黑河綜合遙感試驗

黑河綜合遙感試驗位於東經97°24′～102°10

基本介紹

• 中文名：黑河綜合遙感試驗
• 位於：東經97°24′～102°10
• 總面積：12.87萬平方公里
• 類屬：內陸河流域研究的基地

黑河綜合遙感聯合試驗-黑河

以具備鮮明的高寒與乾旱區為主要特徵的黑河流域為試驗區。黑河流域位於位於東經97°24′～102°10′，北緯37°41′～42°42′，是我國第二大內陸河流域，發源於祁連山中段，北至蒙古共和國的戈壁阿爾泰山脈，東與石羊河流域接壤，西與疏勒河流域毗鄰，總面積約12.87萬平方公里，包括高山冰雪帶、森林草原帶、平原綠洲帶及戈壁荒漠帶等不同的景觀類型。黑河流域是我國內陸河流域研究的基地，具有良好的研究基礎、完備的觀測系統和豐富的數據積累。

黑河綜合遙感聯合試驗-內容

“黑河綜合遙感聯合試驗”主要由中國科學院寒區旱區環境與工程研究所、中國科學院遙感套用研究所、北京師範大學地理學與遙感科學學院和中國林業科學研究院資源信息研究所組織實施，由中國科學院西部行動計畫（二期）項目“黑河流域遙感-地面觀測同步試驗與綜合模擬平台建設”與國家重點基礎研究發展計畫（973計畫）項目“陸表生態環境要素主被動遙感協同反演理論與方法”共同資助，是在流域尺度上開展的，以水循環及與之密切聯繫的生態過程為主要研究對象的大型航空、衛星遙感與地面同步觀測科學試驗。總體目標是為發展流域科學積累基礎數據；發展能夠融合多源遙感觀測的流域尺度陸面數據同化系統，為實現衛星遙感對流域的動態監測提供方法和範例；發展尺度轉換方法，實現對地表生態和水文變數的主被動遙感協同反演。

“黑河綜合遙感聯合試驗”由寒區水文試驗、森林水文試驗和乾旱區水文試驗，以及一個集成研究——模擬平台和數據平台建設組成，共分為4個主要階段，包括試驗準備期、預試驗期、加強試驗期和持續觀測期。其中，2007年夏季（7～10月）開展了森林水文和中游乾旱區水文預試驗，冬季（10～12月）開展了上游寒區水文試驗預試驗。2007年底建立了加密的氣象水文觀測網。2008年是加強觀測試驗實施的重要一年，完成了寒區水文、森林水文和乾旱區水文的星－機－地同步加強觀測試驗。其中，2008年3月12日至4月12日完成了寒區水文試驗，5月15日至7月20日完成了森林水文和乾旱區水文試驗。寒區水文試驗開展了針對積雪和凍融的微波輻射計和高光譜航空遙感與地面同步試驗；森林水文試驗開展了針對森林結構參數和森林水文的高光譜、多角度熱紅外和雷射雷達航空遙感試驗；乾旱區水文試驗開展了針對植被生物物理參數、植被結構、土壤水分和蒸散發的高光譜、多角度熱紅外、雷射雷達和微波輻射計的航空遙感與地面同步試驗。加強試驗結束後，開展了持續觀測試驗，主要依靠加密的氣象水文觀測網持續獲取至2008年1月1日至2009年12月31日兩個完整年度的資料。

黑河綜合遙感聯合試驗-成果

“黑河綜合遙感聯合試驗”共完成25年架次、110個小時的航空遙感飛行試驗，來自28家相關單位的281位科學家、工程技術人員和研究生參加試驗。獲取了一套高質量的、多尺度的、經過規範化處理並發布共享的流域綜合數據集，該數據集包括大量航空遙感、衛星遙感、地基遙感（微波輻射計、微波散射計、光譜儀）觀測、都卜勒雷達降水觀測、微氣象和大氣廓線（探空與分光光度計）觀測數據、地面同步觀測的積雪屬性（雪深、雪密度，雪粒徑及雪反射率等）、凍土屬性（凍融狀態、水分含量、電導率等）、反射率/反照率、土壤溫度和冠層溫度、和LAI、生物量、植被含水量、Fpar等植被生物物理和生物化學參數，以及樹高，冠幅，生物量等植被結構參數。其中，利用本項目建立的的黑河中上游地區地面加密氣象水文觀測網（包括新建的7個自動氣象站，4套渦動相關儀，2套大孔徑閃爍儀，8個業務氣象站及34個氣象區域站，一台移動氣象觀測車，一個車載雙偏振都卜勒降水雷達與張掖國家氣候觀象台業務雷達以及62個地面降水加密觀測點配合的降水觀測，業務水文站的徑流觀測，加密和協同的42個地下水位觀測），開展了持續三年的連續觀測，獲取了一套完整連續的氣象水文觀測數據；通過免費獲取、共享計畫和商業購買等多種渠道，獲取了可見光/近紅外、熱紅外、主被動微波、雷射雷達等豐富的衛星遙感數據；同時與航空遙感試驗相配合，按流域尺度、重點試驗區、加密觀測區和觀測小區4個尺度布置地面觀測方案，在10個加密觀測區展開了密集的地面同步觀測。這些數據與航空遙感數據共同構成了一套支持流域集成和流域生態水文定量遙感研究的綜合數據集。

基於以上觀測數據，在積雪參數提取、地表凍融微波遙感、森林結構參數的觀測和遙感反演、蒸散發觀測與遙感估算、土壤水分反演、生物物理參數和生物化學參數反演、水文氣象觀測、尺度推繹、流域水文模擬等方面取得了重要的研究結果。重點在冠層的三維幾何結構的遙感方法、蒸散發量的估計精度、能量閉合率的提高、雙偏振都卜勒雷達觀測參量與降水類型和強度之間的定量模型、流域尺度陸面/水文數據同化系統等方面取得重要進展，部分成果以在Hydrology and Earth System Sciences，International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation，2009年第2期《冰川凍土》，2009年第7 期《地球科學進展》和2010年第6期《遙感技術與套用》以專刊或專欄的形式發表。

“黑河綜合遙感聯合試驗”數據集也於2010年7月7日發布，目前主要以離線共享為主，用戶可通過“黑河綜合遙感聯合試驗”的兩個數據服務點（中國科學院寒區旱區環境與工程研究所數據服務點和北京師範大學數據服務點）獲取數據。