黑河综合遥感联合试验-黑河

黑河综合遥感联合试验-内容

黑河综合遥感联合试验-成果

黑河综合遥感联合试验-黑河

以具备鲜明的高寒与干旱区伴生为主要特征的黑河流域为试验区。黑河流域位于位于东经97°24′～102°10′，北纬37°41′～42°42′，是我国第二大内陆河流域，发源于祁连山中段，北至蒙古共和国的戈壁阿尔泰山脉，东与石羊河流域接壤，西与疏勒河流域毗邻，总面积约12.87万平方公里，包括高山冰雪带、森林草原带、平原绿洲带及戈壁荒漠带等不同的景观类型。黑河流域是我国内陆河流域研究的基地，具有良好的研究基础、完备的观测系统和丰富的数据积累。

黑河综合遥感联合试验-内容

“黑河综合遥感联合试验”主要由中国科学院寒区旱区环境与工程研究所、中国科学院遥感应用研究所、北京师范大学地理学与遥感科学学院和中国林业科学研究院资源信息研究所组织实施，由中国科学院西部行动计划（二期）项目“黑河流域遥感-地面观测同步试验与综合模拟平台建设”与国家重点基础研究发展计划（973计划）项目“陆表生态环境要素主被动遥感协同反演理论与方法”共同资助，是在流域尺度上开展的，以水循环及与之密切联系的生态过程为主要研究对象的大型航空、卫星遥感与地面同步观测科学试验。总体目标是为发展流域科学积累基础数据；发展能够融合多源遥感观测的流域尺度陆面数据同化系统，为实现卫星遥感对流域的动态监测提供方法和范例；发展尺度转换方法，实现对地表生态和水文变量的主被动遥感协同反演。

“黑河综合遥感联合试验”由寒区水文试验、森林水文试验和干旱区水文试验，以及一个集成研究——模拟平台和数据平台建设组成，共分为4个主要阶段，包括试验准备期、预试验期、加强试验期和持续观测期。其中，2007年夏季（7～10月）开展了森林水文和中游干旱区水文预试验，冬季（10～12月）开展了上游寒区水文试验预试验。2007年底建立了加密的气象水文观测网。2008年是加强观测试验实施的重要一年，完成了寒区水文、森林水文和干旱区水文的星－机－地同步加强观测试验。其中，2008年3月12日至4月12日完成了寒区水文试验，5月15日至7月20日完成了森林水文和干旱区水文试验。寒区水文试验开展了针对积雪和冻融的微波辐射计和高光谱航空遥感与地面同步试验；森林水文试验开展了针对森林结构参数和森林水文的高光谱、多角度热红外和激光雷达航空遥感试验；干旱区水文试验开展了针对植被生物物理参数、植被结构、土壤水分和蒸散发的高光谱、多角度热红外、激光雷达和微波辐射计的航空遥感与地面同步试验。加强试验结束后，开展了持续观测试验，主要依靠加密的气象水文观测网持续获取至2008年1月1日至2009年12月31日两个完整年度的资料。

黑河综合遥感联合试验-成果

“黑河综合遥感联合试验”共完成25年架次、110个小时的航空遥感飞行试验，来自28家相关单位的281位科学家、工程技术人员和研究生参加试验。获取了一套高质量的、多尺度的、经过规范化处理并发布共享的流域综合数据集，该数据集包括大量航空遥感、卫星遥感、地基遥感（微波辐射计、微波散射计、光谱仪）观测、多普勒雷达降水观测、微气象和大气廓线（探空与分光光度计）观测数据、地面同步观测的积雪属性（雪深、雪密度，雪粒径及雪反射率等）、冻土属性（冻融状态、水分含量、电导率等）、反射率/反照率、土壤温度和冠层温度、和LAI、生物量、植被含水量、Fpar等植被生物物理和生物化学参数，以及树高，冠幅，生物量等植被结构参数。其中，利用本项目建立的的黑河中上游地区地面加密气象水文观测网（包括新建的7个自动气象站，4套涡动相关仪，2套大孔径闪烁仪，8个业务气象站及34个气象区域站，一台移动气象观测车，一个车载双偏振多普勒降水雷达与张掖国家气候观象台业务雷达以及62个地面降水加密观测点配合的降水观测，业务水文站的径流观测，加密和协同的42个地下水位观测），开展了持续三年的连续观测，获取了一套完整连续的气象水文观测数据；通过免费获取、共享计划和商业购买等多种渠道，获取了可见光/近红外、热红外、主被动微波、激光雷达等丰富的卫星遥感数据；同时与航空遥感试验相配合，按流域尺度、重点试验区、加密观测区和观测小区4个尺度布置地面观测方案，在10个加密观测区展开了密集的地面同步观测。这些数据与航空遥感数据共同构成了一套支持流域集成和流域生态水文定量遥感研究的综合数据集。

基于以上观测数据，在积雪参数提取、地表冻融微波遥感、森林结构参数的观测和遥感反演、蒸散发观测与遥感估算、土壤水分反演、生物物理参数和生物化学参数反演、水文气象观测、尺度推绎、流域水文模拟等方面取得了重要的研究结果。重点在冠层的三维几何结构的遥感方法、蒸散发量的估计精度、能量闭合率的提高、双偏振多普勒雷达观测参量与降水类型和强度之间的定量模型、流域尺度陆面/水文数据同化系统等方面取得重要进展，部分成果以在Hydrology and Earth System Sciences，International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation，2009年第2期《冰川冻土》，2009年第7 期《地球科学进展》和2010年第6期《遥感技术与应用》以专刊或专栏的形式发表。

“黑河综合遥感联合试验”数据集也于2010年7月7日发布，目前主要以离线共享为主，用户可通过“黑河综合遥感联合试验”的两个数据服务点（中国科学院寒区旱区环境与工程研究所数据服务点和北京师范大学数据服务点）获取数据。