遙感技術(shù)在數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)中的作用

文 | 夏天 史云 吳文斌

1. 地理過程分析與模擬湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/華中師范大學(xué)城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院

2. 農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)信息技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所

一、引言

鄉(xiāng)村是一種特殊的地理空間單元，它承載著國人千百年來的文化，是中華文明發(fā)展的基本載體。傳統(tǒng)鄉(xiāng)村在現(xiàn)代科技的推動下，數(shù)字化賦予了它新的生命，也肩負(fù)著鄉(xiāng)村發(fā)展與振興的重要任務(wù)。黨的十九大提出實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，是決勝全面建成小康社會、全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家的重大歷史任務(wù)，是新時(shí)代做好“三農(nóng)”工作的重要途徑[1]。針對這項(xiàng)工作任務(wù)，中央明確提出“實(shí)施數(shù)字鄉(xiāng)村戰(zhàn)略”，即利用網(wǎng)絡(luò)化、信息化和數(shù)字化技術(shù)在農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中發(fā)揮作用。同時(shí)，建設(shè)數(shù)字鄉(xiāng)村能夠有效銜接城鄉(xiāng)之間的發(fā)展，推動鄉(xiāng)村各級產(chǎn)業(yè)全方位、全鏈條數(shù)字化改造，促使農(nóng)業(yè)全面升級、農(nóng)村全面進(jìn)步和農(nóng)民全面發(fā)展。

數(shù)字鄉(xiāng)村戰(zhàn)略是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化進(jìn)程的重要抓手，它賦予了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村新的生命。特別是在城市化、信息化不斷推進(jìn)的形勢下，如何解決數(shù)字鄉(xiāng)村、智慧農(nóng)業(yè)的最后一公里問題，以及如何助力鄉(xiāng)村精準(zhǔn)脫貧，開啟城鄉(xiāng)一體化經(jīng)濟(jì)新局面，數(shù)字化為鄉(xiāng)村建設(shè)開啟了新階段與新方向[2]。然而，在政府大力支持發(fā)展“數(shù)字鄉(xiāng)村”的建設(shè)過程中，發(fā)現(xiàn)農(nóng)村數(shù)字化基礎(chǔ)比較薄弱，基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)、技術(shù)手段都很難迅速跟上數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)需求和發(fā)展，數(shù)字鴻溝已經(jīng)成為制約數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)的瓶頸[3]?，F(xiàn)有的研究大多數(shù)是針對數(shù)字鄉(xiāng)村的政策手段，隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等一系列新技術(shù)的產(chǎn)生和應(yīng)用，推動了數(shù)字鄉(xiāng)村的建設(shè)，但基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺乏導(dǎo)致這些現(xiàn)代化信息技術(shù)無法得到廣泛應(yīng)用[4]。近年來遙感探測平臺和傳感器的進(jìn)步，以及數(shù)據(jù)傳輸與處理技術(shù)的不斷更新，遙感技術(shù)作為一種便捷、精確的信息獲取手段，在地表覆蓋、水資源、大氣、生態(tài)環(huán)境等各種地理信息監(jiān)測方面都發(fā)揮了重要的作用[5]。從信息獲取的角度來分析，遙感技術(shù)能夠?yàn)閿?shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)提供必須的數(shù)據(jù)支撐。因此，本文通過進(jìn)行數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)的發(fā)展現(xiàn)狀分析，從數(shù)據(jù)獲取支撐的角度入手，探討遙感技術(shù)在數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)中的應(yīng)用。

二、數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)的發(fā)展現(xiàn)狀分析

快速工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的推進(jìn)，導(dǎo)致城鄉(xiāng)的差距不斷加大、城鎮(zhèn)化率不斷提高。2019年我國的城鎮(zhèn)化率達(dá)到60.60%，預(yù)計(jì)到2030年我國的城鎮(zhèn)化率將達(dá)到70%。近20年來，為了解決這些差距和矛盾，我國先后實(shí)施了“五個(gè)統(tǒng)籌”、“社會主義新農(nóng)村建設(shè)”、城鄉(xiāng)發(fā)展一體化和新型城鎮(zhèn)化等戰(zhàn)略措施[6]。然而，城鄉(xiāng)二元體制和城市優(yōu)先發(fā)展使得鄉(xiāng)村在發(fā)展的過程中出現(xiàn)政策支持力度不夠、制度掣肘等問題，導(dǎo)致鄉(xiāng)村勞動力人口持續(xù)外流、社會結(jié)構(gòu)不合理、農(nóng)村市場萎縮等現(xiàn)象，引發(fā)日益嚴(yán)重的“鄉(xiāng)村病”問題[7]。數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)需求緊迫性日益增加，然而，數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)過程中存在著以下幾個(gè)方面的問題。

1. 鄉(xiāng)村土地利用綜合效益不高

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鄉(xiāng)村對土地資源的需求日益增加。早期的鄉(xiāng)村土地利用類型單一，伴隨著鄉(xiāng)村工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的迅猛發(fā)展，鄉(xiāng)村土地利用結(jié)構(gòu)和空間形態(tài)也隨之發(fā)生變化[8]。國內(nèi)研究者研究發(fā)現(xiàn)鄉(xiāng)村的土地利用問題主要集中在農(nóng)村空心化（宅基地閑置）、土地集約度降低、土地扭轉(zhuǎn)權(quán)屬不清楚、土地資源利用效率低（耕地閑置）等現(xiàn)象，這些問題間接導(dǎo)致鄉(xiāng)村農(nóng)業(yè)收益低、農(nóng)民生活水平不高和經(jīng)濟(jì)發(fā)展遲緩[9-10]。加之農(nóng)民對于土地利用效益缺乏足夠認(rèn)識，直接導(dǎo)致城鄉(xiāng)差距不斷被拉大、土地利用綜合效益低下及鄉(xiāng)村土地配置不合理等問題。傳統(tǒng)的農(nóng)耕思維模式已不能滿足信息化社會的發(fā)展需求，利用數(shù)字信息化手段來推動土地利用轉(zhuǎn)型與鄉(xiāng)村轉(zhuǎn)型發(fā)展的交互作用，是解決鄉(xiāng)村復(fù)雜人地關(guān)系的有效手段，也是破除城鄉(xiāng)二元壁壘的重要一環(huán)[11]。

2. 農(nóng)業(yè)資源浪費(fèi)較大

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)近年來發(fā)展較為緩慢，已不能適應(yīng)現(xiàn)代社會高速發(fā)展的節(jié)奏。在全球變化和極端天氣影響下，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)表現(xiàn)出抵抗風(fēng)險(xiǎn)能力弱的特點(diǎn)，加之一些地方出現(xiàn)耕地撂荒、粗放經(jīng)營現(xiàn)象，糧食產(chǎn)量減少并嚴(yán)重影響地區(qū)的糧食安全[12]。此外，土地承包經(jīng)營權(quán)無法清晰確定（田塊界限模糊）情況下，導(dǎo)致鄉(xiāng)村耕地破碎化、耕作產(chǎn)量低，以至于棄耕現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生[13]。研究發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，由于農(nóng)民對農(nóng)業(yè)資源開發(fā)與管理技術(shù)落后，農(nóng)業(yè)資源未能得到有效運(yùn)用，出現(xiàn)部分耕地資源、水資源浪費(fèi)現(xiàn)象。城鎮(zhèn)化發(fā)展造成的農(nóng)村勞動力人口外流，進(jìn)一步加劇農(nóng)業(yè)資源浪費(fèi)現(xiàn)象。另一方面，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的非理性布局和農(nóng)民傳統(tǒng)的耕作方式對農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)、生活和生態(tài)造成負(fù)面影響，也造成了農(nóng)業(yè)資源浪費(fèi)[14]。現(xiàn)階段應(yīng)利用信息化、智能化來優(yōu)化鄉(xiāng)村的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高農(nóng)民的文化素養(yǎng)和農(nóng)田管理能力，依托現(xiàn)有資源建設(shè)農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)中心，拓展農(nóng)業(yè)信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

3. 鄉(xiāng)村生態(tài)景觀環(huán)境有待改善

山水林田湖草是一個(gè)生命共同體，人與整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)息息相關(guān)，因此鄉(xiāng)村的生態(tài)系統(tǒng)顯得尤為重要。近年來，鄉(xiāng)村生態(tài)環(huán)境不斷惡化。一方面遭受到一些新興的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)等外源污染威脅，由于缺乏有效監(jiān)管，部分的鄉(xiāng)村企業(yè)污染物隨意排放導(dǎo)致鄉(xiāng)村土壤和地下水受到不同程度的污染，破壞了農(nóng)村人居環(huán)境；另一方面受到來自鄉(xiāng)村農(nóng)業(yè)自身的內(nèi)源污染的影響[15]，農(nóng)民過量使用化肥和農(nóng)藥，導(dǎo)致土壤功能退化、肥力下降等耕地質(zhì)量問題，以至于農(nóng)作物品質(zhì)和產(chǎn)量下降。部分鄉(xiāng)村還采用如圍湖造田、毀林毀草等盲目開墾行為，造成耕地沙漠化、鹽堿化、耕作層破壞等問題，嚴(yán)重影響鄉(xiāng)村生態(tài)系統(tǒng)平衡。數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)從鄉(xiāng)村基礎(chǔ)建設(shè)治理入手，改善鄉(xiāng)村人居環(huán)境，建設(shè)可持續(xù)的綠色數(shù)字鄉(xiāng)村。

三、遙感技術(shù)對數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)的推動作用

遙感技術(shù)作為一項(xiàng)應(yīng)用廣泛而成熟的信息化技術(shù)對數(shù)字鄉(xiāng)村的建設(shè)，特別是信息的獲取和支撐方面均具有非常重要的作用。早期數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)的遙感數(shù)據(jù)源主要是利用中高分辨率如 “土”和“水”衛(wèi)星中分辨率成像光譜儀（Terra和Aqua/MODIS）、美國陸地衛(wèi)星（Landsat/TM）數(shù)據(jù)，但隨著衛(wèi)星數(shù)據(jù)的不斷革新，10米級、米級、亞米級如Landsat-8、“快鳥”（QuickBird）、法國“斯波特”（SPOT）等高分辨率衛(wèi)星能夠滿足不同尺度的鄉(xiāng)村數(shù)據(jù)需求[16]。這些高空間分辨率影像數(shù)據(jù)的使用，為鄉(xiāng)村研究提供了大量的高精度數(shù)據(jù)支撐。然而，在我國鄉(xiāng)村建設(shè)中，很難大量有償使用這些國外的高精度衛(wèi)星數(shù)據(jù)。隨著我國高分系列衛(wèi)星的成功發(fā)射，以及無人機(jī)的大量普及使用，高空間分辨率數(shù)據(jù)使用問題迎刃而解。因此，本研究從農(nóng)民、農(nóng)業(yè)和環(huán)境三個(gè)角度入手，綜合數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)的現(xiàn)狀和需求，結(jié)合遙感技術(shù)的優(yōu)勢，從以下四個(gè)方面進(jìn)行遙感技術(shù)應(yīng)用探討（圖1）。

圖1 遙感技術(shù)在數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)中應(yīng)用

1. 遙感技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測鄉(xiāng)村土地利用

土地利用變化監(jiān)測多年來一直是土地利用研究的熱點(diǎn)，大多數(shù)研究者主要利用遙感技術(shù)來監(jiān)測城市土地利用的變化，而針對鄉(xiāng)村土地利用變化的監(jiān)測研究較少，其主要原因是鄉(xiāng)村土地類型結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。特別是鄉(xiāng)村的地物類型多，傳統(tǒng)的遙感衛(wèi)星由于受限于時(shí)間和空間分辨率，對于同譜異物或同物異譜的地物很難區(qū)分。隨著“三高”（高空間分辨率、高光譜分辨率和高時(shí)間分辨率）衛(wèi)星的不斷普及，無人機(jī)監(jiān)測手段的大量使用，這些問題逐漸都被解決，進(jìn)一步推動了鄉(xiāng)村土地監(jiān)測工作[17]。

鄉(xiāng)村土地利用變化監(jiān)測主要是農(nóng)村建設(shè)用地和耕地（農(nóng)田）兩個(gè)方面的利用類型監(jiān)測，具體應(yīng)用為：①農(nóng)村建設(shè)用地監(jiān)測。遙感技術(shù)用于提取建設(shè)用地的方法不斷更新，如通常將農(nóng)村居民點(diǎn)視為一個(gè)圖斑進(jìn)行處理，在監(jiān)測時(shí)可以較容易分辨出居民點(diǎn)的形狀和空間分布情況，但很難清晰地詮釋居民點(diǎn)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)[18]。隨著數(shù)據(jù)源和提取方法的不斷革新，各種面向?qū)ο蟮姆椒ǎǚ治鏊惴ǎ?、?shù)據(jù)融合的方法不斷應(yīng)用于農(nóng)村居民點(diǎn)的信息提取，結(jié)合各種光譜信息、紋理信息、形狀信息等參數(shù)能夠較好提取更加詳細(xì)的居民點(diǎn)內(nèi)部地類及使用情況[16]。這些信息將有助于鄉(xiāng)村建設(shè)用地權(quán)屬確定、空心村調(diào)查、居民點(diǎn)整治成本核算和潛力測算等[19]。②耕地（農(nóng)田）利用監(jiān)測。耕地是農(nóng)村農(nóng)業(yè)發(fā)展的重心，監(jiān)測耕地利用一直是大家關(guān)注的重點(diǎn)。遙感技術(shù)讓耕地管理告別田間調(diào)查、逐級上報(bào)的傳統(tǒng)方式，使農(nóng)業(yè)土地利用信息能夠快速獲取，具體如耕地耕作情況監(jiān)測、農(nóng)田管理監(jiān)測和耕地利用變化監(jiān)測等方面?？茖W(xué)家們基于遙感數(shù)據(jù)開發(fā)出需要高精度全球地表覆蓋數(shù)據(jù)產(chǎn)品，如FROM_GLC、Globeland 30等，這些數(shù)據(jù)為數(shù)字鄉(xiāng)村土地利用管理提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[20]。同時(shí)，大量的“三高”數(shù)據(jù)使用，能夠及時(shí)了解如農(nóng)作物耕作面積（覆蓋度）、撂荒、休耕或輪作面積等動態(tài)變化信息。因此，遙感技術(shù)在實(shí)時(shí)監(jiān)測鄉(xiāng)村土地利用方面能夠改變農(nóng)戶調(diào)查、數(shù)據(jù)上報(bào)匯總等傳統(tǒng)調(diào)查方式，極大地提高工作效率和準(zhǔn)確性，為實(shí)時(shí)了解鄉(xiāng)村耕地利用狀況提供數(shù)據(jù)支撐。

2. 遙感技術(shù)助力鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型

農(nóng)業(yè)的發(fā)展是鄉(xiāng)村發(fā)展的重中之重，也是數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)的落腳點(diǎn)?，F(xiàn)階段農(nóng)業(yè)數(shù)字化將推動精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和智慧農(nóng)業(yè)的進(jìn)步，加速整個(gè)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，使農(nóng)業(yè)朝著精準(zhǔn)化、數(shù)字化、智能化的農(nóng)業(yè)4.0時(shí)代不斷前進(jìn)[21]。農(nóng)業(yè)數(shù)字化的核心是建立數(shù)字化的農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用平臺，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程的監(jiān)測、預(yù)警和決策[22]。農(nóng)業(yè)數(shù)字化體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)中的創(chuàng)新應(yīng)用，它將衛(wèi)星遙感、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和人工智能等一大批高新信息技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)、加工和銷售整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，全方位推動農(nóng)業(yè)的發(fā)展[23]。遙感技術(shù)作為這套數(shù)字化平臺中最為基礎(chǔ)的角色，發(fā)揮著無可替代的作用。首先，遙感技術(shù)能夠?yàn)檗r(nóng)業(yè)資源調(diào)查提供必要數(shù)據(jù)。天空地一體化數(shù)據(jù)采集平臺能夠?yàn)檗r(nóng)業(yè)資源管理平臺提供必要的基礎(chǔ)地圖數(shù)據(jù)，對鄉(xiāng)村耕地、草場、水域等權(quán)屬的確定和格局變化監(jiān)測提供空間數(shù)據(jù)。其次，遙感技術(shù)能夠觀測農(nóng)作物生產(chǎn)過程。我國的農(nóng)業(yè)制度相對比較復(fù)雜，地形地貌南北差異較大，遙感技術(shù)能夠?yàn)猷l(xiāng)村農(nóng)業(yè)提供耕作面積、品質(zhì)、產(chǎn)量、長勢、墑情、災(zāi)情、病情監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物生長過程全方位監(jiān)控。最后，遙感技術(shù)為智慧農(nóng)業(yè)提供分析數(shù)據(jù)。在數(shù)字化管理農(nóng)田和全方位監(jiān)測農(nóng)作物的基礎(chǔ)上，智能農(nóng)業(yè)分析和決策是發(fā)展數(shù)字農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵，全方面數(shù)據(jù)是智能化的基礎(chǔ)。開展農(nóng)業(yè)災(zāi)害遙感監(jiān)測與預(yù)警是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)相對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的一大優(yōu)勢，抵御風(fēng)險(xiǎn)、減低損失是提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的關(guān)鍵。對于極端天氣、病蟲害、水火災(zāi)害等各種災(zāi)害預(yù)測與監(jiān)測，遙感技術(shù)手段能夠獲取到及時(shí)、準(zhǔn)確和長效信息數(shù)據(jù)。同時(shí)，在農(nóng)產(chǎn)品的銷售環(huán)節(jié)，智慧農(nóng)業(yè)平臺基于遙感提供的播種、長勢、病蟲害、產(chǎn)品品質(zhì)與估產(chǎn)方面的大數(shù)據(jù)信息，能夠及時(shí)為農(nóng)民提供未來農(nóng)產(chǎn)品市場預(yù)測等信息。

隨著數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)衛(wèi)星、無人機(jī)等“三高”分辨率的觀測體系的構(gòu)建，使得農(nóng)業(yè)在數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)中不僅僅是傳統(tǒng)耕作方式的改良，而是一個(gè)融入了無人化、信息化和智能化的天空地遙感監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)平臺，能夠?qū)r(nóng)作物從播種到收獲整個(gè)生育期進(jìn)行長期觀測，為農(nóng)民提供分析決策信息。這些農(nóng)業(yè)數(shù)字化的建設(shè)離不開遙感基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的應(yīng)用。

3. 遙感技術(shù)支撐數(shù)字鄉(xiāng)村空間規(guī)劃

鄉(xiāng)村作為國土中重要不可分割的一部分，將大數(shù)據(jù)、智慧化的技術(shù)融入鄉(xiāng)村建設(shè)空間規(guī)劃。鄉(xiāng)村建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)不同于城市規(guī)劃，它需要在完善鄉(xiāng)村功能和合理產(chǎn)業(yè)布局的基礎(chǔ)上，考慮農(nóng)業(yè)發(fā)展的可持續(xù)性和鄉(xiāng)村景觀布局?，F(xiàn)階段的國土空間規(guī)劃是數(shù)據(jù)信息時(shí)代的產(chǎn)物，它將實(shí)現(xiàn)國土空間的統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理，城鄉(xiāng)土地利用不再是對立面，而是實(shí)現(xiàn)國土空間規(guī)劃“一張圖”。

遙感技術(shù)應(yīng)用在數(shù)字鄉(xiāng)村規(guī)劃中的優(yōu)勢體現(xiàn)在，與攝影測量技術(shù)的融合極大提高了測量精度和效率[24]。遙感技術(shù)在數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)規(guī)劃中發(fā)揮著最基礎(chǔ)、最核心的作用，在劃定“三區(qū)三線”以及永久基本農(nóng)田保護(hù)紅線時(shí)，遙感技術(shù)準(zhǔn)確直觀地為劃定給予有力數(shù)據(jù)保障。另一方面，遙感技術(shù)較常規(guī)管理技術(shù)方法能全面、及時(shí)了解鄉(xiāng)村規(guī)劃區(qū)具體規(guī)劃的實(shí)施狀況，并針對熱點(diǎn)、重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行全方位監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、客觀的動態(tài)監(jiān)測鄉(xiāng)村建設(shè)全過程。通過對不同時(shí)相遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，能夠?qū)崟r(shí)發(fā)現(xiàn)鄉(xiāng)村各種地物的變化過程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)鄉(xiāng)村建設(shè)過程中亂搭亂建、違章建筑、農(nóng)田侵占等現(xiàn)象并予以糾正。遙感影像與規(guī)劃圖件的疊加分析能夠迅速查找問題，實(shí)現(xiàn)建設(shè)用地位置、界限、內(nèi)容等以及“兩證一書”的一致性檢查。因此，在數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)規(guī)劃的過程中，遙感技術(shù)是規(guī)劃的有力執(zhí)行者和監(jiān)督者，為實(shí)現(xiàn)數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)的快速發(fā)展保駕護(hù)航。

4．遙感技術(shù)全面監(jiān)測鄉(xiāng)村生態(tài)環(huán)境

遙感技術(shù)一直用于大氣環(huán)境、水環(huán)境和陸地生態(tài)方面的監(jiān)測，利用其較好的對地觀測能力，為鄉(xiāng)村生態(tài)文明建設(shè)做好支撐[25]。環(huán)境遙感最早主要是利用Landsat /TM、Terra和Aqua /MODIS或環(huán)境一號（HJ-1）等衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)結(jié)合GIS分析功能對土壤水土流失、土地退化等生態(tài)問題進(jìn)行觀測。隨著遙感技術(shù)和分析手段的發(fā)展，科學(xué)家們逐漸利用中高分辨率衛(wèi)星（如Landsat-8、SPOT-6/7等）進(jìn)行大氣成分、生態(tài)環(huán)境、水質(zhì)參數(shù)以及土壤污染物等這些微觀元素的遙感監(jiān)測[26]。特別是近幾年我國高分系列衛(wèi)星的發(fā)射，在PM2.5濃度、濕地、土壤水分等一些生態(tài)環(huán)境關(guān)注的重點(diǎn)領(lǐng)域都得到了較好應(yīng)用。

鄉(xiāng)村環(huán)境越來越受到人們的重視，在數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)中，遙感技術(shù)能夠?qū)︵l(xiāng)村環(huán)境做到科學(xué)、高效和便捷地全面實(shí)時(shí)動態(tài)監(jiān)測，具體表現(xiàn)為：①鄉(xiāng)村土地及土壤狀況監(jiān)測。利用遙感技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)了解鄉(xiāng)村土地的環(huán)境狀況，特別是一些濕地資源、自然保護(hù)區(qū)等植被類型及覆蓋狀況，了解土地退化、水土流失等問題。同時(shí)，遙感技術(shù)還能結(jié)合一些協(xié)同反演模型針對土壤中水分或者污染物（如重金屬）進(jìn)行監(jiān)測，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)源頭，做好污染防控措施。②鄉(xiāng)村水資源監(jiān)測。利用遙感技術(shù)監(jiān)測水資源狀況的技術(shù)較為成熟、穩(wěn)定，在環(huán)境領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，其中利用多光譜數(shù)據(jù)對水體葉綠素、懸浮物的監(jiān)測精度通常達(dá)到90%以上；利用遙感模型對于水體的富營養(yǎng)化程度（如總磷濃度）以及水質(zhì)監(jiān)測方面也具有較高的精度。③鄉(xiāng)村大氣監(jiān)測。遙感技術(shù)不光能夠監(jiān)測大氣的溫度、降雨和風(fēng)速等氣象信息，還能測定大氣的成分如氣溶膠、一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）等具體成分的含量。另外，高時(shí)間分辨率的衛(wèi)星還能及時(shí)發(fā)現(xiàn)鄉(xiāng)村秸稈焚燒的具體位置和影響范圍，對于一些高能耗、高排放的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控[27]。以上三個(gè)方面是數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)過程中亟需關(guān)注的環(huán)境問題，通過遙感技術(shù)全面、實(shí)時(shí)地對鄉(xiāng)村土地、水和大氣資源的健康狀況進(jìn)行監(jiān)測，從源頭上進(jìn)行管制并遵循自然規(guī)律加以利用和修復(fù)，才能實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村的綠色發(fā)展。

四、結(jié)語

數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜而龐大的系統(tǒng)工程，它需要在傳統(tǒng)鄉(xiāng)村建設(shè)的基礎(chǔ)上融入數(shù)字信息，這個(gè)數(shù)字化建設(shè)不僅僅是將現(xiàn)實(shí)的或紙質(zhì)的物體變成數(shù)字產(chǎn)品，還是3S、智能傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和人工智能等一系列信息化技術(shù)的綜合集成平臺建設(shè)。遙感技術(shù)作為一項(xiàng)不斷革新的數(shù)據(jù)采集手段，能夠?yàn)猷l(xiāng)村數(shù)字化提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、豐富的各種地理信息，全面推動數(shù)字鄉(xiāng)村的建設(shè)。因此，隨著遙感技術(shù)逐步應(yīng)用于數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)，未來的數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)從提高土地綜合效益、綜合利用農(nóng)業(yè)資源和保障生態(tài)景觀環(huán)境三個(gè)方面全面發(fā)展，勢必會推進(jìn)我國鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的建設(shè)和實(shí)施。