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黑河生態(tài)水文遙感試驗(yàn) 版權(quán)信息
- ISBN：9787030693433
- 條形碼：9787030693433 ; 978-7-03-069343-3
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
黑河生態(tài)水文遙感試驗(yàn) 內(nèi)容簡介
書中系統(tǒng)地介紹了黑河流域生態(tài)水文遙感試驗(yàn)的總體設(shè)計(jì)、航空遙感試驗(yàn)、通量與水文氣象觀測網(wǎng)、生態(tài)水文無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及試驗(yàn)在遙感產(chǎn)品發(fā)展、流域上中下游典型生態(tài)水文問題中的應(yīng)用及尺度轉(zhuǎn)換、真實(shí)性檢驗(yàn)等方面的研究成果。
黑河生態(tài)水文遙感試驗(yàn) 目錄
目錄
總序
序言
自序
前言
第1章 黑河生態(tài)水文遙感試驗(yàn)的背景 李新 （1）
1.1 遙感試驗(yàn)與地球系統(tǒng)科學(xué) （1）
1.2 流域科學(xué)與流域試驗(yàn) （3）
1.3 黑河流域：陸地表層系統(tǒng)科學(xué)的試驗(yàn)場 （5）
1.4 黑河遙感試驗(yàn)回顧 （10）
1.5 “黑河流域生態(tài)-水文過程集成研究”重大研究計(jì)劃 （12）
1.6 小結(jié) （12）
參考文獻(xiàn) （13）
第2章 黑河生態(tài)水文遙感試驗(yàn)總體設(shè)計(jì) 李新 （16）
2.1 試驗(yàn)?zāi)繕?biāo) （16）
2.2 試驗(yàn)原則 （16）
2.3 試驗(yàn)總體設(shè)計(jì) （17）
2.4 小結(jié) （24）
參考文獻(xiàn) （25）
第3章 航空遙感試驗(yàn) 肖青 聞建光 車濤 （27）
3.1 航空遙感試驗(yàn)總體設(shè)計(jì) （27）
3.2 航空遙感傳感器 （29）
3.3 航空遙感平臺 （30）
3.4 航空遙感數(shù)據(jù)獲取 （30）
3.5 航空數(shù)據(jù)處理與信息提取 （34）
3.6 小結(jié) （53）
參考文獻(xiàn) （54）
第4章 水文氣象觀測網(wǎng) 劉紹民 徐自為 （58）
4.1 總體設(shè)計(jì) （58）
4.2 儀器布設(shè) （67）
4.3 運(yùn)行與維護(hù) （78）
4.4 數(shù)據(jù)處理與質(zhì)量控制 （80）
4.5 數(shù)據(jù)共享 （82）
4.6 小結(jié) （83）
參考文獻(xiàn) （83）
第5章 生態(tài)水文傳感器網(wǎng)絡(luò) 晉銳 亢健 （85）
5.1 “黑河生態(tài)水文傳感器網(wǎng)絡(luò)”的意義 （85）
5.2 總體設(shè)計(jì) （88）
5.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)類型 （92）
5.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的野外布設(shè) （96）
5.5 數(shù)據(jù)產(chǎn)品 （102）
5.6 小結(jié) （102）
參考文獻(xiàn) （103）
第6章 黑河地面同步觀測試驗(yàn) 馬明國 王旭峰 耿麗英 于文憑 王海波 蓋迎春 李弘毅 張 苗 韓輝邦 柴琳娜 穆西晗 謝東輝 吳桂平 劉向鋒 付東杰 （105）
6.1 地面同步試驗(yàn)設(shè)計(jì) （105）
6.2 航空和衛(wèi)星遙感定標(biāo)試驗(yàn) （106）
6.3 地基遙感試驗(yàn) （111）
6.4 地面同步觀測試驗(yàn) （115）
6.5 地面同步觀測規(guī)范與數(shù)據(jù)質(zhì)量控制 （129）
6.6 小結(jié) （133）
參考文獻(xiàn) （134）
第7章 非均勻下墊面地表蒸散發(fā)的多尺度觀測試驗(yàn) 劉紹民 徐自為 （137）
7.1 總體設(shè)計(jì) （138）
7.2 儀器布設(shè) （142）
7.3 運(yùn)行與維護(hù) （149）
7.4 數(shù)據(jù)處理與質(zhì)量控制 （152）
7.5 數(shù)據(jù)共享 （152）
7.6 小結(jié) （152）
參考文獻(xiàn) （153）
第8章 流域尺度生態(tài)水文遙感產(chǎn)品 柳欽火 仲波 李靜 趙靜 李麗 李新 晉銳 潘小多 郝曉華 宋立生 馬燕飛 楊愛霞 吳善龍 胡龍飛 馬春鋒 亢健 （156）
8.1 總體設(shè)計(jì) （156）
8.2 降水產(chǎn)品 （157）
8.3 土壤水分產(chǎn)品 （161）
8.4 積雪產(chǎn)品 （171）
8.5 土地覆被產(chǎn)品 （176）
8.6 植被覆蓋度產(chǎn)品 （185）
8.7 植被物候期產(chǎn)品 （194）
8.8 植被凈初級生產(chǎn)力產(chǎn)品 （203）
8.9 地表蒸散發(fā)產(chǎn)品 （212）
8.10 小結(jié) （219）
參考文獻(xiàn) （221）
第9章 遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn) 晉銳 李新 葛詠 劉豐 冉有華 （227）
9.1 背景與目標(biāo) （227）
9.2 概念定義 （229）
9.3 異質(zhì)性地表的空間采樣 （230）
9.4 定點(diǎn)觀測的代表性誤差 （232）
9.5 空間尺度上推/像元尺度相對真值估計(jì) （235）
9.6 應(yīng)用和成效 （240）
9.7 小結(jié) （240）
參考文獻(xiàn) （241）
第10章 應(yīng)用試驗(yàn) 車濤 王維真 祁元 李弘毅 徐菲楠 （245）
10.1 上游寒區(qū)遙感水文試驗(yàn) （246）
10.2 中游灌區(qū)遙感支持下的灌溉優(yōu)化配水試驗(yàn) （257）
10.3 下游綠洲生態(tài)耗水尺度轉(zhuǎn)換遙感試驗(yàn) （273）
10.4 小結(jié) （289）
參考文獻(xiàn) （290）
第11章 生態(tài)水文應(yīng)用 李新 劉紹民 周彥昭 徐自為 劉睿 王海波 張凌 （294）
11.1 流域水循環(huán)精細(xì)閉合 （294）
11.2 黑河流域蒸散發(fā)時空變化特征 （298）
11.3 黑河流域典型生態(tài)系統(tǒng)碳通量和水分利用梯度 （304）
11.4 綠洲-荒漠相互作用 （311）
11.5 近地層能量閉合問題 （318）
11.6 小結(jié) （328）
參考文獻(xiàn) （329）
第12章 信息系統(tǒng) 郭建文 吳阿丹 劉豐 尚慶生 常海龍 （333）
12.1 引言 （333）
12.2 觀測數(shù)據(jù)自動綜匯系統(tǒng) （334）
12.3 生態(tài)水文觀測物聯(lián)網(wǎng) （341）
12.4 小結(jié) （348）
參考文獻(xiàn) （348）
第13章 總結(jié)與展望 李新 冉有華 （350）
13.1 主要成果 （350）
13.2 問題與展望 （353）
參考文獻(xiàn) （356）
附錄A 冉有華 李新 胡曉利 王雪梅 （362）
A1 黑河遙感試驗(yàn)參加人員 （362）
A2 試驗(yàn)的組織管理 （364）
A3 主要數(shù)據(jù)集 （367）
A4 使用黑河生態(tài)水文遙感試驗(yàn)數(shù)據(jù)的出版物 （368）
附錄B 中英文縮略詞表 （370）
總序
序言
自序
前言
第1章 黑河生態(tài)水文遙感試驗(yàn)的背景 李新 （1）
1.1 遙感試驗(yàn)與地球系統(tǒng)科學(xué) （1）
1.2 流域科學(xué)與流域試驗(yàn) （3）
1.3 黑河流域：陸地表層系統(tǒng)科學(xué)的試驗(yàn)場 （5）
1.4 黑河遙感試驗(yàn)回顧 （10）
1.5 “黑河流域生態(tài)-水文過程集成研究”重大研究計(jì)劃 （12）
1.6 小結(jié) （12）
參考文獻(xiàn) （13）
第2章 黑河生態(tài)水文遙感試驗(yàn)總體設(shè)計(jì) 李新 （16）
2.1 試驗(yàn)?zāi)繕?biāo) （16）
2.2 試驗(yàn)原則 （16）
2.3 試驗(yàn)總體設(shè)計(jì) （17）
2.4 小結(jié) （24）
參考文獻(xiàn) （25）
第3章 航空遙感試驗(yàn) 肖青 聞建光 車濤 （27）
3.1 航空遙感試驗(yàn)總體設(shè)計(jì) （27）
3.2 航空遙感傳感器 （29）
3.3 航空遙感平臺 （30）
3.4 航空遙感數(shù)據(jù)獲取 （30）
3.5 航空數(shù)據(jù)處理與信息提取 （34）
3.6 小結(jié) （53）
參考文獻(xiàn) （54）
第4章 水文氣象觀測網(wǎng) 劉紹民 徐自為 （58）
4.1 總體設(shè)計(jì) （58）
4.2 儀器布設(shè) （67）
4.3 運(yùn)行與維護(hù) （78）
4.4 數(shù)據(jù)處理與質(zhì)量控制 （80）
4.5 數(shù)據(jù)共享 （82）
4.6 小結(jié) （83）
參考文獻(xiàn) （83）
第5章 生態(tài)水文傳感器網(wǎng)絡(luò) 晉銳 亢健 （85）
5.1 “黑河生態(tài)水文傳感器網(wǎng)絡(luò)”的意義 （85）
5.2 總體設(shè)計(jì) （88）
5.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)類型 （92）
5.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的野外布設(shè) （96）
5.5 數(shù)據(jù)產(chǎn)品 （102）
5.6 小結(jié) （102）
參考文獻(xiàn) （103）
第6章 黑河地面同步觀測試驗(yàn) 馬明國 王旭峰 耿麗英 于文憑 王海波 蓋迎春 李弘毅 張 苗 韓輝邦 柴琳娜 穆西晗 謝東輝 吳桂平 劉向鋒 付東杰 （105）
6.1 地面同步試驗(yàn)設(shè)計(jì) （105）
6.2 航空和衛(wèi)星遙感定標(biāo)試驗(yàn) （106）
6.3 地基遙感試驗(yàn) （111）
6.4 地面同步觀測試驗(yàn) （115）
6.5 地面同步觀測規(guī)范與數(shù)據(jù)質(zhì)量控制 （129）
6.6 小結(jié) （133）
參考文獻(xiàn) （134）
第7章 非均勻下墊面地表蒸散發(fā)的多尺度觀測試驗(yàn) 劉紹民 徐自為 （137）
7.1 總體設(shè)計(jì) （138）
7.2 儀器布設(shè) （142）
7.3 運(yùn)行與維護(hù) （149）
7.4 數(shù)據(jù)處理與質(zhì)量控制 （152）
7.5 數(shù)據(jù)共享 （152）
7.6 小結(jié) （152）
參考文獻(xiàn) （153）
第8章 流域尺度生態(tài)水文遙感產(chǎn)品 柳欽火 仲波 李靜 趙靜 李麗 李新 晉銳 潘小多 郝曉華 宋立生 馬燕飛 楊愛霞 吳善龍 胡龍飛 馬春鋒 亢健 （156）
8.1 總體設(shè)計(jì) （156）
8.2 降水產(chǎn)品 （157）
8.3 土壤水分產(chǎn)品 （161）
8.4 積雪產(chǎn)品 （171）
8.5 土地覆被產(chǎn)品 （176）
8.6 植被覆蓋度產(chǎn)品 （185）
8.7 植被物候期產(chǎn)品 （194）
8.8 植被凈初級生產(chǎn)力產(chǎn)品 （203）
8.9 地表蒸散發(fā)產(chǎn)品 （212）
8.10 小結(jié) （219）
參考文獻(xiàn) （221）
第9章 遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn) 晉銳 李新 葛詠 劉豐 冉有華 （227）
9.1 背景與目標(biāo) （227）
9.2 概念定義 （229）
9.3 異質(zhì)性地表的空間采樣 （230）
9.4 定點(diǎn)觀測的代表性誤差 （232）
9.5 空間尺度上推/像元尺度相對真值估計(jì) （235）
9.6 應(yīng)用和成效 （240）
9.7 小結(jié) （240）
參考文獻(xiàn) （241）
第10章 應(yīng)用試驗(yàn) 車濤 王維真 祁元 李弘毅 徐菲楠 （245）
10.1 上游寒區(qū)遙感水文試驗(yàn) （246）
10.2 中游灌區(qū)遙感支持下的灌溉優(yōu)化配水試驗(yàn) （257）
10.3 下游綠洲生態(tài)耗水尺度轉(zhuǎn)換遙感試驗(yàn) （273）
10.4 小結(jié) （289）
參考文獻(xiàn) （290）
第11章 生態(tài)水文應(yīng)用 李新 劉紹民 周彥昭 徐自為 劉睿 王海波 張凌 （294）
11.1 流域水循環(huán)精細(xì)閉合 （294）
11.2 黑河流域蒸散發(fā)時空變化特征 （298）
11.3 黑河流域典型生態(tài)系統(tǒng)碳通量和水分利用梯度 （304）
11.4 綠洲-荒漠相互作用 （311）
11.5 近地層能量閉合問題 （318）
11.6 小結(jié) （328）
參考文獻(xiàn) （329）
第12章 信息系統(tǒng) 郭建文 吳阿丹 劉豐 尚慶生 常海龍 （333）
12.1 引言 （333）
12.2 觀測數(shù)據(jù)自動綜匯系統(tǒng) （334）
12.3 生態(tài)水文觀測物聯(lián)網(wǎng) （341）
12.4 小結(jié) （348）
參考文獻(xiàn) （348）
第13章 總結(jié)與展望 李新 冉有華 （350）
13.1 主要成果 （350）
13.2 問題與展望 （353）
參考文獻(xiàn) （356）
附錄A 冉有華 李新 胡曉利 王雪梅 （362）
A1 黑河遙感試驗(yàn)參加人員 （362）
A2 試驗(yàn)的組織管理 （364）
A3 主要數(shù)據(jù)集 （367）
A4 使用黑河生態(tài)水文遙感試驗(yàn)數(shù)據(jù)的出版物 （368）
附錄B 中英文縮略詞表 （370）
展開全部
黑河生態(tài)水文遙感試驗(yàn) 節(jié)選
第1章 黑河生態(tài)水文遙感試驗(yàn)的背景 李新 大型觀測試驗(yàn)是理解水文、生態(tài)等陸地表層系統(tǒng)過程，發(fā)展水文、生態(tài)等模型的前提。流域是自然界的基本單元，流域科學(xué)（watershed science）是地球系統(tǒng)科學(xué)在流域尺度上的實(shí)踐。正如沒有地球觀測系統(tǒng)就不會有地球系統(tǒng)科學(xué)，發(fā)展流域觀測系統(tǒng)，開展綜合觀測試驗(yàn)，也是發(fā)展流域科學(xué)的重要前提之一。本章回顧了開展黑河生態(tài)水文遙感試驗(yàn)的背景，包括遙感試驗(yàn)在地球系統(tǒng)科學(xué)中的重要角色，以及流域集成研究對綜合遙感觀測試驗(yàn)的需求；介紹了黑河流域作為一個試驗(yàn)流域，過去幾十年來在觀測系統(tǒng)建設(shè)和綜合試驗(yàn)方面的積累；回顧了黑河遙感試驗(yàn)的歷程，以及與國家自然科學(xué)基金委“黑河流域生態(tài)-水文過程集成研究”重大研究計(jì)劃的關(guān)系。 1.1 遙感試驗(yàn)與地球系統(tǒng)科學(xué) 隨著全球觀測手段的出現(xiàn)和日趨成熟，以能量循環(huán)、水循環(huán)和生物化學(xué)循環(huán)為研究對象的表層地球系統(tǒng)科學(xué)已逐漸發(fā)展成為實(shí)驗(yàn)特征明顯的科學(xué)。遙感對地觀測系統(tǒng)的建立和應(yīng)用，大大提高了表層地球系統(tǒng)科學(xué)研究的效率，各種物質(zhì)和能量定量測試的新技術(shù)，也為這一學(xué)科的發(fā)展帶來了新的契機(jī)（鄭度，2001）。科學(xué)工作者**次可以從宏觀到微觀，從全球到區(qū)域，利用前所未有的先進(jìn)手段觀察地球表面的各種過程，并通過可重復(fù)的實(shí)驗(yàn)深入理解過程，進(jìn)而發(fā)展定量描述這些過程的計(jì)算機(jī)模型。表層地球系統(tǒng)科學(xué)已成為實(shí)驗(yàn)科學(xué)！在表層地球系統(tǒng)科學(xué)從經(jīng)驗(yàn)科學(xué)走向?qū)嶒?yàn)科學(xué)的進(jìn)程中，一系列針對地表過程的大型觀測試驗(yàn)扮演了重要的角色（Sellers et al.，1995，1988），正是這些觀測試驗(yàn)對地理學(xué)、水文學(xué)、生態(tài)學(xué)、大氣科學(xué)和整個地球系統(tǒng)科學(xué)的快速發(fā)展起到了舉足輕重的作用，許多試驗(yàn)甚至成為一個階段科學(xué)認(rèn)識和研究方法進(jìn)步的里程碑。 大型觀測試驗(yàn)是理解水文、生態(tài)等陸面過程，發(fā)展定量模型的前提。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在世界氣候研究計(jì)劃（WCRP）和國際地圈-生物圈計(jì)劃（IGBP）的協(xié)調(diào)組織下，各類陸面過程試驗(yàn)已經(jīng)超過50個。從1980年代開始實(shí)施的**批陸面過程試驗(yàn)中，就把遙感作為主要的觀測手段之一，例如，**次國際衛(wèi)星陸面過程氣候計(jì)劃野外試驗(yàn)（FIFE）是由美國國家航空航天局（NASA）主導(dǎo)的影響深遠(yuǎn)的一次重大陸面過程試驗(yàn)。FIFE以陸氣相互作用為科學(xué)目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)：①同步獲取衛(wèi)星、大氣和地表觀測數(shù)據(jù)；②多尺度的生物物理參數(shù)和過程觀測；③集成分析和公共數(shù)據(jù)信息平臺。在3年試驗(yàn)期內(nèi)，F(xiàn)IFE動用了8架飛機(jī)和大量地面觀測設(shè)備，提供了可供科學(xué)家在各個尺度上發(fā)展模型和衛(wèi)星遙感反演算法并開展尺度推繹研究的完整數(shù)據(jù)集，它至今仍產(chǎn)生著重要的影響，為各類試驗(yàn)提供了成功的范例（Sellers et al.，1988）。 北方生態(tài)系統(tǒng)-大氣研究（BOREAS）是繼FIFE之后另一次更大尺度的、以陸氣相互作用為科學(xué)目標(biāo)的科學(xué)試驗(yàn)。BOREAS特別強(qiáng)調(diào)一個嵌套的多尺度觀測，因而建立了不同尺度上的觀測系統(tǒng)，地面以渦動相關(guān)儀測量為主要觀測手段，輔之以大量的生物物理、水文和生物化學(xué)觀測。在遙感試驗(yàn)方面，BOREAS共成立了18個科學(xué)小組，動用11架飛機(jī)，飛行350架次，獲得了不同分辨率的大量光學(xué)和微波觀測資料①（Sellers et al.，1995）。其科學(xué)成果為發(fā)展和驗(yàn)證各種能量、水分和生物化學(xué)循環(huán)模型做出了重要貢獻(xiàn)。 1993年，全球能量與水循環(huán)試驗(yàn)（GEWEX）開始實(shí)施，其宗旨是觀測、理解和模擬大氣內(nèi)部、陸地表面土壤-水文-生態(tài)和上層海洋的水文循環(huán)和能量通量，并*終預(yù)測全球和區(qū)域氣候變化及生態(tài)環(huán)境變化。GEWEX成立了世界各大區(qū)的相應(yīng)子計(jì)劃，如在干旱區(qū)開展的典型試驗(yàn)：撒哈拉沙漠南緣地區(qū)薩赫勒水文大氣引導(dǎo)試驗(yàn)（HAPEX Sahel）。在4年試驗(yàn)期和1992年8個星期的加強(qiáng)觀測期中，來自7個國家的170位科學(xué)家在西非荒漠草原上開展了水文、地表通量、植被、大氣、遙感等方面的密集觀測。其中，遙感觀測動用4架飛機(jī)，獲取了多角度的可見光、近紅外和熱紅外資料，以及5個頻率的雙極化微波輻射計(jì)資料（Goutorbe et al.， 1994），并系統(tǒng)收集了9種衛(wèi)星遙感傳感器的資料。HAPEX試驗(yàn)對于理解干旱區(qū)的陸面過程、陸氣相互作用以及薩赫勒地區(qū)的極端氣候變化都做出了重要貢獻(xiàn)。亞馬孫流域大尺度生物圈-大氣圈試驗(yàn)（LBA）是在GEWEX協(xié)調(diào)下由巴西發(fā)起的國際研究計(jì)劃，旨在通過試驗(yàn)揭示亞馬孫流域氣候、生態(tài)、生物地球化學(xué)和水文等因子的特性、土地利用變化對上述要素的影響以及亞馬孫流域與地球系統(tǒng)的相互作用，其研究內(nèi)容分氣候、碳循環(huán)、生物地球化學(xué)、大氣化學(xué)、水文、土地覆蓋和利用等專題，試驗(yàn)項(xiàng)目包括風(fēng)場和云的探測、痕量氣體、氣溶膠、溫室氣體等的監(jiān)測及地氣之間物質(zhì)和能量交換等（Avissar and Nobre， 2002）。GEWEX亞洲季風(fēng)試驗(yàn)（GAME）分別在青藏高原、淮河流域、西伯利亞和東南亞熱帶地區(qū)開展研究②，其中，我國科學(xué)家在GAME青藏高原試驗(yàn)中發(fā)揮了重要作用（王介民，2000），試驗(yàn)中的觀測按高原尺度和重點(diǎn)試驗(yàn)區(qū)尺度分別展開，運(yùn)用大量的通量觀測設(shè)備、自動氣象站、土壤溫濕度廓線觀測、地面雙偏振多普勒雷達(dá)、激光雷達(dá)、邊界層探空、衛(wèi)星遙感等手段，取得了以往高原觀測從未有過的大量極其珍貴的資料，將青藏高原陸面過程研究大大推動了一步。 寒區(qū)試驗(yàn)以寒區(qū)陸面過程試驗(yàn)（CLPX）為代表，其目標(biāo)是提高對陸地冰凍圈的水文、氣象和生態(tài)過程的理解。在遙感方面，CLPX的特點(diǎn)是使用了大量機(jī)載主動和被動微波傳感器，包括合成孔徑雷達(dá)（SAR）、波段極化掃描輻射計(jì)（PSR）、GPS（全球定位系統(tǒng)）雙基雷達(dá)、極化 Ku波段散射計(jì)，同時也使用了新型的可見光/紅外光譜儀、激光雷達(dá)、伽馬射線等傳感器，并配合多種衛(wèi)星數(shù)據(jù)、地面遙感傳感器以及同步的地面常規(guī)觀測，構(gòu)成了一套適用于寒區(qū)陸面過程模擬的綜合數(shù)據(jù)集（Cline et al.， 1999）。 在國際上陸面過程試驗(yàn)大潮和全球觀測的推動下，國內(nèi)自 1980年代末期以來也開展了有關(guān)陸面過程實(shí)驗(yàn)，如國家自然科學(xué)基金和中國科學(xué)院重大項(xiàng)目“黑河地區(qū)地氣相互作用野外觀測實(shí)驗(yàn)研究”（HEIFE）和國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目“內(nèi)蒙古半干旱草原土壤－植被－大氣相互作用”（IMGRASS）等陸面試驗(yàn)（胡隱樵等，1994；呂達(dá)仁等，1997）。HEIFE的一個重要成果是發(fā)現(xiàn)了臨近綠洲沙漠中的逆濕現(xiàn)象，并進(jìn)一步證實(shí)了綠洲中的逆位溫現(xiàn)象，從而準(zhǔn)確地闡述了綠洲與沙漠相互作用的機(jī)理。IMGRASS的特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)生態(tài)方面的觀測以及人類活動對草原生態(tài)的影響。這兩次試驗(yàn)均產(chǎn)生了重要的國際影響，但限于當(dāng)時的條件，觀測項(xiàng)目與國際上的同類試驗(yàn)相比較少，也均未涉及航空遙感，所使用的衛(wèi)星遙感資料的類型和數(shù)量也不多，但在利用可見光 /近紅外和熱紅外資料估算異質(zhì)性地表的能量平衡方面取得了重要的進(jìn)展（ Wang et al.， 1995）。 在航空遙感試驗(yàn)方面，我國在20世紀(jì)80年代、90年代先后組織了騰沖航空遙感試驗(yàn)（資源遙感）、津渤環(huán)境遙感試驗(yàn)（環(huán)境遙感）和雅礱江二灘水力開發(fā)航空遙感試驗(yàn)（能源遙感）。進(jìn)入21世紀(jì)，我國又陸續(xù)組織了幾次大型的綜合遙感試驗(yàn)，其中航空-衛(wèi)星-地面結(jié)合的代表性定量遙感試驗(yàn)有 2001年3～5月在973計(jì)劃“地球表面時空多變要素的定量遙感理論及應(yīng)用”支持下的順義遙感綜合試驗(yàn)，以及2005年4～5月在863計(jì)劃信息獲取技術(shù)領(lǐng)域支持下的山東濟(jì)寧遙感綜合試驗(yàn)。順義遙感綜合試驗(yàn)圍繞農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的7個主要時空多變要素（地表反照率、地表溫度、葉面積指數(shù)、葉綠素含量、土壤水分含量、地表蒸發(fā)與植被蒸騰等）的遙感定量反演研究這一中心，獲取以冬小麥為主的典型地物的多光譜、多角度、多時相、多比例尺的遙感數(shù)據(jù)（地面、航空和衛(wèi)星）以及地表通量、農(nóng)田基本參數(shù)、光合有效輻射、氣象與大氣觀測數(shù)據(jù)。其中，航空遙感試驗(yàn)獲取了我國自行研制的機(jī)載多角度多光譜成像儀系統(tǒng)（AMTIS）數(shù)據(jù)和實(shí)用型模塊化成像光譜儀（OMIS）數(shù)據(jù)。山東濟(jì)寧遙感綜合試驗(yàn)針對農(nóng)業(yè)、林業(yè)、環(huán)境、土地利用、城市規(guī)劃等專業(yè)領(lǐng)域，開展了全方位的、立體的綜合遙感科學(xué)與應(yīng)用試驗(yàn)。在航空遙感方面，使用了電荷耦合器件（CCD）高分辨率數(shù)字相機(jī)、PHI成像光譜儀和激光雷達(dá)，對面積為8000余平方千米的試驗(yàn)區(qū)進(jìn)行了觀測；在地面測量方面，分應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Φ匚锕庾V、土壤水分、土地利用、作物分布、作物生理與生化指標(biāo)、水體污染等進(jìn)行同步或準(zhǔn)同步測量。這些試驗(yàn)對推動我國遙感技術(shù)發(fā)展、提高我國遙感理論研究水平、促進(jìn)我國遙感應(yīng)用都具有積極的意義。 大型觀測試驗(yàn)的重要產(chǎn)出是綜合模型和多尺度的數(shù)據(jù)集。如生物圈-大氣圈傳輸方案模型（BATS）、簡單生物圈模型（SiB）和第二代簡單生物圈模型（SiB2）等被國際科學(xué)界所廣為承認(rèn)和普遍使用的陸面過程模型都誕生于試驗(yàn)（Dickinson et al.， 1993; Sellers et al.， 1996）。它們和試驗(yàn)相伴相生，觀測事實(shí)為模型的發(fā)展、改進(jìn)和驗(yàn)證提供了依據(jù)；而模型反過來又可提供*有效的觀測試驗(yàn)方案。綜合數(shù)據(jù)集則是觀測試驗(yàn)成果匯總的重要方式，它們不僅是試驗(yàn)本身集大成的資料總結(jié)，也是科學(xué)事業(yè)薪火相傳的媒介，是科學(xué)家們不斷完善和發(fā)展各類陸面過程模型，開展綜合集成研究所不可或缺的重要基礎(chǔ)。 1.2 流域科學(xué)與流域試驗(yàn) 隨著陸地表層系統(tǒng)科學(xué)研究的深入，突破“水-土-氣-生-人”各個要素的集成方法需要尋找一個具有一定邊界、相對可控的基本單元。這種需求使傳統(tǒng)的陸地表層系統(tǒng)研究向流域?yàn)榛締卧木?xì)研究過渡，催生出一門新的科學(xué)——流域科學(xué)（程國棟和李新，2015）。 流域科學(xué)是地球系統(tǒng)科學(xué)在流域尺度上的實(shí)踐，兼?zhèn)涞厍蛳到y(tǒng)科學(xué)基礎(chǔ)研究和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展應(yīng)用研究的特性。從陸地表層系統(tǒng)科學(xué)基礎(chǔ)研究的角度看，流域科學(xué)的目標(biāo)是理解和預(yù)測流域復(fù)雜系統(tǒng)的行為，其研究方法可以被看作是陸地表層系統(tǒng)科學(xué)的研究方法在流域尺度上的具體體現(xiàn)；而從流域綜合管理的應(yīng)用角度看，流域科學(xué)關(guān)注流域尺度上人和自然環(huán)境的相互作用，因此它也是通過對自然資源和人類活動的優(yōu)化配置而為可持續(xù)發(fā)展服務(wù)的應(yīng)用科學(xué)。 正如地球系統(tǒng)科學(xué)研究離不開地球觀測系統(tǒng)，發(fā)展流域科學(xué)的重要前提之一也是建立流域觀測系統(tǒng)。衛(wèi)星和地面觀測技術(shù)的快速進(jìn)步，極大地推進(jìn)了流域科學(xué)的各個分支的發(fā)展，重塑了這些學(xué)科的面貌。衛(wèi)星遙感已經(jīng)能夠觀測到主要的水文、生態(tài)變量和通量（NRC， 2008），并且展現(xiàn)出多尺度、更加專門（如全球降水計(jì)劃）、空間和時間分辨率越來越精細(xì)的趨勢。就地面觀測而言，新技術(shù)層出不窮，*大的特點(diǎn)是大量使用傳感器網(wǎng)絡(luò)以及各種足跡尺度觀測技術(shù)（如宇宙射線土壤水分觀測系統(tǒng)、閃爍儀等）。這些新技術(shù)為流域觀測帶來了前所未有的機(jī)遇，并且迅速地演進(jìn)為流域觀測的主流手段，使得建立分布式、多尺度、實(shí)時控制的流域觀測系統(tǒng)成為可能（李新等，2010a）。 過去10年來，以流域?yàn)閱卧⒎植际降挠^測系統(tǒng)蔚然成風(fēng)。國際上較為成熟的流域觀測系統(tǒng)包括美國國家科學(xué)基金會支持的關(guān)鍵帶觀測平臺（CZO）、德國陸地環(huán)境觀測平臺（TERENO）（Zacharias et al.， 2011; Bogena et al.，2015）、丹麥水文觀測系統(tǒng)（HOBE）（Jensen and Illangasekare， 2011）、加拿大的變化中的寒區(qū)觀測網(wǎng)絡(luò)（CCRN）（Debeer et al.，2015）等（圖1-1）。此外，美國國家生態(tài)觀測站網(wǎng)絡(luò)（NEON）也把流域作為其重要觀測單元。這些觀測系統(tǒng)的共同特征是：①多變量、多尺度觀測；②大量使用傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；③新的觀測技術(shù)的試驗(yàn)場；④航空遙感作為獲取流域精細(xì)數(shù)字高程模型（DEM）等甚高分辨率數(shù)據(jù)的重要手段；⑤監(jiān)測和控制試驗(yàn)并重；⑥與模型建模目標(biāo)密切配合；⑦與信息系統(tǒng)高度集成。圖1-2給出了流域觀測系統(tǒng)的愿景。 圖1-1 國際上主要的流域觀測系統(tǒng) 圖1-2 流域觀測系統(tǒng)示意圖（李新和程國棟，2008） 1.3
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