PDF《黑河流域遥感—地面观测同步试验：》

1 2 ] .干旱区水 文研究中突出的问题包括: 降水的高度异质性如何 观测和模拟?地表水和地下水相互作用的过程是怎 样的?内陆河流域尺度上的水分内循环是否存在, 其量值有多大[

1 3 ] ?自然和人为两种因素是如何相 互作用而影响水文过程的[

1 4 ] ?要解答这些问题, 有 赖于基础观测资料的积累, 而遥感、 同位素以及新一 代的水文和生态观测手段, 正在形成从地下到地表 再到冠层、 从微观到宏观的立体观测, 为发展、 改进 和验证水文和生态等陆面过程模型提供着基础数 据.开展流域综合观测试验, 也是发展流域科学的 重要前提.多年来, 流域科学中的一些核心问题, 如 内陆河流域水资源的形成和转化规律以及水土资源 的合理利用一直是国内科学界和决策部门关注的焦 点问题之一.解决这些问题, 有赖于利用现代计算 机模拟技术以及广泛可获取的卫星遥感数据和其它 空间数据, 发展从整体上模拟流域过程和行为的流 域集成模型.数据仍然是前提, 为此, 发达国家提出 了建立流域信息基础设施的构想, 美国国家自然科 学基金委员会计划在美国 6个流域率先建立全自动 化的观测网和先进的信息系统, 以期给水科学和水 管理带来革命性的变革[

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1 6 ] .观测系统和模拟平 台的建立, 无疑将是实现流域水资源和其他资源的 精细管理, 定量评估自然环境变化和人类活动对流 域的影响, 从而更好地为流域可持续发展服务的 前提. 黑河流域遥感―地面观测同步试验与综合模 拟平台建设 , 正是在这样的背景下, 从 中国科学 院西部行动计划二期 考虑长远, 引领发展 的指 导思想出发, 经过反复论证, 于2007年年中正式启 动的重点研究项目[

1 7 ] .本文将介绍项目中航空和 卫星遥感与地面观测同步试验的科学背景、 科学问 题、 研究目标以及观测试验方案和观测系统布置.

2 科学问题与目标 黑河流域遥感―地面观测同步试验将重点和优 先解决以下科学问题: (

1 )遥感在多大程度上可以提高我们对于寒区 水文、 森林水文和干旱区水文过程的认识?

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8 地球科学进展 第23卷 (

2 )如何通过尺度转换, 将多源和多尺度的遥 感与地面观测资料相结合, 应用于水文、 生态及流域 集成模型? (

3 )如何在陆面数据同化系统中有效地融合多 源卫星遥感观测, 实现对流域水文和生态过程的动 态监测? 总体目标是: 开展航空―卫星遥感与地面观测 同步试验, 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. 具体的观测试验目标是: (

1 )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, 以水循环为主要研究对象, 利用航空遥感、 卫星遥感、 地面雷达、 水文气象观测、 通量观测、 生态监测等相关设备, 开展航空、 卫星和 地面配合的大型观测试验, 精细观测干旱区内陆河 流域高山冰雪和冻土带、 山区水源涵养林带、 中游人 工绿洲及天然荒漠绿洲带的水循环和生态过程的各 个分量. (

2 )以航空遥感为桥梁, 通过高精度的真实性 验证, 发展尺度转换方法, 改善从卫星遥感资料反演 和间接估计水循环各分量及与之密切联系的生态和 其他地表过程分量的模型和算法. (