黑河流域生态-水文过程综合遥感观测试验：综合集成与航空微波遥感

针对"黑河流域生态－水文过程集成研究"重大研究计划中的核心目标――"建立我国内陆河流域科学观测－试验、数据－模拟研究平台"，联合多学科、多机构、多项目的科研人员，开展星－机－地一体化的多尺度综合观测试验，力争显著提升对流域生态和水文过程的观测能力，建立国际领先的流域观测系统，服务于流域生态水文集成研究。本项目的目标是：（1）完成试验目标、观测量、规范、真实性检验方案等方面的总体设计；协同"黑河计划"有关项目开展联合试验；在严格质量控制的基础上，分阶段向"黑河计划"提交原始观测数据和数据产品。（2）开展航空微波遥感试验，一方面提供生态水文模型所需的高分辨率DEM；另一方面发展和改进流域生态水文过程研究中的几个关键变量（雪深、雪水当量、土壤水分和地表冻融）的微波遥感方法。（3）开展航空涡动相关测量，获取异质性地表的大尺度蒸散发量等通量观测资料，为核心生态水文过程的尺度转换研究提供基础数据。

发展流域观测系统、开展综合观测试验，是发展流域科学的重要前提之一。作为“黑河流域生态-水文过程集成研究”计划的组成部分，黑河流域生态-水文过程综合遥感观测试验于2012年启动，试验由四个重点基金项目组成项目群执行，本项目的主要目标之一是完成HiWATER的总体设计并组织项目群完成所有的既定观测任务，集成观测数据，提供给“黑河计划”数据共享平台。.经过四年的努力，项目取得了以下重要结果：（1）设计并组织完成了黑河流域生态-水文过程综合遥感观测试验。组织项目群并与其他项目密切协同，建立了技术先进的多尺度-网络-立体-精细化的黑河流域综合观测平台，开展了国际领先的通量观测矩阵及生态水文无线传感器网络试验，搭载成像光谱仪、激光雷达、热红外成像仪和微波辐射计，针对核心试验区，开展了22个架次，总计超过100小时的航空遥感试验。来自38家单位的390多位科技人员参加了试验。试验显著提升了流域生态水文观测能力，有力支持了一系列的生态、水文、遥感模型研发和相关成果产出，并在尺度转换及与之密切联系的采样设计、异质性度量、不确定性分析方面取得了实质性进展。在IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters、Remote Sensing和Agricultural and Forest Meteorology发表3个专刊。试验得到了专家和同行的普遍承认，被国际同行评价为“世界级的观测”、“中国内容最丰富的水文遥感试验"、“中国的综合流域科学”。黑河流域也因此被作为国际水文计划等多个国际计划的试点流域，为提升“黑河”的国际影响力做出了贡献。（2）具体负责开展了10个架次的航空微波遥感试验，结合地面加密观测和无线传感器网络数据集，发展了考虑不确定性的土壤水分微波遥感集合反演方法，系统开展了地表土壤水分反演的不确定性研究，定量分析了模型参数不确定性、观测不确定性和反演策略对土壤水分反演不确定性的影响，提出了控制并减小不确定性的方法。（3）发表32篇期刊论文（SCI论文22篇）。其中，美国气象学会会刊（影响因子：11.574）封面上以“中国的综合流域科学”为题对HiWATER总体介绍文章做了亮点报道，该论文已被SCI引用118次。2014年发表在《国家科学评论》（NSR）的论文，已被SCI引用35次。以上两篇论文入选ESI热点与亮点论文。