围绕中国科学院地理科学与资源研究所承担的院战略性先导科技专项“基于无人机的黑土地数据监测与感知系统”课题的研究工作，2022年度研究组在课题负责人吴骅研究员的带领下多次前往黑龙江、吉林和内蒙古等地，开展了黑土地无人机-地面协同遥感试验，助力黑土粮仓科技创新工程（图1），获取了超10万亩多类型、多模态的无人机遥感数据（图2）。

图1 地理资源所无人机团队助力黑土粮仓科技创新工程

图2 多模态无人机遥感数据

为定量探究无人机遥感数据与黑土信息之间的协同变化规律，满足我国黑土地数据无人机遥感监测与感知的需求，研究组同步采集了黑土地土壤样本的反射率光谱及理化参数，构建了黑土区典型土壤光谱数据库。同时，针对市场上主流的无人机多光谱和高光谱传感器（Altum、Dual和S185），研究组利用机器学习算法构建了土壤有机质无人机遥感反演模型。结果表明，无论多光谱还是高光谱传感器，土壤有机质的反演均方根误差均低于0.6（%），其中高光谱S185传感器的反演精度优于多光谱Altum和Dual传感器。

图3 土壤有机质无人机遥感反演结果

黑土地无人机-地面协同遥感试验的开展以及以及高精度土壤有机质无人机遥感反演模型的构建，为开展黑土地无人机遥感监测与感知研究提供了有效的数据和技术支撑，推动了后续精细尺度黑土地保育、养护与治理工作的顺利实施。