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黑河生态水文遥感试验:水文气象观测网数据集(张掖湿地站涡动相关仪-2016)

该数据集包含了2016年3月18日至2016年12月31日的黑河水文气象观测网中游张掖湿地站的涡动相关仪观测数据。站点位于甘肃省张掖市,下垫面是湿地。观测点的经纬度是100.44640E, 38.97514N,海拔1460.00m。涡动相关仪的架高5.2m,采样频率是10Hz,超声朝向是正北向,超声风速温度仪(Gill)与CO2/H2O分析仪(Li7500A)之间的距离是25cm。 涡动相关仪的原始观测数据为10Hz,发布的数据是采用Eddypro软件处理的30分钟数据,其处理的主要步骤包括:野点值剔除,延迟时间校正,角度订正,坐标旋转(二次坐标旋转),频率响应修正,超声虚温修正和密度(WPL)修正等。同时对各通量值进行质量评价,主要是大气平稳性(Δst)和湍流相似性特征(ITC)的检验。对Eddypro软件输出的30min通量值也进行了筛选:(1)剔除仪器出错时的数据;(2)剔除降水前后1h的数据;(3)剔除10Hz原始数据中每30min内缺失率大于10%的数据;(4)剔除夜间弱湍流的观测数据(u*小于0.1m/s)。观测数据的平均周期为30分钟,一天48个数据,缺失数据标记为-6999。因仪器漂移等原因引起的可疑数据用红色字体标识,其中2016年4月-6月涡动系统的三维超声断续出现问题,数据出现一些缺失。 发布的观测数据包括:日期/时间Date/Time,风向Wdir(°),水平风速Wnd(m/s),侧向风速标准差Std_Uy(m/s),超声虚温Tv(℃),水汽密度H2O(g/m3),二氧化碳浓度CO2(mg/m3),摩擦速度Ustar(m/s),奥布霍夫长度L(m),感热通量Hs(W/m2),潜热通量LE(W/m2),二氧化碳通量Fc(mg/(m2s)),感热通量的质量标识QA_Hs,潜热通量的质量标识QA_LE,二氧化碳通量的质量标识QA_Fc。感热、潜热、二氧化碳通量的质量标识分为三级(质量标识0:(Δst <30, ITC<30); 1: (Δst <100, ITC<100); 其余为2)。数据时间的含义,如0:30代表0:00-0:30的平均;数据以*.xls格式存储。 水文气象网或站点信息请参考Li et al. (2013),观测数据处理请参考Liu et al. (2011)。

2017-12-16

黑河生态水文遥感试验:水文气象观测网数据集(黑河遥感站自动气象站-2016)

该数据集包含了2016年1月1日至2016年12月31日黑河水文气象观测网中游黑河遥感站气象要素观测数据。站点位于甘肃省张掖市党寨镇东侧,下垫面是人工草地。观测点的经纬度是100.4756E, 38.8270N,海拔1560m。空气温度湿度传感器架设在1.5m处,朝向正北;气压计在防水箱内;翻斗式雨量计安装在0.7 m处;风速风向传感器架设在10m处,朝向正北;四分量辐射仪安装高度为1.5m,朝向正南;两个红外温度计安装高度为1.5m,朝向正南,探头朝向是垂直向下;土壤温度探头埋设在地表0cm和地下2cm、4cm、10cm、20cm、40cm、80cm、120cm、160cm处;土壤水分探头埋设在2cm、4cm、10cm、20cm、40cm、80cm、120cm、160cm处;平均土壤温度探头埋设在2cm和4cm;土壤热流板(3块)依次埋设在地下6cm处;两个光合有效辐射仪分别架设在冠层上方1.5m(探头垂直向上和向下方向各一个),朝向正南。 观测项目有:空气温湿度(Ta_1.5m、RH_1.5m)(单位:摄氏度、百分比)、气压(Press)(单位:百帕)、降水量(Rain)(单位:毫米)、风速(WS_10m)(单位:米/秒)、风向(WD_10m)(单位:度)、四分量辐射(DR、UR、DLR_Cor、ULR_Cor、Rn)(单位:瓦/平方米)、地表辐射温度(IRT_1、IRT_2)(单位:摄氏度)、土壤热通量(Gs_1、Gs_2、Gs_3)(单位:瓦/平方米)、土壤温度(Ts_0cm、Ts_2cm、Ts_4cm、Ts_10cm、Ts_20cm、Ts_40cm、Ts_80cm、Ts_120cm、Ts_160cm)(单位:摄氏度)、土壤水分(Ms_0cm、Ms_2cm、Ms_4cm、Ms_10cm、Ms_20cm、Ms_40cm、Ms_80cm、Ms_120cm、Ms_160cm)(单位:%)、向上与向下光合有效辐射(PAR_U_up、PAR_U_down)(单位:微摩尔/平方米秒)、平均土壤温度(TCAV)(单位:摄氏度)。 观测数据的处理与质量控制:(1)确保每天144个数据(每10min),若出现数据的缺失,则由-6999标示;2016.1.01-1.29由于采集器问题,很多观测要素出现较多的错误值;(2)剔除有重复记录的时刻;(3)删除了明显超出物理意义或超出仪器量程的数据;(4)数据中以红字标示的部分为有疑问的数据;(5)日期和时间的格式统一,并且日期、时间在同一列。如,时间为:2016-6-10 10:30;(6)命名规则为:AWS+站点名称。 水文气象网或站点信息请参考Liu et al. (2018),观测数据处理请参考Liu et al. (2011)。

2017-12-14

黑河生态水文遥感试验:黑河流域中游大满超级站TerraSAR-X地面同步观测数据集(2012年6月15日)

2012年6月15日在大满加密观测区超级站附近的TerraSAR-X样方进行了卫星过境地面同步观测。TerraSAR-X卫星搭载X波段的合成孔径雷达(SAR),该日过境影像为HH/VV极化,标称分辨率3 m,入射角介于22-24°,过境时间为19:03(北京时间),主要覆盖中游人工绿洲生态水文试验区。本地面同步数据集可为发展和验证主动微波遥感反演土壤水分算法提供基本地面数据集。 样方及采样策略: 选择了超级站东南边的6个自然地块,面积约为100 m×100 m。样方西北角的一个地块为西瓜地,其他为玉米。样方的选择依据是:(1)考虑了不同植被种类,即西瓜和玉米;(2)样方的大小考虑到了可见光像元,100 m见方的大小可以保证至少4个30 m像元落在其中;(3)样方的位置选在超级站附近,交通便利,北面有超级站的观测,东西两侧各有一个WATERNET节点,为今后融入这些观测提供了可能;(4)此外,在样方四周,也有一些明显地物点,能够保证今后对SAR影像的几何纠正比较准确。 考虑到影像的分辨率,同步观测中,以5 m为间隔,采集了21条样线(东西分布),每条线5 m间隔共23个点(南北方向),使用4台Hydraprobe Data Acquisition System (HDAS,参考文献2)同时测量,通过测绳上的刻度和移动样线来控制采样间隔以弥补不能使用手持GPS的不足。 测量内容: 获取了样方上约500个点,每个点2次观测,即对覆膜玉米地,在每个采样点进行2次观测,1次膜内(数据记录中标记为a),1次膜外(数据记录中标记为b);西瓜地虽然也覆膜,但考虑到并非水平铺设,只测量非覆膜位置土壤水分(两次数据记录中标记均为b)。由于HDAS系统采用POGO便携式土壤传感器,观测获得土壤温度、土壤水分(体积含水量)、损耗正切、土壤电导率、土壤复介电实部及虚部。植被小组完成了生物量、LAI、植被含水量、株高、行垄距、叶绿素等的测量。 数据: 本数据集包括土壤水分观测和植被观测两部分,前者保存数据格式为矢量文件,空间位置即为各采样点位置(WGS84+UTM 47N),土壤水分等测量信息记录在属性文件中;植被采样信息记录在EXCEL表格中。

2017-09-15

黑河生态水文遥感试验:黑河流域中游河道温度同步观测数据集(2012年7月3日和4日)

黑河流域河道温度同步观测的目的在于获取TASI飞行期间不同位置河道同步温度,用于支持航空飞行TASI资料反演河道温度的验证和尺度效应分析。 本次试验的观测时间为2012年7月3日和2012年7月4日,选取了黑河流域中游的肃南桥、滨河新区、黑河桥、铁路桥、乌江桥、高崖水文站、板桥、平川桥、伊家庄、刘家桥10个位置的河面温度进行了同步观测,利用两种仪器测量不同位置的河道辐射温度,包括固定自记点温计(北师大2#、北师大3#)和手持式红外温度计(寒旱所H1#、H2#、H3#、H4#,遥感所Y1#、Y2#,北师大B1#、B2#),其中铁路桥和高崖水文站使用的是固定自记点温计,自动每6秒记录一次温度,其它8个点的河流断面温度采用手持式红外温度计人工观测,每隔2米设置一个观测点,每15分钟可以对整个河流断面观测一次,同时记录每个观测点的下垫面特征。每个仪器在使用之前均进行了黑体标定。观测数据以Excel存储。

2017-08-30

黑河生态水文遥感试验:黑河流域中游地物光谱数据集

在2012年中游航空遥感试验开展期间,在飞行时同步开展黑白布的光谱观测,在飞行前后针对中游典型下垫面开展地物波谱的观测,与为CASI、SASI和TASI航空飞行资料预处理提供基础数据集。 观测仪器: 中科院遥感所SVC-HR1024地物光谱仪(350-2500nm)和中科院对地观测中心ASD Field Spec 3地物光谱仪(350-2500nm),参考板。 测量方式: 测量地物前先垂直测量参考板辐射亮度,再垂直测量地物辐射亮度,测完地物后需再次测量参考板辐亮度。 数据内容: 本数据集包括光谱仪导出的原始光谱数据,SVC光谱仪记录数据 *.sig(可用SVC-HR1024配套软件打开,也可用记事本直接打开),ASD光谱仪记录数据*.asd。还包括观测位置信息,记录表格等。 观测时间: 2012-6-15,SVC光谱仪观测EC矩阵内各种典型地物 2012-6-16,SVC光谱仪观测湿地站 2012-6-29,ASD光谱仪观测超级站和戈壁站,各种植被类型和裸土等 2012-6-29,ASD光谱仪与CASI飞行同步观测黑白布 2012-6-30,ASD光谱仪观测中游样带荒漠植被和裸土 2012-7-05,ASD光谱仪与CASI飞行同步观测黑白布 2012-7-07,ASD光谱仪在大满超级站开展玉米光谱日变化观测 2012-7-08,ASD光谱仪与CASI飞行同步观测黑白布 2012-7-08,ASD光谱仪在大满超级站开展玉米光谱日变化观测 2012-7-09,ASD光谱仪在大满超级站开展玉米光谱日变化观测 2012-7-10,ASD光谱仪在大满超级站开展玉米光谱日变化观测 2012-7-11,ASD光谱仪在大满超级站开展玉米光谱日变化观测

2017-08-30

黑河生态水文遥感试验:黑河流域中游冻融实验观测数据集(2013年11月24日至25日)

本数据集包括甘肃省张掖市民乐县荒漠2013年11月24日-25日车载微波辐射计观测亮温、同步测量的土壤质地,粗糙度和地表温度连续观测数据集。地表温湿度包括温度传感器在土壤深度1cm、5cm,10cm,20cm四层和湿度传感器在土壤深度0-5cm处,观测的土壤温度,土壤水分数据。土壤温湿度的常规观测的时间频率为5分钟。 数据细节: 1. 时间:2013年11月24日-25日 2. 数据: 亮温: 使用车载多频被动微波辐射计观测,包括6.925、18.7和36.5GHz V极化和H极化数据(10.65GHz 波段损坏,18.7GHz H极化损坏) 土壤温度:使用安装在dt80上的传感器测量1cm,5cm,10cm,20cm土壤温度 土壤湿度:使用H-probe传感器测量0-5cm土壤湿度,该探头可以同时测量0-5cm土壤温度 土壤质地:取土样在北京师范大学测量 土壤粗糙度:使用东北地理所提供的粗糙度仪测量 3. 数据大小:2.3M 4. 数据格式:.xls

2017-08-29

黑河生态水文遥感试验:黑河流域中上游差分GPS定位测量数据集

差分GPS定位测量目的是通过与国家高等级控制点坐标联测,使多个测区统一到相同坐标系下并实现精确绝对定位,在2000国家大地坐标系下,完成黑河中游通量观测矩阵、葫芦沟小流域、天姥池小流域和大野口流域观测系统和靶标的精确定位。为实现航空、航天光学影像和SAR影像及机载LiDAR数据的几何纠正和绝对定位,完成地面控制点的布设和高精度测量。其中中游区域,在东、南、西、北、中5个方向各联测1个国家高等级控制点。 测量仪器: 有TRIMBLE R8 GNSS系统3套。 测量原则: 对于控制网加密点,采用与测区外围四个象限的高等级已知点网状联接且均匀分布于测区。对于地面控制点(GCP),采用地面布设靶标与选取独立地物的明显特征点(如房屋角点,道路交点、拐点等)且均匀分布于测区。测量时对于精度要求高的地面点,采用分别测量多次(至少三次)求平均值的原则。 测量方法: 试验区控制网加密,采用GPS静态测量与国家高等级控制网进行联测并解算,测量时多台GPS接收机在不同测站上进行静止同步观测,其观测时间严格按照控制网测量规范。 试验区地面点精确定位,采用GPS-RTK定位技术并利用国家高等级控制点来校正到当地坐标系,坐标采集时等流动站获得固定解再进行测量且单次测量持续观测时间为5S。 测量位置: (1)通量观测矩阵 通量观测矩阵核心区17个站点、LAS塔、WATERNET、SoilNET、BNUNET节点;CASI飞行区域地面控制点;雷达覆盖区域地面角反射器位置;激光雷达飞行区地面靶标位置。 (2)葫芦沟小流域 激光雷达飞行区地面靶标位置。 (3)天姥池小流域 激光雷达飞行区地面靶标位置。 (4)大野口流域 卫星影像几何校正地面控制点。 数据格式: GPS静态测量,原始数据格式为“.DAT”和“.T01”(或“.T02”)文件(或转换的RENIX数据)和“外业记录”。GPS-RTK测量,原始项目为“.job”文件(或转换的“.dc”文件)。 该试验结果以导出“.csv”数据格式提交,该文件可用Excel软件查看与编辑。 测量时间: 2012-6-19至2012-7-30

2017-08-28

黑河生态水文遥感试验:黑河流域中游箱式法土壤呼吸观测数据集(2012)

在2012年中游航空遥感试验开展期间,在中游的不同下垫面进行了“密闭箱-气相色谱法”测量土壤呼吸,选取了农田、果园、湿地、荒漠、戈壁、沙漠6个不同的下垫面进行测量。 观测仪器: 中科院寒区旱区环境与工程研究所同化箱。 测量方式: 同化箱由两部分组成:底座和箱体。底座采用PVC材料制成,下端埋于土壤中。箱体部分是由不锈钢制的立方体,一边开口。测量时将箱体盖在底座上,利用注射器抽取箱内的气体样品,将抽取的气体注射到气体采样袋中,运回实验室分析CO2的浓度,在中科院植物所利用气相色谱法进行测量。根据浓度的变化来计算土壤呼吸速率。每个测量点设3个重复。在盖上箱子密封5分钟后开始采第1次样,然后每间隔10分钟采一次样,总共采4次。 数据内容: 数据内容包含头文件信息和每10天1次的3次重复观测结果及平均数。 观测地点: 戈壁(EC19)、湿地(EC22)、荒漠(EC21)、沙漠(EC20)、果园(EC17)、玉米(EC15) 观测时间: 2012-6-16;2012-6-28;2012-7-9;2012-7-18;2012-7-30;2012-8-11;2012-8-21;2012-9-2;2012-9-13;2012-9-22。

2017-08-28

黑河生态水文遥感试验:黑河流域中游盈科绿洲与花寨子荒漠机载PLMR地面同步观测数据集(2012年7月7日)

2012年7月7日在盈科绿洲与花寨子荒漠PLMR样方进行了机载飞行地面同步观测。PLMR(Polarimetric L-band Multibeam Radiometer)是双极化(H/V)的L波段微波辐射计,中心频率1.413 GHz,带宽24 MHz,分辨率1 km (相对航高3 km),有6个beam同时观测,入射角为±7º,±21.5º,±38.5º,灵敏度<1K。飞行主要覆盖中游人工绿洲生态水文试验区。本地面同步数据集可为发展和验证被动微波遥感反演土壤水分算法提供基本地面数据集。 样方及采样策略: 观测区位于张掖绿洲南缘-安阳滩荒漠过渡带,张(张掖)-大(大满)公路西侧,南北跨龙渠干渠,分为两部分,西南方向为1 km×1 km的荒漠样方,由于荒漠较为均质,在此1 km样方内采集5个点(四周各1点及中心点,实际测量过程中,可在沿路行走过程中多测几个点)的土壤水分,四个角点除对角线方向外,互相间隔600 m,西南角角点为花寨子荒漠站,便于与气象站数据比较。在东北侧,选择了面积1.6 km×1.6 km的大样方针对绿洲下垫面开展同步观测。样方的选择依据主要是考虑地表覆盖代表性、尽量避开民居和大棚、穿越绿洲农田以及南边的部分荒漠、可达性、观测(路途消耗)时间,以期获得与PLMR观测的亮度温度的比较。 考虑到PLMR观测的分辨率,同步观测中,东西方向以160 m为间隔,采集了11条样线(东西分布),每条线80 m间隔共21个点(南北方向),使用4台Hydraprobe Data Acquisition System (HDAS,参考文献2)同时测量。 测量内容: 获取了样方上约230个点,每个点2次观测,即对覆膜玉米地,在每个采样点进行2次观测,1次膜内(数据记录中标记为a),1次膜外(数据记录中标记为b)。由于HDAS系统采用POGO便携式土壤传感器,观测获得土壤温度、土壤水分(体积含水量)、损耗正切、土壤电导率、土壤复介电实部及虚部。植被参数观测选择在一些具有代表性的土壤水分采样点开展,完成了株高和生物量(植被含水量)的测量。 数据: 本数据集包括土壤水分观测和植被观测两部分,前者保存数据格式为矢量文件,空间位置即为各采样点位置(WGS84+UTM 47N),土壤水分等测量信息记录在属性文件中;植被采样信息记录在EXCEL表格中。

2017-08-27

黑河生态水文遥感试验:黑河流域中游土壤呼吸观测数据集

本数据集为利用开路式土壤碳通量测量系统LI-8100(LI-COR,Lincoln,NE,USA)在大满超级站定点测量的土壤呼吸速率。 1) 测量目的 土壤呼吸速率测量的目的在于:利用LI-8100测定土壤呼吸日变化特征,为评估干旱区农田生态系统碳循环和碳平衡提供科学依据与参数。 2) 测量仪器与方式 测量仪器:开路式土壤碳通量测量系统LI-8100(LI-COR,Lincoln,NE,USA)。 测量方式:土壤呼吸室放置在PVC圈(直径10 cm,高度5 cm)上,PVC圈插入土壤1~2 cm,在测定的前1 d安置。采用全自动观测,利用太阳能板进行供电,采用仪器自带数据采集仪,自动记录观测数据。 3) 测量时间 土壤呼吸速率主要在玉米的主要生长季进行持续观测,具体时间为2012年6月19日一9月15日。 4) 数据处理 定期从数据采集仪上拷贝出观测数据(*.81x),通过LI-8100(M) PC Client v2.0.0软件预处理转换为文本格式文件,得到土壤呼吸数据。

2017-08-27