“河南一号”卫星于2022年8月发射应用，自应用以来，已发现并处置耕地保护违法违规线索2300多条
未来，农田大数据将是重要的战略资源，对我国的耕地保护和粮食安全起到关键作用
河南省郸城县高标准农田示范区的卫星图片，上面显示着众多监测仪器的位置 郸城县智慧农业信息中心供图
在河南省鹤壁市淇县自然资源局的一块屏幕上，224个高清摄像头拍摄的画面清晰可见，实现了对全县耕地的24小时巡查；在河南省西平县老王坡高标准农田示范区的另一块屏幕上，地里的墒情、苗情、虫情以及土壤酸碱度一目了然。
两块屏幕集成了卫星、摄像头和各种传感器传来的数据。近年来，随着卫星遥感技术、高空摄像技术、人工智能技术的蓬勃发展，科技为保护耕地提供了有力支撑。
“天地共管”让耕地保护更及时
淇县自然资源局的监控大屏长12米、高5米，工作人员调取一个摄像头，可以360度旋转，画面可以拉近到地面，房屋、车辆、树木、行人等看得清清楚楚。
“这是安装在信号塔上的高空高清摄像头实时拍摄的画面，这些摄像头覆盖范围广，有6名工作人员不间断地对全县的耕地进行查看，只要发现违规违法占用耕地的情况，立刻派人到现场进行核实、执法。”淇县自然资源局局长马成明说。
淇县目前已经将“蓝天卫士”秸秆禁烧监控平台、森林防火和“综合治税”等多个部门的地面摄像头系统集成到一个平台，总计可调用360度高清摄像设备224个，实现了全县33.2万亩耕地全覆盖，能够对耕地保护中的违法违规行为和突发事件做到早发现、早处置。
河南省自然资源厅相关负责人介绍，河南省依托省电子政务外网、省政务云等基础设施，采用大数据、云计算、人工智能等技术，接入3.7万余路监控设备和“河南一号”卫星影像，建立“双发现”机制，初步实现了对违法占地实时发现、推送、处置。
“河南一号”卫星于2022年8月发射，自应用以来，已发现并处置耕地保护违法违规线索2300多条。
目前，我国在耕地保护上已基本形成“卫星＋地面摄像头＋人工巡查”的立体监测监管体系，自然资源部会定时向地方发放卫星拍摄的违法占用耕地疑似图斑，地方通过实地核查进行确认。
这套“天地共管”的监测体系也应用于河南鹤壁市产粮大县浚县。浚县拥有105万亩耕地，其中永久基本农田96.65万亩，耕地保护任务艰巨。在浚县自然资源局监察大队副大队长刘国江的手机里，一款名为“执法监督”的软件能够对上级部门发的卫片图斑进行定位，并显示该地块的土地性质，执法人员可根据定位迅速到达现场执法。
2023年4月，浚县自然资源局接到上级部门传来的疑似违法占用耕地的卫片图斑，位于黎阳街道双庙村，刘国江迅速带领执法人员赶到现场，发现约10亩基本农田上堆放了很多用于修路的石子和沙土，确认其违法行为后，对责任人进行了处罚并限期整改。
“目前，从技术手段上已经实现‘天上看、实时盯、地上巡’的耕地监测监管手段，从自然资源部到省里、市里、县里均有技术手段监管监控，卫星天天在头上飞，摄像头天天盯着，为地方执法提供了有力支持。”刘国江说。
人“机”协同让耕地保护更准确
目前，各种技术手段使土地执法更加严格和方便，但受自然条件制约、基础数据偏差等因素影响，卫片图斑、摄像图片等与实际情况可能存在偏差，还须靠人“机”协同来完善土地执法。
“目前的技术监测手段还存在一些缺陷，上级交办的卫片疑似图斑和违法违规线索有一些不符合实际情况，很多线索是自动识别系统发现的，较为机械。比如收庄稼时把秸秆放在地里，自动识别系统会认定为有东西盖在耕地上，据此下发违法线索。”开封市自然资源和规划局自然资源督查办公室主任郎喜龙说。
河南省自然资源厅相关负责人介绍，目前视频监控系统仍存在铁塔视频监控漏报率高、错报率高问题。主要原因一是智能算法还有完善空间；二是摄像头布设点位及塔身结构存在局限性，树木房屋等遮挡物影响拍摄范围。
为弥补“技防”不足，各地不断加强“人防”力量。2021年4月，自然资源部办公厅印发《关于完善早发现早制止严查处工作机制的意见》，推动建立“田长制”，实行县、乡、村三级联动的耕地保护网格化监管体系。
淇县西岗镇迁民村支部书记张坤是该村的“田长”，这个村被划分为三个网格，分别由三个村干部任“网格长”，他们平时会到地里巡查，发现违规建设、破坏耕地等行为，进行制止后迅速上报。
张坤说：“自然资源部门的工作人员通过卫星或摄像头发现村里有异常情况，也会先给我们打电话，我们迅速到达现场予以制止，并等待土地执法人员到达，人防技防相结合，筑牢耕地保护红线。”
“AI农田”让耕地保护更高质
在河南省西平县老王坡高标准农田示范区，绿油油的麦苗铺满大地。在这片麦田里，小型气象站、土壤监测站、高清摄像头里的信息不间断地传到数据中心，经过整合分析后，将信息传到高标准农田服务中心的大屏幕上。
“这些数据是我们的宝贵财富，就像医院的病例资料一样，通过多年的积累，可以建立农田管理的人工智能大模型，提供全流程的农田管护服务。”示范区负责人付国河表示。
中科光启空间信息技术有限公司总工程师蒋鹏飞说，耕地保护不仅要保量，还要保质。卫星、地面摄像头、5G智能传感器等能够快速分析农田动态变化，进行数据积累、分析，从而掌握变化规律、原因、趋势，提供灾害预警。
“AI农业能够为农作物种植提供全流程诊断决策。种植前，分析土壤肥力、历史气象、上茬种植作物，提供追加底肥、耕地方式、播种期预测等建议；种植中，根据地块种植农作物信息，评估种植区出苗率，提供精准补苗建议；在作物生长阶段，对病虫灾害给出防治措施用药、用肥等建议；收获期，评估农作物产量，给出收获方式建议等。”蒋鹏飞说。
开封市土壤肥料工作站站长石文军长期从事土壤监测和盐碱地治理工作，他告诉记者，目前他们进行土壤成分分析还是采取取土化验的方式，这种方式耗时、耗力、耗钱。
蒋鹏飞介绍，伽马能谱仪能够根据土壤放射性元素与土壤养分建立数学模型，反演出土壤的8项养分数据，其中7项数据反演准确率达到80%以上。这种仪器可以手提、可以安装在农机或无人车上进行测量，效率比取土化验高很多。
“未来，农田大数据将是重要的战略资源，对我国的耕地保护和粮食安全起到关键作用，目前我们在数据采集、大数据分析、算法算力上还有很长的路要走。”蒋鹏飞说。（《瞭望》新闻周刊记者 刘金辉）