圍繞中國科學院地理科學與資源研究所承擔的院戰略性先導科技專項“基于無人機的黑土地數據監測與感知系統”課題的研究工作，2022年度研究組在課題負責人吳驊研究員的帶領下多次前往黑龍江、吉林和內蒙古等地，開展了黑土地無人機-地面協同遙感試驗，助力黑土糧倉科技創新工程（圖1），獲取了超10萬畝多類型、多模態的無人機遙感數據（圖2）。

圖1 地理資源所無人機團隊助力黑土糧倉科技創新工程

圖2 多模態無人機遙感數據

為定量探究無人機遙感數據與黑土信息之間的協同變化規律，滿足我國黑土地數據無人機遙感監測與感知的需求，研究組同步采集了黑土地土壤樣本的反射率光譜及理化參數，構建了黑土區典型土壤光譜數據庫。同時，針對市場上主流的無人機多光譜和高光譜傳感器（Altum、Dual和S185），研究組利用機器學習算法構建了土壤有機質無人機遙感反演模型。結果表明，無論多光譜還是高光譜傳感器，土壤有機質的反演均方根誤差均低于0.6（%），其中高光譜S185傳感器的反演精度優于多光譜Altum和Dual傳感器。

圖3 土壤有機質無人機遙感反演結果

黑土地無人機-地面協同遙感試驗的開展以及以及高精度土壤有機質無人機遙感反演模型的構建，為開展黑土地無人機遙感監測與感知研究提供了有效的數據和技術支撐，推動了后續精細尺度黑土地保育、養護與治理工作的順利實施。