一、技术简介

    本技术聚焦长期被忽视的小微水体，针对坑塘、养殖水面等 “分布零散、面积小、变化快、功能类型多”的特点，首次构建了遥感视角下、基于Sentinel-2影像的高精度时空动态监测技术体系。技术综合利用物候特征、纹理特征、光谱指数和景观格局信息，形成大区域尺度小微水体功能分类智能工具箱，可识别自然坑塘、小型水库、鱼类养殖水面、虾蟹类养殖水面和景观池塘等类型，支撑不同空间尺度小微水体分布、演变、生态功能与健康评价。相关成果已形成江苏省、长三角、全国等多尺度数据产品，并服务于国家山水工程成效评估等重大任务，并应用于国家重点研发计划、国家自然科学基金等工作中。

二、技术内容

    1. 数据预处理与特征构建：基于高分辨率影像（Sentinel-2），结合DEM、地理空间信息和辅助数据，开展去云、均值滤波、相关特征构建等预处理，形成多源特征输入数据集；

    2. 小微水体提取：基于MNDWI等水体指数及多光谱信息提取水体范围，并通过湖泊、水库、河流沟渠、水面光伏和建筑阴影等干扰剔除，识别坑塘及其他小微水体对象；

    3. 多特征同步式功能分类：综合光谱、纹理、形状指数、土地利用及景观格局等特征，建立自动化面向对象分类方法，构建不同功能类型坑塘水面（景观塘、天然塘、鱼类养殖塘、虾蟹类养殖塘、盐田等）的识别算法库，实现适配多类型坑塘水面的自动提取；

    4. 精度评价与应用分析：通过随机采样、高分辨率影像、实地调研照片及相关数据集构建混淆矩阵开展精度评价，目前算法精度超70%；

    5. 时空数据产品生产：形成10 m空间分辨率的小微水体空间数据产品，数据覆盖江苏省、长三角、全国等尺度，提供1000平方米以上小微水体的空间分布、功能类型、面积变化及演变趋势等信息。

图1 多类型小微水体遥感高精度监测与追踪技术流程图

三、技术优势

    本技术突破了传统遥感方法对小型水体关注不足、功能类型难以区分的瓶颈，与传统遥感水体提取技术相比，具有以下明显优势：一是空间分辨率适配性好，基于中高分辨率遥感影像（Sentinel-2）可有效捕捉1000平方米以上的小微水体，解决了传统遥感对小面积水体漏分、误分问题；二是分类维度丰富，首次构建"物候+纹理+光谱指数+景观格局"多特征融合的分类指标体系，有效区分自然坑塘、小型水库、养殖水面、景观池塘等不同功能类型；三是自动化程度与可迁移性强，分层分类智能工具箱支持大区域批量处理，已在长三角、全国等区域成功应用验证；四是产品体系完备，从原始数据到功能分类产品到生态评估形成完整链条，可有力支撑自然资源调查监测、生态修复评估等业务工作。

表1 主要技术指标及优势

四、应用场景

    本技术适用于自然资源调查监测、水域生态系统评估、蓝绿生态空间监测、考虑小微水体的生态产品价值实现与评估、河湖健康评估、山水工程（水域、湿地生态系统全流程监管）等领域。具体落地场景包括：大区域尺度坑塘养殖水面时空动态监测与渔业资源调查；湖泊-流域水环境遥感评估中小微水体污染源识别（小微水体是面源污染关键源区）；山水林田湖草沙一体化保护修复工程的全流程智慧监管与成效评估；生态产品价值实现机制中水域生态系统服务价值的精细化核算；国土空间规划中蓝绿空间现状摸底与动态监测等。本技术可为自然资源、生态环境、农业农村等部门业务工作提供动态、高精度的数据基础与决策支撑，推广潜力广阔。

五、典型案例

    1. 本技术成果被国家科技部科学数据共享平台湖泊-流域科学数据分中心作为流域生态环境重点数据集发布，形成“长三角坑塘水面功能分类高精度数据集（2016—2023）”、“全国海岸带坑塘水面功能分类遥感数据产品（2022）”以及“全国坑塘水面空间精细化遥感数据产品（2022）”等多套高精度数据产品，总数据量超200 GB，总访问量超万人。

    2. 本技术成果应用于国家山水工程江苏段智慧监管工作，不仅支撑了针对水域生态系统修复成效和生态价值的全流程评估，更创新性提出"小微水体是面源污染关键源区"的重要结论。相应技术入选江苏省行业领域（基础研究领域）十大科技进展与江苏省自然资源创新适用技术目录（2026年版）。

六、科技支撑

    科研项目：

    1. 国家重点研发计划青年科学家项目，农业面源污染“智能监测+精准调控”物联网成套装备技术研发与太湖典型流域示范，2021YFD1700600.

    2. 国家自然科学基金/面上项目，坑塘水面时空格局变化对流域面源磷输出的影响研究，42371387.

    3. 地方重大横向项目，国家山水工程江苏段智慧监管与数字赋能（湿地生态系统观测技术服务）第一期与第二期，JSTCC2400210022/JSTCC2400215835.

    获奖：

    1. 2026年，江苏省行业领域（基础研究领域）十大科技进展

    2. 2026年，入选江苏省自然资源创新适用技术目录（2026年版）

    专利：

    1. 熊俊峰、侯渲、林晨、程浩、马荣华，基于高分辨率遥感影像数据的内陆养殖坑塘水面识别方法，ZL202210374330.1.

七、联系方式

    联系人：林晨

    邮箱：clin@niglas.ac.cn

    科技处：姚老师（025-86882023，zbyao@niglas.ac.cn）