一、建设背景
当前，国际形式、极端气候对粮食安全构成了巨大挑战，保护耕地就是保护国家粮食安全，事关经济社会可持续发展、社会和谐稳定。2022年中央一号文件发布，明确要“实行最严格的耕地保护制度”，落实“长牙齿”的耕地保护硬措施。二十大报告也明确做出了“全方位夯实粮食安全根基，牢牢守住十八亿亩耕地红线，确保中国人的饭碗牢牢端在自己手中”的重要部署，要求继续落实“藏粮于地、藏粮于技”战略举措。”
建立有效可靠的耕地保护监管制度，防止耕地“非农化”、“非粮化”，落实耕地占补平衡，是保证“18亿亩耕地红线不动摇”的关键举措。实际上，耕地保护监管是跨部门、跨层级的，涉及到自然资源、农业农村、林草、执法等多个部门，各部门的数据来源也很复杂，管理方式各不相同，信息不能实时共享，耕地台账往往不清楚，也难统一。另一方面，违法占用耕地的情况主要依赖卫片执法和人工核查，时间长、效率低，事后处罚多于事前预警。因此，当前耕地资源被征用的情况还十分常见、耕地“上山下河”的情况仍时有发生。
面向生态文明建设新时期的高质量发展要求，土地制度改革、国土空间格局优化的用地形势，乡村振兴和农业农村现代化、碳达峰碳中和等战略部署，耕地保护监管工作正面临着全新的挑战，亟待形成全周期视角、全要素视角、全业务视角的系统性、综合性统筹，利用数字技术建立面向数量、质量、生态“三位一体”的耕地保护监管体系和技术抓手。
二、建设目标
智慧耕地保护综合监管系统，以贯彻落实党中央、国务院关于加强耕地保护的工作要求为出发点，依托第三次全国国土调查数据成果，围绕最新一轮永久基本农田划定成果，综合应用人工智能AI、新一代三维GIS、大数据、高分遥感等技术，构建“以问题为导向、突出闭环管理，多维立体监管、严守耕地红线”为核心的耕地保护监管智治系统，实现耕地保护精准感知、智能识别、动态预警、科学决策，用数字技术的铜墙铁壁帮助自然资源部门加固耕地保护的“长牙齿”硬举措。
三、建设思路
以“落实最严格的耕地保护制度”的要求为引领，以耕地数量、质量、生态“三位一体”保护为目标，以制止耕地“非农化”、防止耕地“非粮化”为着力点，以耕地精细化管理要求为导向，全面分析耕地保护业务模式及当前短板，采用“三防四事五可”的构建思路研发了“智慧耕地保护综合监管系统”。以数字智治赋能耕地保护，实现耕地常态化、动态化、精准化、持续化监管，解决工作堵点，提高耕地保护力度和科学监管水平，为严守耕地红线、筑牢粮食安全根基提供技术保障
四、建设内容
4.1数据采集汇聚系统
耕地资源数据
物联网设备采集的土壤水分、作物生长环境、土壤熵情等内容。主要采用物联网农田监测设施实现，并通过统一的物联网通信网关汇聚数据上报至主系统。
自然资源一张图及卫星、无人机遥感数据
以遥感正摄影像为基础，按一定的时间段对重点监测区域地表覆盖类型进行监测，并采用无人机对监控地域进行定期补充拍摄高精度航空影像。
智能视频监控数据
接入实时第三方监控摄像头，如公安、交通、综治等部署的高清高倍数字监控摄像头采集的视频监管数据，并充分利用现有铁塔资源，在重点区域适当补充架设高清摄像头进行补充。系统对数据进行坐标化处理后，结合人工智能技术对视频拍摄到的耕地进行区域识别、边缘监测、数据裁剪、空间分析套合和比对，在人工辅助监督识别的方式下，利用机器识别监控范围内的耕地占用情况。
耕地动态监测数据
充分利用国土调查、两区划定、高标准农田、耕地等别等基础数据，确定耕地及其他用地的矢量范围，提取地块的关键属性数据，包括图幅号、地块编码、地类名称、种植属性、地块面积和其他关联属性。
4.2耕地保护一张图系统
梳理耕地保护现状、规划、监管相关的数据，依托国土空间基础信息平台和三维立体自然资源“一张图”的工作基础，建立耕地保护数据仓库，汇聚高标准农田、耕地质量等别、粮食功能区、永久基本农田及储备区、耕地后备资源调查评价、垦造耕地、耕地质量提升（复垦）项目、非农化非粮化图班、耕地“非农化”“非粮化”整治等数据资源，集成“实景三维”、DEM等三维空间数据，形成全域覆盖、要素齐全、图数一体、指标联动、及时更新的耕地保护三维立体“一张图”。
基于耕地保护三维立体“一张图”，对耕地现状、目标、趋势情况实现一屏动态宏观可视，详细呈现耕地数量账、耕地质量账、耕地生态账、用途管制账、潜力挖掘账和监督整改账六本账簿，围绕耕地数量、质量、生态变化情况进行多维度展示，翔实掌握耕地资源用途去向，并进一步通过耕地潜力挖掘、耕地问题存量风险研判、新增问题及时预警、监督问题整改监督等，实现智慧管理。
同时，算好总账、进账、出账和专账，按照空间、指标和项目直观呈现耕地占补平衡、进出平衡，实现图、数、线一体化的智慧监管决策，严格落实占优补优、占一补一、占水田补水田的要求。
4.3大数据监管分析系统
将收集到的多源异构、多时相的遥感影像、视频图像及基础数据进行有机整合统一，结合AI技术，对其进行综合分析，对耕地“非农化、非粮化”、耕地红线识别与监测、违法占用耕地、闲置用地等情况进行智能识别和空间智能感知，提升耕地保护工作中的智能分析水平，同时，联动任务分发、核查、研判等全生命周期，完成耕地保护监管模式由静态监管到动态监管、由事后发现到事前监管、由被动发现到主动发现、由单一监管到综合体系的转变，实现耕地违法“早发现、早预警、早处置”。
4.4耕地保护任务执行系统
对系统报警进行自动处理，生成责任任务清单，并根据任务级别、任务发生地点进行自动化调度。并可通过设立周期性任务，对耕地的原始数据与更新数据进行处理分析，并且通过公众号、网站等多种渠道接受公众监督举报，来获取异常区域的监测任务，对举报进行受理，并结合OCR、语义识别等技术对举报内容进行有效提取，最后通过核实情况发布调度任务。利用“互联网+”推动耕地保护监管的多主体、多层级协同。例如，针对“两非”监管工作，可以由业务部门云端进行违法识别、任务派发和整改跟踪；可以由管理人员在移动端进行违法核查、证据收集、信息上报等操作。具体而言，就是在云端/PC端可以按照基本农田、耕地、补充耕地图斑等分类管理，通过“空间码”集成地块位置、地块利用优先序、违法违规行为等，实现耕地信息公开、监督、反馈，问题发现、认定、处置整改“一码追踪”。
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