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。
　　（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。
　　 （3）以现代陆面过程模型和分布式水文模型为骨架，以观测数据为基础，构建大气－水文－生态 综合模型平台；以水量或土地利用为连接纽带，将社会经济过程纳入集成模型，建立以科学模型为基础的水资源管理决策支持系统。
　　（4）发展流域尺度的陆面 / 水文数据同化系统，集成观测与模拟结果，生成高分辨率的、时空一致性的高质量数据集；进一步发展能够实时融合多源遥感观测的数据同化系统，实现卫星遥感对流域水文与生态过程的动态监测。
　　（5）建立一个开放的试验场所和一套完全共享的多尺度综合数据集。