永久基本农田是耕地资源的精华,为了对耕地实行严格的保护,保障粮食安全,我国出台了永久基本农田保护制度和一系列永久基本农田保护政策。但是当前对于永久基本农田的保护还存在诸多问题:不同程度的非农建设占用、撂荒和非粮化,景观破碎化严重等。对永久基本农田利用进行有效监测,能够及时发现永农保护存在的问题,对于落实优质耕地的永久性保护、维持区域土地可持续发展具有重要意义。2010年谷歌公司推出了可以快速处理大量遥感影像的Google Earth Engine(GEE)平台。GEE由于其丰富的地理空间数据集和强大的云计算能力优势已被广泛用于农田、森林和水体等自然资源的长时序动态变化监测。因此,本文借助GEE平台实现对永久基本农田利用现状的动态性监测,掌握永久基本农田的利用变化情况,及时发现永农保护问题,提出落实永久基本农田保护的建议。本文选取快速城镇化地区杭州市作为研究区,基于GEE平台,采用1114景Landsat 5 TM、Landsat 7 ETM+和Landsat 8 OLI影像,分别构建目标年份2000年、2010年和2018年份的影像堆栈,利用随机森林法生成了杭州市三期土地利用分类产品。在此基础上,结合GIS技术分析永久基本农田的时空动态变化特征。在其土地利用动态变化分析基础上,结合谷歌影像分析永久基本农田“增减”变化情况,评价其永久基本农田保护有效性,以期为完善永久基本农田监测体系、实现对永久基本农田的有效管控提供参考。本研究结果如下:(1)在GEE海量数据库和强数据处理能力的支持下,本文利用了时间跨度长达20年的Landsat系列数据,在分类过程中考虑了物候因素,在去云处理后创建了包含光谱特征和地形特征的多维数据集,并运用机器学习分类器(随机森林算法),提取出了总体精度90%左右的2000、2010和2018年杭州市土地利用信息,获取的2018年永久基本农田耕地面积和2017年永农划定成果中耕地面积相对误差13%左右。(2)通过对2000—2018年杭州市永久基本农田土地利用情况和其耕地动态变化分析可知,土地利用类型结构较为稳定,其中耕地占比保持在70%以上,耕地、建设用地和未利用地呈增加态势,水体和林地呈减少趋势,耕地在向林地和水体流出的同时,大量水体流入为耕地,变化主要发生在萧山大江东、余杭区、富春江沿岸等地区。但是耕地整体稳定性较高,三期都保持不变的耕地面积占永农耕地总面积的80%以上。数量减少的耕地分布靠近东北平原地区,而数量小幅增加的则主要靠近山地丘陵,前者连续性较优于后者,潜在反映了耕地占补空间和质量不平衡问题。由于东北部平原水网地区如萧山区和余杭区的耕地连片度高,耕地重心偏东,总体呈“西南→东北”的空间分布格局。尽管近二十年来,永农中耕地整体平整度提高,但是细碎耕地破碎化程度加重。对于萧山区、余杭区等平原地区的优质连片耕地要重点改善空间形态和规整程度,利用耕地整理、提质改造等手段提高耕地连片程度和生产能力,而杭州市外围区县通过工程提升耕地规整程度的潜力较大。(3)在GEE和谷歌历史影像的支持下,实现了对永久基本农田利用情况的动态监测,发现了杭州市永农保护现实性问题:1)存在农业结构调整利用耕地,包括坑塘养殖和苗木种植;2)生产条件、耕地质量和地理位置良好的农田存在闲置、撂荒现象,造成耕地资源浪费等问题;3)建设占用耕地,包括非农建设和设施农用地等占用耕地。针对监测结果,为了加强永久基本农田刚性管控,落实永农空间保护和有效利用,本文提出了3点建议:1)加强非农建设占用和破坏耕地质量的非粮化行为管控,实现永久基本农田分级管控和刚性管控;2)开展耕地撂荒追踪调查,建立针对性激励和监管政策;3)集成技术创新,探索建立永久基本农田保护和监测系统。