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科学问题

 

 

 

预期目标

 

 

 

研究内容

 

 

课题设置

 
 

试验区

 

 

项目成员

 

 

 
 
课题设置

本项目共设置6个课题,课题设置关系见下图。


第一课题,上游寒区水文试验。以理解寒区水文过程、提高寒区定量遥感水平为主旨,以积雪和冻土为主要研究对象,开展微波辐射计、激光雷达、高光谱成像仪航空遥感和地面同步观测,并选择典型小流域进行长期寒区水文过程观测。以航空遥感为桥梁、以地面真实性检验为标准,改进与发展卫星遥感数据反演寒区水文过程变量和参数的方法。构建上游寒区航空-卫星-地面综合数据集,应用于改进和验证寒区陆面/水文过程模型。

第二课题,森林水文及中游干旱区水文航空遥感试验。开展森林水文试验区与中游干旱区水文试验区航空遥感试验,利用多角度热红外遥感获取地表和冠层的组分温度及冠层结构参数;利用高光谱遥感提取植被土壤生化参数、冠层生物物理参数、地表覆盖和植被类型等信息;利用激光雷达测量地形和植被的三维结构;利用微波辐射计获取微波辐射亮度温度。结合理论分析和地面实验数据验证和评价遥感提取参数的精度。把航空遥感数据作为地面观测数据与卫星遥感观测数据间尺度转换的桥梁,改进和发展遥感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。

第三课题,森林水文及中游干旱区水文地面同步观测试验。配合航空遥感试验开展地面同步观测试验,用于航空遥感的传感器定标和遥感反演结果的验证。加密观测森林水文和中游干旱区水文试验区典型生态系统的近地面大气要素和能、水(地表水与地下水)、生物化学循环参数,为发展和改进流域尺度的生态水文模型提供基础数据和验证资料。以临泽站为依托,重点加密观测航空遥感、卫星遥感可反演变量以及干旱区生态水文重要分量,改善从航空遥感和卫星遥感资料反演和间接估计蒸散发的模型和算法,发展地面观测验证反演结果的尺度转换方案。

第四课题,气象要素及双偏振多普勒雷达降水观测试验。配合上游寒区水文试验、森林水文试验和中游干旱区水文试验,将先进的双偏振多普勒天气雷达与我国新一代多普勒天气雷达联网,并建立地面微气象观测网、降水粒子滴谱仪观测点和地面降水加密观测网点,在黑河上游(具有高海拔和复杂地形特征)和中游(具有复杂下垫面和过渡带特征)地区,开展气象要素和雷达降水协同观测试验;分析黑河流域微气象要素的时空变化特征,探索在高寒区利用雷达联合观测并反演地面降水类型和强度的方法,建立系统化和高质量的地面微气象观测数据集和雷达降水估测数据集;评估利用国家业务多普勒雷达网在黑河中上游地区进行长期降水观测的可行性。

第五课题,模拟平台与数据平台。以现代陆面过程模型和水文水资源模型(包括地下水动态模型)为骨架,以观测数据为基础,构建“大气-水文-生态”综合集成模型。发展流域尺度的陆面/水文数据同化系统,在分布式水文模型和陆面过程模型的动力学框架内同化试验所获得的多源遥感资料以及地面同步观测资料,全面和准确地估计陆地水循环的主要分量以及与水循环密切相关的生态系统生产力的各个分量,生成黑河全流域空间分辨率为1km、时间分辨率为1小时的同化数据集。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。
    在已建成的“数字黑河”的基础上,建立黑河遥感试验信息系统,发布原始试验数据、各级数据产品及同化数据,为流域科学以及发展、改进和验证各类水文和生态模型提供一套完整的数据集。

第六课题,综合集成研究。以建模环境平台为依托,在像元化社会经济要素的基础上,以水量和土地利用为纽带,将生态经济模型纳入集成模型体系;建立黑河流域水土资源可持续利用专家知识库;形成空间显式的、以情景分析为手段的黑河流域水土资源和社会经济资源可持续利用决策支持系统;并以此为基础,探讨黑河流域水土资源的可持续利用对策。

 

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