用最先进的技术手段护航我国耕地保护红线
高璐璐 张超
耕地是我国最为宝贵的资源，是粮食生产的命根子。近年，虽然我国粮食总产量不断增长，考虑到我国人口数量多，人均耕地数量有限的实际情况，要保障全国人民吃得饱、吃得好、吃得健康，必须有力提升我国耕地保护水平。
2022年中央一号文件强调，落实“长牙齿”的耕地保护硬措施。
为实现耕地“保数量、提质量、管用途、挖潜力”全方位保护，要用最先进的技术手段护航耕地保护红线，切实落实耕地的数量管控、质量管理、生态管护“三位一体”。
最先进的技术手段获取耕地多参数立体观测数据。从整体角度，看待耕地保护和耕地红线，需要获取全国、省、市、县四级尺度，水、土、气、生、植、环等多参数的立体动态变化。物联网、大数据、人工智能、5G、区块链、知识图谱、空间信息等先进技术的快速发展和交织融会，为耕地数量、空间分布、质量变化、生态状况等立体监测提供了保证。通过原位传感器设备获取多参数数据，利用小型化智能感知和协同化作业设备，保障野外原位数据实时感知传输。深度融合航天、航空、无人机遥感，以及通信、导航等技术手段，构建耕地天—空—地立体监测网络体系。通过全天候、定量化、协同化观测，动态、大范围、快速及时获取耕地时空数据。
遥感与人工智能结合助力耕地红线保护的高精度数据挖掘。我国成功发射了资源系列、高分系列等对地观测卫星，商业微、小卫星也快速构建卫星星座，协同国外的遥感对地观测数据，已经具备了多平台、多传感器、高时空分辨率的全方位立体观测能力，为开展耕地动态监测提供了数据支撑。建设多光谱/高光谱/红外/SAR一体多源异构遥感数据快速获取系统，实现我国耕地大范围、高频次、高精度、近实时的全要素动态监测。我国幅员辽阔，耕地分布广泛，农作物的类别、品种复杂且耕作制度差异较大，仅靠传统方法难以准确、及时获取耕地内“农”与“非农”、“粮”与“非粮”、“良”与“非良”精细识别与动态监测。将定点、多参数、高频率的地面监测与大尺度遥感监测相结合，获取遥感反射光谱及其衍生指数、纹理特征、时间序列特征等基础数据。融合高性能计算、机器学习、模式识别、统计学和专家系统等理论和技术，深度挖掘不同区域的数据特征、时空演化规律，集成专家知识库、模型库和方法库，形成系统化的人工智能处理体系。提高耕地和作物信息自动化分类的精度，提高定量评价指标的准确度，为提取耕地的数量、空间分布、质量、生态评价指标提供支撑。
多维度耕地感知和智能处理平台建设。协同立体观测数据，从省、市、县、乡等多尺度，获取多维度耕地参数，人工智能快速自动提取变化图斑，分析耕地数量、质量、生态评价指标动态变化。将耕地监测“基础数据”精确转换到“高价值时空专题信息”，建设自然资源要素实时在线感知和智能处理分析平台。实现耕地全面动态感知、系统精准识别，提高决策的时效性与准确性。通过我国耕地资源平台网格化监管，实现耕地利用“地上实地查、遥感天上看、视频实时看”全程留痕监管，确保“早发现、早制止、严打击”的管理需求，保证耕地进出平衡。
综合运用各种最先进的技术手段构建我国耕地保护红线监管体系。耕地是“山水林田湖草沙冰”自然资源生命共同体的重要组成部分。开展长期连续观测、试验研究，系统、全面获取我国耕地、林地、草地、水域等地类动态变化数据，尤其是耕地质量和生态相关的关键参数监测。通过时空知识建模、知识深度挖掘、智能表达、时空演化、知识推理等技术突破，逐步形成“数据→指标→知识”的耕地监管技术体系。构建实时监控、模型分析和精准调节的一体化、智能化耕地监管系统和平台，建立时空数据管理和高效计算的云平台。提供多维、动态、高精度耕地时空数据产品，进行精准化定位、可视化管理、智能化决策，为我国耕地红线保护与可持续利用提供基础数据和技术支撑。
（作者单位：中国农业大学土地科学与技术学院）