)業(yè)科學關(guān)注作物生長規(guī)律、耕作技術(shù)和農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)管理，直接服務(wù)于耕地的有效利用和可持續(xù)發(fā)展，憑借這3個學科的融合，可以構(gòu)建一個全面的耕地保護和管理框架。例如：利用遙感技術(shù)監(jiān)測到的耕地變化信息，結(jié)合土壤學對土壤性質(zhì)的分析和農(nóng)業(yè)科學對作物生長條件的研究，可以更準確地評估耕地退化的原因和程度，制定更為科學和針對性的保護措施。這種交叉融合還促進了新技術(shù)、新方法的創(chuàng)新和應(yīng)用，這些技術(shù)的應(yīng)用提高了耕地保護的效率和效果，也推動了農(nóng)業(yè)科學的發(fā)展。促進遙感學、土壤學和農(nóng)業(yè)科學的交叉融合，是實現(xiàn)耕地保護目標的有效途徑，也是推動農(nóng)業(yè)科學進步和可持續(xù)發(fā)展的重要策略。

3.3.2.國際合作在共享數(shù)據(jù)和技術(shù)上的作用

在全球化的今天，國際合作在共享遙感數(shù)據(jù)和技術(shù)上發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，特別是在耕地保護和管理領(lǐng)域。遙感技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用不再局限于單一國家或地區(qū)，而是需要全球視角和國際資源的共享，這種合作涵蓋遙感數(shù)據(jù)的共享，還關(guān)系到遙感技術(shù)、數(shù)據(jù)處理方法和應(yīng)用經(jīng)驗的交流。國際合作可以極大地提高遙感數(shù)據(jù)的獲取效率和覆蓋范圍，使：各國都可以訪問到全球范圍內(nèi)的耕地監(jiān)測數(shù)據(jù)，這對應(yīng)對跨國界的耕地保護問題，如跨境水資源管理、國際農(nóng)業(yè)發(fā)展項目等，具有重要意義，憑借共享高質(zhì)量的遙感數(shù)據(jù)和先進的監(jiān)測技術(shù)，各國可以更有效地識別和監(jiān)測耕地變化，評估耕地保護政策的影響，制定更為科學和合理的耕地管理策略。國際合作還促進了遙感技術(shù)和應(yīng)用方法的創(chuàng)新發(fā)展，憑借國際科研項目和合作平臺，來自不同國家的研究人員可以共同研發(fā)新的遙感技術(shù)、探索新的數(shù)據(jù)處理算法，共同解決耕地保護中的共性問題和挑戰(zhàn)[6]，這種跨國界的合作和知識共享，加速了遙感技術(shù)在耕地保護中的應(yīng)用，也為全球農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展貢獻了力量。國際合作在共享數(shù)據(jù)和技術(shù)上，是推動耕地保護國際化進程的重要途徑，也是促進全球農(nóng)業(yè)科技進步和環(huán)境保護的關(guān)鍵機制。

4結(jié)語

鑒于耕地保護的重要性和當前面臨的挑戰(zhàn)，以及遙感技術(shù)的顯著優(yōu)勢，研究如何有效利用遙感數(shù)據(jù)進行耕地保護具有重要的理論意義和應(yīng)用價值，憑借探索遙感技術(shù)在耕地監(jiān)測、評估和保護中的應(yīng)用，可以為制定更加科學、有效的耕地保護策略和措施提供支持，進而促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和保障國家糧食安全。

參考文獻

[1] 呂文寶，徐占軍，楊麗琪，等.基于多源遙感數(shù)據(jù)與脅迫視角下耕地生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性評價—以汾河流域為例[J/OL].中國環(huán)境科學，1-14[2024-03-13].https：//doi.org/10.19674/j.cnki.issn1000-6923.20240018.005.

[2] 董金瑋，崔屹峰，邸媛媛，等.大數(shù)據(jù)時代耕地紅線管控監(jiān)測的機遇與挑戰(zhàn)[J].中國科學院院刊，2023，38（12）：1781-1792.

[3] 王來剛，郭燕，賀佳，等.遙感數(shù)據(jù)輔助下縣域耕地質(zhì)量評價與空間分布研究[J].中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2022，43（12）：137-146.

[4] 劉興童.遙感技術(shù)獲取耕地質(zhì)量評價指標的研究進展分析[J].南方農(nóng)機，2022，53（14）：102-104.

[5] 丁書培，李蒙蒙，汪小欽，李琳，吳瑞姣，黃姮.基于時序遙感數(shù)據(jù)的福州市耕地非農(nóng)化特征及驅(qū)動因子分析[J].遙感技術(shù)與應(yīng)用，2022，37（03）：550-563.

[6] 孫玉璟.遙感技術(shù)在耕地類型分類中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2019（9）：196-197.