為研究復(fù)雜流域系統(tǒng)中土壤—植被多要素、多維度、多過程的遙感機(jī)理與方法，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心（簡(jiǎn)稱“空間中心”）牽頭的“十四五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“地球觀測(cè)與導(dǎo)航”重點(diǎn)專項(xiàng)“面向國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星的土壤—植被—冰雪三維遙感機(jī)理建模與定量反演技術(shù)”項(xiàng)目，聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院遙感與數(shù)字地球重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（簡(jiǎn)稱“空天院”）承擔(dān)的國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目“陸地水循環(huán)關(guān)鍵參量時(shí)空多尺度智慧化遙感”課題，2024年6月19日至2024年7月18日于灤河流域的塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)、御道口牧場(chǎng)等地聯(lián)合開展了“灤河流域天空地多尺度遙感聯(lián)合試驗(yàn)”（簡(jiǎn)稱“聯(lián)合試驗(yàn)”）。

本次聯(lián)合試驗(yàn)由空間中心雷洋研究員擔(dān)任總指揮，科學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)包括空間中心施建成研究員、空天院賈立研究員、中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院資源信息研究所李增元研究員、南京大學(xué)肖鵬峰教授。

聯(lián)合試驗(yàn)由“灤河流域植被與土壤的三維遙感試驗(yàn)”、“灤河流域植被與土壤的水分遙感試驗(yàn)”兩部分組成。其中，“灤河流域植被與土壤的三維遙感試驗(yàn)”主要聚焦生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量評(píng)估中涉及的植被與土壤的三維結(jié)構(gòu)和分布特征，發(fā)展和檢驗(yàn)三維遙感機(jī)理建模以及植被分層葉面積、地上生物量、土壤有機(jī)質(zhì)和質(zhì)地等參數(shù)的國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星協(xié)同反演技術(shù)，由國(guó)家林業(yè)和草原局林草調(diào)查規(guī)劃院組織統(tǒng)籌；“灤河流域植被與土壤的水分遙感試驗(yàn)”主要聚焦土壤—植被系統(tǒng)的水分和能量傳輸遙感機(jī)理，發(fā)展和檢驗(yàn)分層土壤溫濕度、葉片溫濕度、植被水勢(shì)、蒸散發(fā)等參量的反演方法，由空天院組織統(tǒng)籌。

本次聯(lián)合試驗(yàn)得到了武漢大學(xué)、北京師范大學(xué)、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）、西北農(nóng)林科技大學(xué)、清華大學(xué)、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)、江漢大學(xué)、西安交通大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所、中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所、北京大學(xué)、浙江大學(xué)、中南大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院地理資源與信息研究所、中山大學(xué)、河南省鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心、北京數(shù)字綠土股份有限公司、北京捷翔天地信息技術(shù)有限公司等高校、科研院所和企業(yè)的共同支持。

灤河流域天空地多尺度遙感聯(lián)合試驗(yàn)地面團(tuán)隊(duì)

聯(lián)合試驗(yàn)團(tuán)隊(duì)在一個(gè)月的時(shí)間內(nèi)通力協(xié)作、不懈堅(jiān)持，成功獲取了天-空-地一體化的多源衛(wèi)星數(shù)據(jù)、航空遙感數(shù)據(jù)和地面配套數(shù)據(jù)。

航空觀測(cè)包括有人機(jī)和無(wú)人機(jī)兩部分，其中有人機(jī)觀測(cè)基于空天院的新舟60遙感飛機(jī)，同時(shí)搭載了三頻段(L/S/C)多角度成像微波輻射計(jì)、三頻段(Ku/K/Ka)全極化掃描微波輻射計(jì)、機(jī)載激光掃描儀系統(tǒng)以及全譜段高光譜成像儀4種航空載荷進(jìn)行中尺度同步觀測(cè)；無(wú)人機(jī)觀測(cè)則覆蓋了L波段被動(dòng)微波輻射計(jì)、熱紅外成像儀、多光譜相機(jī)、激光雷達(dá)等多種手段進(jìn)行小尺度協(xié)同觀測(cè)。

灤河流域天空地多尺度遙感聯(lián)合試驗(yàn)航空?qǐng)F(tuán)隊(duì)

地面觀測(cè)包括地面同步采樣、地面調(diào)查采樣、固定觀測(cè)試驗(yàn)三部分，其中地面同步采樣按照樣區(qū)(500×500m)—樣方(30×30m)—樣點(diǎn)分級(jí)采樣方案，針對(duì)試驗(yàn)區(qū)的典型森林、農(nóng)田、草地、裸地等地物，開展了土壤溫濕度、地表溫度、植被水分等參量的飛行同步測(cè)量，覆蓋樣區(qū)40塊、樣點(diǎn)360個(gè)，共計(jì)實(shí)地測(cè)量8次，采集土壤樣本400余份，植被樣本1000余份；地面調(diào)查采樣涉及激光雷達(dá)掃描樣方60余個(gè)，土壤質(zhì)地與有機(jī)質(zhì)樣本400余份，地表粗糙度480余次、植被水勢(shì)440余次，植被光譜測(cè)量15000余次；固定觀測(cè)試驗(yàn)涵蓋了地基微波輻射觀測(cè)試驗(yàn)、植被和土壤溫度觀測(cè)試驗(yàn)、分層土壤溫濕度密集觀測(cè)試驗(yàn)等內(nèi)容。

地面同步采樣

本次聯(lián)合試驗(yàn)成果，將為多源國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)協(xié)同處理、植被和土壤三維遙感機(jī)理建模和定量反演、以及天空地一體化遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)提供數(shù)據(jù)支撐，為陸地生態(tài)系統(tǒng)碳監(jiān)測(cè)衛(wèi)星、陸地探測(cè)一號(hào)、高分五號(hào)、風(fēng)云衛(wèi)星、海洋鹽度探測(cè)衛(wèi)星、陸地水資源衛(wèi)星等國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星的新型載荷觀測(cè)數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用提供技術(shù)支撐，為構(gòu)建先進(jìn)的“三維”生態(tài)感知衛(wèi)星監(jiān)測(cè)產(chǎn)品體系和完善高效的天空地一體化產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)估方法提供綜合實(shí)踐應(yīng)用案例。

（供稿：微波室）