地表蒸散发(Evapotranspiration,ET)是地球系统中水循环和能量传输的重要环节,地表蒸散发的准确获取有助于全球气候变化、作物估产、干旱监测等研究,并且对区域乃至全球水资源规划管理具有重要的指导意义。随着遥感技术的发展,遥感估算地表蒸散发已成为获取区域与全球蒸散发的一个有效途径,目前多种中低分辨率地表蒸散发产品已业务化生产和发布,但遥感估算地表蒸散发模型在模型机理、输入数据、参数化方案等方面仍存在许多不确定性,因此,需要通过真实性检验来定量评价遥感估算地表蒸散发产品的精度。但在真实性检验过程中,存在地表蒸散发遥感估算值与站点观测值的空间尺度不匹配问题,因此卫星像元尺度地表蒸散发的相对真值获取是关键。 以黑河流域综合观测网2012年6-9月中游“非均匀下垫面地表蒸散发的多尺度观测试验”中通量观测矩阵的4(村庄)、5(玉米)、6(玉米)、7(玉米)、8(玉米)、11(玉米)、12(玉米)、13(玉米)、14(玉米)、15(玉米)、17(果园)号站和2014-2015年1-12月下游绿洲胡杨林站(胡杨林)、混合林站(柽柳/胡杨)、裸地站(裸地)、农田站(甜瓜)、四道桥站(柽柳)观测数据(自动气象站、涡动相关仪、大孔径闪烁仪等)为基础,以高分辨率遥感数据(地表温度、植被指数、净辐射等)作为辅助数据,分布图见图1,考虑地表异质性对ET尺度扩展的影响,通过直接检验和交叉检验对6种尺度扩展方法(面积权重法、基于Priestley-Taylor公式的尺度扩展方法、不等权重面到面回归克里格方法、人工神经网络、随机森林、深度信念网络)进行比较和分析,最终优选一种综合的方法(在下垫面均匀时,采用面积权重法;在下垫面中度非均匀时,采用不等权重面到面回归克里格方法;下垫面高度非均匀时采用随机森林方法)分别获取中游和下游通量观测矩阵区域MODIS卫星过境瞬时/日的地表蒸散发像元尺度相对真值(空间分辨率为1km),并通过与大孔径闪烁仪观测值(参考值)进行验证分析,结果表明:该数据集整体精度良好,中游卫星像元尺度相对真值瞬时和逐日的平均绝对百分误差(MAPE)分别为2.6%和4.5%,下游卫星像元尺度相对真值瞬时和逐日的MAPE分别为9.7%和12.7%,可以用来验证其它遥感产品。该像元地表蒸散发数据既能解决遥感估算值与站点观测值的空间不匹配问题,又能表征验证过程的不确定性。所有站点信息和尺度扩展方法请参考Li et al. (2018)和 Liu et al. (2016),观测数据处理请参考Liu et al. (2016)。
2019-04-27
本数据集利用LI-6400光合仪,观测了黑河流域中游绿洲区的主要农作物小麦和玉米。观测地点分别位于临泽平川和小满五星村超级站。观测日期从五月中旬开始到九月份。本数据集包括观测期内的小麦和玉米的LI-6400的原始观测数据和预处理后的数据。 1) 测量目的 光合数据测量可以用于植物生理生态特性研究以及生态水文模型的模拟和验证。 2) 测量仪器与原理 测量仪器:LI-6400便携式光合作用测量仪。 测量原理:利用红外气体分析法来测量CO2浓度变化,通过测量样品室和参比室之间CO2的浓度差从而获得叶片的净生产力。 3) 测量时间与地点 小麦观测地点:临泽平川小麦试验场 观测时间:2012-05-17,2012-06-08至6-13日 玉米观测地点:五星村超级站 观测时间:2012-05-19至2012-09-15 4) 数据处理 LI-6400原始文件是文本格式的文件,经过格式转换为excel格式的文件。为保留原始数据,未对数据进行删改。测量时每个时段数据存为一个文件,并以日期+类型+时刻命名,每片叶子重复读数3次;每片叶子添加一个remark。
2017-08-27
本项目利用分布式生态水文模型HEIFLOW(Hydrological-Ecological Integrated watershed-scale FLOW model)对黑河中下游开展了生态水文过程模拟。模型使用了动态土地利用功能,采用了由胡晓利等提供的2000、2007、2011三期土地利用数据。 模拟的时空范围及精度如下: 模拟期:2000-2012年,其中2000年为模型预热期 模拟步长:逐日 模拟的空间范围:黑河中下游,模型面积90589平方公里 模拟的空间精度:地表和地下均采用1km×1km网格,地表共90589个水文响应单元;地下分5层,每层90589个活动网格 HEIFLOW模型模拟结果数据集包含以下变量: (1)降水量(单位:毫米/月) (2)黑河上游主要出山径流量观测值(单位:立方米/秒) (3)蒸散发量(单位:毫米/月) (4)土壤入渗量(单位:毫米/月) (5)地表产流量(单位:毫米/月) (6)浅层地下水水头(单位:米) (7)地下水潜水蒸发量(单位:立方米/月) (8)浅层地下水面上补给量(单位:立方米/月) (9)地下水出露量(单位:立方米/月) (10)河流-地下水交换量(单位:立方米/月) (11)黑河干流四个水文站(高崖、正义峡、哨马营、狼心山)河道流量模拟值(单位:立方米/秒) 上述前两个变量为模型驱动数据,其余均为模型模拟量。所有变量时间范围为2001-2012,时间尺度为月。空间分布式数据精度为1km×1km,数据格式为tif。 上述变量中,如遇负值,表示地下水排泄量(如地下水潜水蒸发量、地下水出露量、地下水补给河道量等)。如需地下水埋深,使用模型地面高程数据减去地下水水头数据即可,部分区域地下水水头可能高于地表,表明该处存在地下水出露。 此外,数据集还提供: 中下游模型建模范围(格式为.shp) 中下游模型地表高程(格式为.tif) 上述数据全部使用WGS_1984_UTM_Zone_47N坐标系。 以HEIFLOW_V1_ ET_2001M01.tif为例,说明数据文件命名规则: HEIFLOW: 模型名称 V1: 数据集版本号1.0 ET: 变量名 2001M01:2000年1月,其中M表示月份
2017-02-02
利用ETWatch模型与系统完成黑河流域2014年1公里分辨率月尺度地表蒸散发数据与中游绿洲30米分辨率月尺度地表蒸散发数据集,该数据集为栅格影像数据,它的时间分辨率是逐月尺度,空间分辨率为1公里尺度(覆盖整个流域)与30米尺度(覆盖中游绿洲区),单位为毫米。数据类型包括月、季、年数据。 数据的投影信息如下: Albers 等积园锥投影, 中央经线:110度, 第一割线:25度, 第二割线:47度, 坐标西偏:4000000 meter。 文件命名规则如下: 1)1公里分辨率遥感数据集 每月累计ET值文件命名:heihe-1km_2014m01_eta.tif 其中heihe表示黑河流域,1km表示分辨率为1公里,2014表示2014年,m01表示1月份,eta表示实际蒸散数据,tif表示数据为tif格式; 每季累计ET值文件命名:heihe-1km_2014s01_eta.tif 其中heihe表示黑河流域,1km表示分辨率为1公里,2014表示2014年,s01表示1-3月,为第一季度,eta表示实际蒸散数据,tif表示数据为tif格式; 每年累计值文件命名: heihe-1km_2014y_eta.tif 其中heihe表示黑河流域,1km表示分辨率为1公里,2014表示2014年,y表示年,eta表示实际蒸散数据,tif表示数据为tif格式。 2)30米分辨率遥感数据集 每月累计ET值文件命名:heihe-midoasis-30m_2014m01_eta.tif 其中heihe表示黑河流域,midoasis表示中游绿洲区,30m表示分辨率为30米,2014表示2014年,m01表示1月份,eta表示实际蒸散数据,tif表示数据为tif格式; 每季累计ET值文件命名:heihe-midoasis-30m_2014s01_eta.tif 其中heihe表示黑河流域,midoasis表示中游绿洲区,30m表示分辨率为30米,2014表示2014年,s01表示1-3月,为第一季度,eta表示实际蒸散数据,tif表示数据为tif格式; 每年累计值文件命名: heihe-midoasis-30m_2014y_eta.tif 其中heihe表示黑河流域,midoasis表示中游绿洲区,30m表示分辨率为30米,2014表示2014年,y表示年,eta表示实际蒸散数据,tif表示数据为tif格式。
2017-02-01
该数据集包含了2015年1月1日至12月31日期间水文气象观测网中热扩散液流计数据,研究区位于黑河下游内蒙古自治区阿拉善盟额济纳旗胡杨林。根据胡杨林的不同高度及胸径,选取样树安装热扩散液流计 (Thermal Dissipation sap flow velocity Probe, TDP),采用国产TDP插针式热扩散植物液流计,型号为TDP30。在混合林站及胡杨站附近分别设置样地TDP1点和TDP2点。样树高度从高到低依次为TDP2(16.4米、18.3米、16.9米)、TDP1(12.5,米、13米、14米),胸径从大到小依次为TDP1(48厘米、41.6厘米、46.6厘米)、TDP2(33.8厘米、38.5厘米、42.3厘米),密度分别为TDP1(0.0158棵/平方米)、TDP2(0.0116棵/平方米),以此代表整个区域进行胡杨蒸腾量的测量。每棵样树安装两组探针,高度为1.3米,方位分别为样树正东和正西方向。 TDP的原始观测数据为探针之间的温度差,采集频率为10s采集一次,平均为10分钟输出。发布的数据为经过计算和处理之后的树干液流数据,包括每10分钟的液流速率V(cm/h)、液流通量Fs(cm3/h)和每天的蒸腾量Q(mm/d)。首先根据探针之间的温度差计算液流速率和液流通量,然后根据观测点的胡杨林面积和树木间距,计算得到林带单位面积的蒸腾量Q。同时对计算之后的速率和通量值进行后处理:(1)剔除明显超出物理意义或超出仪器量程的数据;(2)缺失的数据用-6999标记;(3)因探针故障等原因引起的可疑数据用红色字体标识,并剔除确认有问题的数据。 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Qiao et al. (2015)。
2016-07-22
该数据集包含了2012年6月14日至9月21日的通量观测矩阵中树干液流观测数据。研究区位于甘肃省张掖市盈科灌区内,根据防护林的不同高度及胸径,选取样树安装TDP(Thermal Dissipation sap flow velocity Probe, 热扩散液流计),采用国产TDP插针式热扩散植物茎流计,型号为TDP30。样地依次为TDP-1点,TDP-2点和TDP-3点,分别位于LAS4-S,6号点和8号点附近。样树高度从高到低依次为TDP-2、TDP-1、TDP-3,胸径从大到小依次为TDP-2、TDP-3、TDP-1,以此代表整个区域进行树干液流的测量。探针安装高度为1.3米,安装方位为样树东南、西南和正北方向。 TDP的原始观测数据为探针之间的温度差,采集频率为30秒,平均时间为10分钟。发布的数据为经过计算和处理之后的树干液流数据,包括每10分钟的液流速率(cm/h)、液流通量(cm3/h)和每天的蒸腾量(mm/d)。首先根据探针之间的温度差计算液流速率和液流通量,然后根据观测点的防护林带面积和树木间距,计算得到林带单位面积的蒸腾量Q。同时对计算之后的速率和通量值进行后处理:(1)剔除明显超出物理意义或超出仪器量程的数据;(2)缺失的数据用-6999标记;(3)因探针故障等原因引起的可疑数据用红色字体标识,并剔除确认有问题的数据。 多尺度观测试验或站点信息请参考Liu et al. (2016),观测数据处理请参考Qiao et al.(2015)。
2016-07-14
该数据集包含了通量观测矩阵中15测点(大满超级站)2012年5月27日至9月21日的大气水汽氢氧稳定同位素比值和通量数据集、玉米土壤和茎秆氢氧稳定同位素比值数据集;13测点航空遥感飞行时大气水汽氢氧稳定同位素比值数据集、13和15测点航空遥感飞行时玉米土壤和茎秆氢氧稳定同位素比值数据集。站点位于甘肃省张掖市盈科灌区农田内,下垫面均是玉米。15测点的经纬度是100.3722E,38.8555N, 13测点的经纬度是 100.3785E,38.8607N,海拔1552.75m。15测点采用大气水汽δ18O和δD比值和通量的原位连续观测系统进行连续观测,该系统两个进气口高度为玉米冠层上方0.5m和1.5m,采样频率为0.2Hz,进气口切换时间为2min,数据时间间隔为1hr;玉米土壤和茎秆水样品的采样频率为1~3d。13测点采用大气水汽δ18O和δD比值和通量的移动观测系统进行短期观测;大气水汽、玉米土壤和茎秆水样品的采样频率与航空遥感飞行相匹配。 15测点大气水汽氢氧稳定同位素比值和通量数据集的项目包括:Timestamp(时间,timestamp without time zone),Number(有效数据数量),δD of r1(下进气口δD,‰),δD of r2(上进气口δD,‰),δ18O of r1(下进气口δ18O,‰),δ18O of r2上进气口δ18O(‰),vapor mixing ratio of r1(下进气口水汽混合比,mmol/mol),vapor mixing ratio of r2(上进气口水汽混合比,mmol/mol),δET_D(蒸散δD,‰),δET_18O(蒸散δ18O,‰);15测点玉米土壤和茎秆氢氧稳定同位素比值数据集的项目包括Timestamp(时间,timestamp without time zone),Remark(处理:裸地土壤Ld=1;覆膜土壤Fm=2;父本土壤F=3;茎秆Xylem=4),δD(‰),δ18O(‰)。15测点土壤蒸发和植物蒸腾占蒸散比例的数据集的项目包括Timestamp(时间,timestamp without time zone),E/ET(土壤蒸发占蒸散比例,%),T/ET(植物蒸腾占蒸散比例,%)。植物蒸腾占蒸散的比例变异范围为53.6~99.8%,平均值(±标准偏差)86.7±5.2% 。土壤蒸发占蒸散的比例变异范围为0.2~46.4%,平均值(±标准偏差) 13.3 ±5.2%。 13测点航空遥感飞行时大气水汽氢氧稳定同位素比值数据集的项目包括Timestamp1(开始时间,timestamp without time zone),Timetamp2(结束时间,timestamp without time zone),Height(观测高度,cm),δD(‰),δ18O(‰)。13和15测点航空遥感飞行时玉米土壤和茎秆氢氧稳定同位素比值数据集的项目包括Timestamp(时间,timestamp without time zone),Remark(处理:裸地土壤Ld=1;覆膜土壤Fm=2;茎秆Xylem=4),δD(‰),δ18O(‰),Location(测点:13或15测点);缺失数据标记为-6999。 多尺度观测试验或站点信息请参考Liu et al. (2016),观测数据处理请参考Wen et al.(2016)。
2016-07-14
该数据集包含了2014年1月1日至12月31日期间水文气象观测网下游混合林站和胡杨林站的热扩散液流计的观测数据。研究区位于内蒙古自治区阿拉善盟辖下的额济纳旗胡杨林,根据胡杨林的不同高度及胸径,选取样树安装TDP(Thermal Dissipation sap flow velocity Probe, 热扩散液流计),采用国产TDP插针式热扩散茎流计,型号为TDP30。样地依次为TDP1点和TDP2点,分别位于混合林站及胡杨站附近。样树高度从高到低依次为TDP2、TDP1,胸径从大到小依次为TDP1、TDP2,以此代表整个区域进行树干液流的测量。探针安装高度为1.3米,安装方位为样树正东和正西方向。 TDP的原始观测数据为探针之间的温度差,10s采集一次,输出平均周期为10分钟。发布的数据为经过计算和处理之后的树干液流数据,包括每10分钟的液流速率(cm/h)、液流通量(cm3/h)和日蒸腾量(mm/d)。首先根据探针之间的温度差计算液流速率和液流通量,然后根据观测点的胡杨林面积和树木间距,计算得到林带单位面积的蒸腾量Q。同时对计算之后的速率和通量值进行后处理:(1)剔除明显超出物理意义或超出仪器量程的数据;(2)缺失的数据用-6999标记;其中TDP2在1.1-2.8日由于供电问题数据缺失,2.8-3.13由于第三组探针的问题,该组数据缺失;(3)因探针故障等原因引起的可疑数据用红色字体标识,并剔除确认有问题的数据。 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Qiao et al.(2015)。
2016-07-10
利用红外气体分析仪测量水汽通量的方法,观测了灌木黑果枸杞和小灌木红砂在荒漠典型天气下的植物蒸散量和土壤蒸发量,比较不同生活型荒漠植物耗水量的日变化规律。 该测定系统由LI-8100闭路式土壤碳通量自动测定仪(LI-COR,美国)和北京力高泰科技有限公司设计制作的同化箱组成,LI-8100是美国LI-COR公司生产的用于土壤碳通量测量的仪器,采用红外气体分析仪测量CO2和H2O的浓度。同化箱的长宽高均为50cm。同化箱由LI-8100控制,设置好测量参数后,仪器可以自动运行。
2016-01-18
葫芦沟人工蒸发皿和降水日尺度数据集 1.数据概述: 此数据集是祁连站2013年1月1日—2013年12月31日日尺度人工蒸发皿和降水数据。人工蒸发皿为20cm口径标准人工蒸发皿,降水量为20cm口径标准雨量器。 2.数据内容: (1)蒸发量的测定为每日20:00时用20专用量杯量测;一般是前一日20时以专用量杯量清水20毫米(原量)倒入器内,24小时后即当日20时,再量器内的水量(余量),其减小的量为蒸发量。即:蒸发量=原量—余量。若前一日20时到当日20时之间有降水,则计算式为:蒸发量=原量+降水量—余量。 (2)降水量一般采用2段制进行观测,即每日8时及20时各观测一次,雨季增加观测段次,雨量大时还需加测。日雨量是以每天上午8时作为分界,将本日8时至次日8时的降水量作为本日的降水量。若为降雨,用20专用量杯量测,当降雪时,仅用外筒作为承雪器具,然后用电子天平(沈阳龙腾ES30K-12型号电子天平,最小感量为0.2g)称重测量。 3.时空范围: 地理坐标:经度:99°53′E;纬度:38°16′N;海拔:2981.0m
2015-07-19
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