卫星遥感技术在威海市耕地占补平衡监测中的应用

 卫星遥感技术在威海市耕地占补平衡监测中的应用

郑军洋1，贾婧雯*1，裴心宁2，李佳桐3，王彦杰4[,]

1. 威海市国土空间技术中心，山东 威海 264200；2. 威海图新信息有限责任公司，山东 威海 264200；3.威海市房地产测绘中心有限公司，山东 威海264200；4.威海市规划技术服务中心有限公司，山东 威海 264200

摘要：补充耕地作为耕地占补平衡的有效指标，是落实国家耕地保护政策的重要标志。威海市补充耕地分布细碎，利用情况复杂，原有的监测方法存在着现状不实、数量不足、质量不好等情况，难以保障补充耕地监测真实可信。通过卫星遥感和人工智能识别算法等技术，对威海市的补充耕地进行动态遥感监测，实现补充耕地的实际土地利用类型的月度更新，进一步拓展了耕地保护方式，实现自然资源监管视角的延伸。

关键词：耕地占补平衡；卫星遥感技术；补充耕地监测

1引言

耕地占补平衡，作为我国长期以来实施的有关耕地保护的基本制度，对于我国的建设用地以及耕地的生态保护有着很重要的意义，在其正式实施的20多年里，不断为我国土地问题提供着基本的解决原则和方案[1]。耕地占补平衡是国家严守耕地红线的重要举措，实行占用耕地补偿制度是《土地管理法》作出的法律规定。近年来，党中央、国务院明确要求严格规范占补平衡管理，出台了《关于加强耕地保护和改进占补平衡的意见》。自然资源部相继制定了一系列加强监管的政策措施，山东省自然资源厅也不断加强全省耕地保护，推动各市多渠道、多手段落实耕地占补平衡。

补充耕地作为用于耕地占补平衡的有效指标，是耕地保护政策落到实处的重要标志。根据山东省委、省政府《关于做好2022年全面推进乡村振兴重点工作的实施意见》要求，威海市应落实和完善耕地占补平衡政策，建立补充耕地立项、实施、验收、管护全程监管机制，确保补充可长期稳定利用的耕地。

遥感是通过航空或卫星将地球表面信息以电磁波信号的形式复制收集，经过处理分析，得到各种地学信息的技术。而卫星遥感技术，就是利用卫星对地球表面上的物体进行遥感探测，获得地球各个方面的信息数据。遥感技术凭借其监测范围广、空间分辨率高、可重复观测等优势，在国土空间规划、生态环境监测、农业资源调查等方面发挥着越来越重要的作用[2-3]。近年来，威海市积极利用卫星遥感等先进技术，开展了全市耕地占补平衡监测工作。

2研究区与监测范围

2.1研究区概况

威海，山东省辖地级市，地处山东半岛东端，东经121°11′~122°42′，北纬36°41′~37°35′，属温带季风型大陆性气候。威海市属于低山丘陵区，平均海拔高度为 70-100米。其中，低山 97 平方千米， 占总面积的 23.8%；丘陵 205 平方千米，占 50.2%；平原低地 90平方千米，占 22.1%；水域面积 16 平方千米，占 3.9%。威海市补充耕地分布细碎，利用情况复杂，实地核查补充耕地项目的真实性，往往需要耗费大量的人力物力和时间。原有的补充耕地监测方法存在着现状不实、数量不足、质量不好等情况，难以保障补充耕地监测的真实可信。因此，利用卫星遥感技术，开展占补平衡指标库中的补充耕地项目开展常态化高效监测工作，是保障威海市补充耕地项目真实可信、推进耕地智慧保护的有效手段。

2.2监测范围

重点围绕2021年占补平衡指标库中的补充耕地图斑数据开展遥感监测，监测范围见图1。其图斑数量约为23000个，总面积约为2270公顷。图斑分布在威海市的初村镇、羊亭镇，荣成市的荫子镇，乳山市的乳山寨镇、夏村镇五个地区。

图1.2022年威海市补充耕地监测范围图

3研究方法

3.1技术路线

本次补充耕地监测使用2021年占补平衡库内的补充耕地图斑，分别基于0.2米以及2米分辨率的卫星影像数据，依据国土三调分类体系对非耕地图斑的类型进行判定，完成补充耕地现状监测数据的提取及判定，进而实现威海市2021年占补平衡库内补充耕地中各类型非耕地分布信息提取及面积统计，技术路线见图2。

图2.补充耕地监测技术路线图

3.2技术流程

（1）利用2022年5月0.2米的高分辨率遥感影像，采用人机交互判读耕地占补平衡指标库中的2021年补充耕地图斑，提取非耕地图斑的空间分布，统计面积。

（2）基于提取的非耕地图斑数据叠加高分辨率遥感影像，依据国土三调分类标准，参照土地变更调查技术规程，获取非耕地图斑土地利用的二级类别，完成各地类面积统计。

4技术成果

4.1  2022年5月补充耕地非耕地图斑数量及面积统计

基于2022年5月0.2米分辨率的遥感影像，监测到补充耕地中非耕地类型图斑510个，面积约211公顷，占补充耕地总面积的9.22%。各乡镇非耕地图斑统计情况见表1。

表1  2022年5月补充耕地中非耕地图斑信息统计表

4.2 2022年5月非耕地类型图斑的实际用地类型统计

叠加提取的非耕地图斑和航拍遥感影像数据，对非耕地图斑的地类进行判读，监测到非耕地图斑的实际用地类型共16类。其他林地和果园面积最大，分别为123.31公顷和33.59公顷，占非耕地总面积的58.41%和15.91%。用地类别统计详见表2，用地类型占比见图3。非耕地图斑分布展示以环翠区初村镇为示例，详见图4。

表2  2022年5月非耕地图斑用地类型一览表

图 3 2022年5月非耕地图斑各用地类型占比饼状图

图4  2022年5月环翠区初村镇补充耕地监测专题图

5 应用成效

5.1 月度更新非耕地土地情况，保障补充耕地真实性

在补充耕地占补平衡指标库的基础上，基于高分辨率遥感影像数据进行月度补充耕地遥感监测，对补充耕地地块现状进行审查，及时更新威海市补充耕地中非耕地图斑的面积、空间分布、用地类型和变化情况，精准指导开展补充耕地的重点监测和后期管护，提升了耕地保护管理能力，为完成威海市耕地保有量任务、保障耕地占补平衡切实落实、严守耕地保护红线提供了有力支撑。

5.2 推进补充耕地常态化监管，节省实地核查资金

综合运用遥感监测创新技术手段，打造遥感监测全面覆盖、重点区域实地调查的补充耕地动态监测体系，提升常态化监管能力，实现对入库的补充耕地项目进行定期和持续性“全面体检”，推动了对建设不实、数量不足的补充耕地项目的“早发现、早处置”，为保障补充耕地项目的真实性、可靠性和有效核减补充耕地面积提供了数据参考。补充耕地常态化遥感监测解决了实地核查全部补充耕地成本较高和实地抽检重点不清的问题，共计节省了约500万元的补充耕地实地核查费用。

参考文献

[1]华明.耕地占补平衡相关问题及建议[J].现代农业研究,2023,29(05):41-43.DOI:10.19704/j.cnki.xdnyyj.2023.05.009.

[2]胡兴树,龚健雅,潘建平.当代遥感技术的现状和发展趋势[J].武汉大学学报(工学版), 2003, 36(z1):195-198.

[3]马瀚青,高峰,黄新宇,等.遥感技术与应用30年论文发表趋势[J]．遥感技术与应用，2016,31(6):1215-1222.

Application of satellite remote sensing technology in monitoring the Balance of arable land in Weihai City

ZHENG Junyang1, JIA Jingwen1, PEI Xinning2,LI Jiatong 3, WANG Yanjie4

(1. Weihai Land and Space Technology Center, Shandong Weihai 264200, China; 2. Weihai Newmap Information co.,LTD., Shandong Weihai 264200,China; 3 Weihai Real ESTATE Surveying and Mapping Center Co. LTD, Shandong Weihai 264200, China; 4.Weihai CITY PLANNING TECHNICAL SERVICE CENTER Co. LTD, Shandong Weihai 264200, China)

Abstract:As an effective indicator of the balance of land occupation and compensation, supplementary cultivated land is an important symbol of implementing the national cultivated land protection policy. The distribution of supplementary cultivated land in Weihai City is scattered and the utilization situation is complicated. The original monitoring method has some problems, such as false status, insufficient quantity and poor quality, so it is difficult to guarantee the authenticity and credibility of supplementary cultivated land monitoring. Through satellite remote sensing and artificial intelligence recognition algorithm and other technologies, the dynamic remote sensing monitoring of supplementary cultivated land in Weihai City was carried out to realize the monthly update of the actual land use type of supplementary cultivated land, further expand the cultivated land protection method, and realize the extension of the perspective of natural resources supervision.

Key words:The Balance of arable land;Satellite remote sensing technology;Supplementary cultivated land monitoring

[ ]作者简介：郑军洋（1974—），男，山东威海人，高级工程师，主要从事威海市自然资源卫星遥感监测工作；E-mail: 183441214@qq.com

*通讯作者：贾婧雯（1981—），女，山东威海人，工程师，主要从事计算机理论和人工智能研究工作；

E-mail:605309272@qq.com