实验室情况简介

一、基本信息

实验室基本信息概况如表1-1所示。

表1-1 实验室基本信息概况

实验室科研成果署名信息：

Key Laboratory of Investigation and Monitoring, Protection and Utilization for Cultivated Land Resources, Ministry of Natural Resources, Chengdu, 611130, China    

自然资源部耕地资源调查监测与保护利用重点实验室，成都 611130  

二、总体定位

以深入贯彻落实习近平总书记关于生态文明建设、落实最严格的耕地保护制度的重要指示精神为指引，以科技服务耕地质量和地力水平提升为目标，本实验室立足四川、辐射西南、面向全国，以耕地资源调查监测与保护利用为主要研究内容，加强基础研究与应用研究的结合，围绕耕地资源调查监测、合理开发、持续利用、严格保护和产能提升等方向开展科技攻关和技术突破，通过依托单位充分整合资源、构建长效的产学研战略合作机制等，力争将实验室打造成本领域特色鲜明、国内科技领先的耕地资源调查监测与保护利用重点实验室，为耕地资源的持续利用和产能的持续提升提供理论依据和技术支撑，助力农业农村现代化、乡村振兴和国家粮食安全保障。  

三、研究方向

聚焦耕地资源调查监测与保护利用，实验室主要研究方向包括如下三个方面：

（一）耕地资源调查、监测及评价

开展耕地资源影像数据自动提取、耕地种植作物属性自动识别以及耕地资源智能监测技术等研究，基于遥感影像的目标作物自动识别技术以及高分辨率、高光谱遥感影像与无人机航摄影像技术，实现耕地变化区域提取自动化处理以及不同耕地种植作物的影像特征样本库的集成，构建耕地质量智能监测指标体系，探索耕地资源原位多参数定量化快速、自动获取流程，实现耕地资源重要参数的动态获取和智慧监测与评价，提升耕地质量监测信息的有效性。  

(1) 耕地资源影像数据自动提取

通过不同时相遥感影像提取耕地变化区，充分发挥多光谱影像数据在陆地植被观测领域的优势以及合成孔径雷达的植被穿透性特性，探索云层遮盖、季节交替等因素引发的影像伪变化机制；采用无人机低空摄影获取代表区域高清纹理数据，建立不同区域，不同季节的耕地影像样本库；利用深度学习等手段，提高耕地自动识别准确度，实现耕地变化区域提取自动化处理，提供耕地占用、灾毁等耕地范围变化连续监测成果。

(2) 耕地种植作物属性自动识别

开展基于光谱、纹理特征的耕地种植作物类型识别研究，利用高分辨率、高光谱遥感影像与无人机航摄影像获取不同作物类型的光谱特征、纹理特征，参考基于高精度三维模型的耕地坡度、农作物种类、高度等信息，构建水稻、小麦、玉米、青稞、油菜等主要作物的影像特征样本库；开发基于遥感影像的目标作物自动识别技术，实现目标作物种植面积、种植类型变化与耕地种植果树苗木等非粮化行为调查监测。

(3) 耕地质量智能监测

研究不同区域目标约束下的耕地质量监测点布设技术，研发智能耕地监测系统对耕地利用变化区域进行智能监测；获取耕地利用/覆盖变化指数，运用耕地利用动态度和耕地利用程度对耕地利用类型进行分析统计，建立耕地利用总体变化综合指数；构建耕地质量智能监测指标体系，建立自动监测站点数据采集、传输、处理智慧系统，提升耕地质量监测信息的有效性和时效性。

（二）耕地资源保护利用与质量提升

开展耕地时空演变动力学机制与利用模式优化、耕地污染生物化学过程与保育修复机理、耕地质量与地力提升关键技术集成示范等研究，形成耕地保护、利用和质量提升的原创性理论和工程技术，建立耕地数量、质量、生态“三位一体”的利用保护新技术新体系。

(1) 耕地时空演变动力学机制与利用模式优化

应用现代地统计学和大数据挖掘等现代信息技术，全方位、多尺度分析研究耕地数量、质量和生态功能的时空演变特征和规律；尝试将物理动力学理论应用到耕地时空演变机制分析中，结合四川耕地“撂荒”、“非粮化”、“非农化”实际问题，开展耕地数量、质量和生态功能变化与关键驱动要素的交互响应过程与协同作用机制研究；综合利用地理大数据、信息技术和数学建模技术，充分吸纳国际领先的土地利用优化理论、方法和技术，在成都平原、盆周山地、川东南丘陵、攀西高原等典型区域开展数量、质量、生态“三位一体”的耕地空间综合利用模式优化创新与应用。

(2) 耕地污染生物化学过程与保育修复机理研究

建立耕地健康评测、诊断、治理体系，进行耕地污染风险识别、评估理论方法与应用研究；重点开展耕地土壤污染的物理、化学、生物化学过程基础理论研究；围绕污染耕地原位高效稳定修复、耕地面源污染防治、耕地重金属污染阻控等“卡脖子”关键技术问题，开展修复机理与修复技术研究；结合退化耕地、破坏耕地修复治理现实问题，开展土壤退化机理、驱动因素与障碍诊断研究和土地有机重构的物理、化学、生物重构机理研究，进行土壤退化阻控技术、土壤障碍消减技术以及土壤剥离再利用技术、土地有机重构技术、重构土地污染风险防范技术研究。

(3) 耕地质量与地力提升关键技术集成示范

开展基于系统要素的耕地质量评价体系、耕地质量关键要素时空演变规律及其对生产力形成的协同作用机制研究，揭示耕地质量变化过程、机理及尺度效应；开展农田土壤碳氮循环、影响作物生长的养分物质的迁移转化过程、地力提升生物促进机制等基础理论研究；围绕高效秸秆直接还田及其衍生问题消除、农业废弃物无害化还田改土、生物共生与轮作培肥、有机物料大分子快速降解、土壤养分资源利用等技术开展应用研究；揭示有机农业系统和间作系统中化肥养分高效利用的土壤生物物理机制，探索农作物秸秆、畜禽粪便等农业废弃物循环利用闭环模式，积极研究推广垂直农耕、轮作休耕、闲季生物覆盖等保护性耕作技术。

（三）耕地资源智能监管

开展耕地资源监管制度规范体系、监管技术体系、数量、质量管控体系、成果应用体系研究，依托大数据平台、耕地数据中心、卫星遥感数据中心等平台，采用互联网+、AI 人工智能、大数据挖掘、遥感动态监测等技术手段，构建耕地资源智慧监管平台，提升耕地资源利用和管理水平。  

(1) 耕地资源制度规范体系研究

开展省级层面耕地资源监管政策研究，进行需求分析、规划设计，形成省级耕地资源调查、监测制度；建立省级层面整体框架，建立省级耕地资源监管规范，掌握全省耕地资源分布、范围、面积、数量和权属状况及其变化情况，为切实履行“两统一”职责、保障耕地安全提供制度保障。

(2) 耕地资源监管技术体系研究

充分利用现代测量、信息网络、空间探测等技术手段，构建“天-空-地-网”为一体的耕地资源监管技术体系，实现对耕地资源全流程、全覆盖的现代化监管；开展耕地资源模型建设和研究，建成系统完整的耕地资源样本库；采用信息化手段，对耕地资源监管数据成果进行集成、处理、表达和统一管理；研究影像自动化处理、智能化识别、大数据挖掘、互联网+等技术，支撑耕地资源监管技术体系运行。

(3) 耕地资源数量、质量管控体系研究

在国家耕地资源数量、质量体系基础之上，着重研究新增耕地、后备耕地的数量调查、质量智能化监测检查方式方法及相关指标，进一步完善生产过程质量监管、日常质量验收等流程管理的方法；构建分级核查体系，探索自上而下的质量把关机制。

(4) 耕地资源成果应用体系研究

利用自然资源“一张图”，获取耕地相关信息，有效对接国土空间基础信息平台、网上办公和审批系统、政务信息公开网等，实现耕地变化信息监测、耕地保护监督、占补平衡、耕地保护目标责任考核、永久基本农田监测监管、设施农用地监管等，形成智慧耕地管理平台；利用耕地资源大数据，以互联网、物联网等为依托，以标准、制度和安全体系为保障，以政务办公、监测监管、辅助决策、信息服务为功能核心，形成智慧耕地精准信息服务体系。