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2007年9月23日预试验期间,在临泽草地和临泽站开展了Landsat TM卫星地面同步观测试验,2007年9月23日成功获得了一景Landsat TM影像。该数据集可为发展和验证Landsat TM地表温度反演提供基本的地面数据集。 观测内容包括: 1. 地表辐射温度:采用寒旱所手持式红外温度计,仪器均经过标定; 2. GPS位置信息(GARMIN GPS 76测量); 3. 大气参数: 测量目标:大气参数 测量地点:大满水管所 观测仪器:遥感所法国CIMEL公司生产CE318太阳分光光度计。 测量内容:CE318太阳分光光度计通过直接太阳辐射测量数据,可以反演出非水汽通道的光学厚度、瑞利散射、气溶胶光学厚度,水汽通道936nm测量数据可以获得大气气柱的水汽含量,水平能见度也可从CE318数据导出。本次测量采用了北京师范大学的CE318,其可提供1020nm、936nm、870nm、670nm和440nm共5个波段的光学厚度,可以利用936nm测量数据反演大气柱水汽含量。数据存储:本数据包括原始数据和处理后的大气数据。原始数据以CE318特有文件格式*.k7存储,可用ASTPWin软件打开,并附带说明文件ReadMe.txt;处理后文件包括利用原始数据反演获得光学厚度、瑞利散射、气溶胶光学厚度、水平能见度和近地表大气温度,以及参与计算的太阳方位角、天顶角、日地距离修正因子和大气柱质量数。 4. 在张掖城西黑河戈壁滩上开展地表温度同步测量,测量仪器主要为热像仪。
2007年12月10日与12月11日在冰沟流域加密观测区开展的针对MODIS地面同步积雪参数观测和针对Terra MISR的地表温度同步观测,目的是为遥感反演验证提供数据集。在BG-A样地进行。 观测内容包括: 1)积雪参数观测,观测变量包括雪表面和雪土界面同步温度、地表温度(手持式红外温度计测量)、雪分层温度(针式温度计测量)、雪深(尺子)和雪粒径(手持式显微镜测量) 2)雪密度观测见预试验期冰沟流域加密观测区雪密度观测数据集 3)雪特性分析仪同步观测数据见预试验期冰沟流域雪特性分析仪(SnowFork)观测数据集。 该数据集包括原始数据和预处理数据,在预处理数据中包含2个文件,一个是MODIS和MISR积雪参数观测,另一个是MISR同步温度记录。
2008年3月11日在冰沟流域开展的雪参数测量,为积雪遥感参数反演提供了基本数据集。观测内容包括:1)分层雪温度(针式温度计),雪粒径观测(手持式显微镜),雪密度观测(铝盒方式测量),雪表面温度(手持式红外温度计)和雪土界面温度(手持式红外温度计)等积雪参数观测。该测量在BG-Z区分3组分别在3个样地进行,每个样地测量4个点,每个点测量4组数据。该数据集包括原始数据和预处理数据2个文件夹,预处理数据包含3个子文件夹,分别为不同样方的积雪特性测量数据,除雪特性外,还包括了各个测量点的剖面照片。
2008年5月25日在临泽站加密观测区荒漠东西样带、荒漠南北样带和五里墩农田样方开展L&K波段机载微波辐射计地面同步观测,共进行了土壤水分,地表辐射温度和多角度反射率观测。 1.土壤水分观测;观测目标:0-5cm表层土壤。观测仪器:环刀(体积50cm^3),ML2X土壤水分速测仪。观测样方和采样次数:荒漠东西样带(包含40个子样方,每个子样方角点环刀各1次采样)、荒漠南北样带(包含9个子样方,每个子样方内环刀3次采样),农田样方中9个小样方中点采样,中心的5号样方加密,4个角点也测量(每个测点环刀1次采样,ML2X土壤水分速测仪1次观测)。预处理数据为土壤体积含水量。数据存储:Excel。 2.地表辐射温度观测;观测仪器:手持式红外温度计(寒旱所5#,寒旱所6#,地理所);仪器均经过定标(请参考手持红外温度计定标数据.xls)。观测样方和观测次数:荒漠东西和南北样带内,在飞机过境时刻每个小样方采样数次; 五里墩农田样方在飞机过境时刻自东向西每间隔15米采样2次。预处理数据根据热红外定标数据(标准源为黑体),将各仪器的实测温度与相应黑体温度进行直线拟合,求得拟合方程,再利用上述拟合的方程,对观测的原始观测数据进行定标处理。数据存储:Excel。 3.BRDF观测;观测仪器:北师大ASD光谱仪,350~2 500 nm;参考板信息6月15日前使用40%参考板,之后改换成20%参考板;多角度观测架包括北京师范大学旧多角度观测架一台、北师大2008年新制多角度观测架一台、遥感所新制多角度观测架一台。观测样方:五里墩农田样方。样本类型:玉米。存储方式: 本数据集包括原始数据和处理后数据,原始数据由二进制文件和记录表构成,二进制文件可由ViewSpecPro软件读取;处理后的反射率和透射率是文本格式。 样方样带的分布和编号信息请参见元数据“黑河综合遥感联合试验:临泽站加密观测区样方样带布置”,样方位置见临泽站加密观测站样方样带坐标.xls。
2008年6月6日至6月29日,在临泽草地加密观测区样方A(芦苇地)、样方B(盐碱地)、样方D(苜蓿地)、样方E(大麦地),使用手持光量子计测量了芦苇、盐碱禾草、苜蓿、孜然、大麦等地物的冠顶入射辐射、冠顶反射辐射、地表入射辐射以及地表反射辐射;并得到不同地表类型的PAR和Fpar日内连续变化,为航空和卫星的地表Fpar反演算法的发展和验证提供数据。 每次观测的时间、地点及地表类型如下: 2008年6月6日 样方E(大麦地) 样方E附近孜然地;2008年6月11日 样方D(苜蓿地) 样方E(大麦地);2008年6月15日 样方D(苜蓿地) 样方E(大麦地);2008年6月16日 样方E(大麦地) 2008年6月20日 样方A(芦苇地) 2008年6月22日 样方B(盐碱地) 2008年6月23日 样方D(苜蓿地)样方E(大麦地)2008年6月24日 样方B(盐碱地) 2008年6月29日 样方A(芦苇地) 样方E(大麦地) 本数据集包括14个光量子计测量数据Excel表格,一原始数据说明Word文档和一数据问题记录txt文档。 样方样带的分布信息请参见元数据“黑河综合遥感联合试验:临泽草地加密观测区样方样带布置”。
2008年3月22日在冰沟流域加密观测区开展的高光谱卫星EO-1 Hyperion地面同步观测,为积雪遥感参数反演提供了基本数据集。 观测内容包括:1)雪表面比辐射率观测(便携式比辐射率测定仪测量),测量位置为冰沟寒区水文气象观测站旁。2)雪特性分析仪观测,参数包括有雪密度、雪复介电常数、雪体积含水量、雪重量含水量等,该测量在BG-A样区进行,测量时间为北京时间(BJT)2008年3月2日11:20-13:53。3)积雪参数观测,该观测分别在BG-A、BG-B、BG-C、BG-D、BG-E、BG-F6个样地进行。测量变量包括卫星分层雪深温度(针式温度计测量),雪粒径(手持式显微镜测量),雪密度(铝盒方式测量),卫星过境时同步的雪表面和雪土界面温度(手持式红外温度计测量)。4)除了卫星同步外,当天还开展了高光谱航空遥感试验,由于高光谱仪器出现问题,没有完成整个航带的飞行。因此只有部分小组在飞机过境时刻测量了地表红外温度(BG-D、BG-E、BG-B、BG-F)。 5)新雪反照率观测(利用便携式反照率表),测量位置在样方A2外的东侧。6)积雪光谱观测(便携式光谱仪:新疆气象局和南京大学提供),有GPS数据记录文件。 该数据集包括原始数据和预处理数据2个文件夹。
2008年6月4日在盈科绿洲与花寨子荒漠加密观测区进行了成像光谱仪OMIS-II飞行同步测量。测量数据包括ASD光谱仪数据、LAI、LI-6400光合仪、FPAR、反照率、辐射温度(条带温度、样方温度)和CE318太阳分光光度计大气参数数据。其中LAI数据为2008-06-06于盈科绿洲玉米地测量数据。 测量内容: (1)ASD光谱仪数据。 利用ASD(Analytical Sepctral Devices)光谱仪测量盈科绿洲玉米地、度假村定标场光谱数据。其中,盈科绿洲玉米地测量仪器为中国科学院遥感应用研究所的光谱仪(350-2500nm),采样方式为冠层垂直观测和条带观测,测量对象为玉米和小麦;度假村定标场光谱测量仪器为北京大学(350-2500nm),采样方式为定点测量,测量对象为定标黑白布、水体、植被和水泥地。 数据包括原始数据与记录数据、处理后的反射率数据。 本数据的原始数据为ASD标准格式,可利用其自带软件ViewSpec打开。处理后的反射率数据以Excel格式保存。 (2)手持式红外温度计测量的辐射温度数据.测量对象为盈科绿洲玉米地、盈科小麦地、花寨子荒漠样地1和度假村旁玉米地(加密样地)。其中,盈科绿洲玉米地、盈科小麦地为行播玉米或者小麦,采样方式为垂直垄和顺垄条带测量。花寨子荒漠样地1采用了对角线条带测量与样方定点测量。样方大小为30m×30m,以7.5m为间隔划分成25个角点。每个角点上测量2次裸土和1次植被。度假村玉米地也采用了样方测量的方式。各个仪器的设定比辐射率为1.00。这天没有测量组分温度。 数据包括原始数据与处理数据,处理数据为经过黑体定标后的温度。原始数据为Word的doc格式。处理后的数据以Excel格式保存。 (3)CE318太阳分光光度计大气参数数据。本数据集为利用法国CIMEL公司生产的太阳分光光度计测量得到的大气参数。测量地点为工行度假村办公室楼顶。CE318太阳分光光度计通过直接太阳辐射测量数据,可以反演出非水汽通道的光学厚度、瑞利散射、气溶胶光学厚度,水汽通道936nm测量数据可以获得大气气柱的水汽含量,水平能见度也可从CE318数据导出。 本次采用了中国科学院遥感应用研究所的CE318,可提供1640nm、1020nm、936nm、870nm、670nm、550nm、440nm、380nm和340nm共9个波段的光学厚度,可以利用936nm测量数据反演大气柱水汽含量。 本数据包括原始数据和处理后的大气数据。原始数据以CE318特有文件格式*.k7存储,可用ASTPWin软件打开,并附带说明文件ReadMe.txt ;处理后文件包括利用原始数据反演获得光学厚度、瑞丽散射、气溶胶光学厚度、水平能见度和近地表大气温度,以及参与计算的太阳方位角、天顶角、日地距离修正因子和大气柱质量数。 处理数据以Excel格式保存。 (4)LI-6400光合仪数据。测量对象为盈科绿洲玉米地内的玉米和小麦。操作过程请参考联合试验操作规范。其数据包括原始数据和处理数据。 原始数据以仪器自定义格式保存,可用记事本等常用软件打开。处理数据以Excel保存。测量参数见数据文件。 (5)热像仪ThermaCAM SC2000测量得到的辐射温度。测量对象为花寨子荒漠样地1植被(红砂)与裸土的辐射温度。测量仪器为北京师范大学提供。仪器获取视场角为24°×18°组分辐射温度数据,并同时拍摄同视场的光学照片。热像仪拍摄高度约为1.2m,仪器设置比辐射率为1.00。 数据包括原始数据与记录、仪器黑体定标数据。原始数据可利用配套处理软件ThermaCAM Researcher 2001,也可将数据在该软件中转换为其他格式,自行编程读取。仪器黑体定标数据以Excel格式存储。 (6)固定自记点温计测量的辐射温度。测量样地为盈科绿洲玉米地、盈科小麦地、太阳分光光度计以及加密样地度假村大麦地和度假村定标场。其中,盈科绿洲玉米地有3台仪器:北京师范大学2台,分别架设于玉米冠层和垄间裸土;中国科学院遥感所1台,架设于玉米冠层。盈科小麦地1台,架设于小麦冠层之上;花寨子荒漠样地1有2台,分别架设于植被(红砂)和荒漠裸土之上;度假村旁大麦地1台,架设于大麦冠层之上;度假村定标场1台,测量水泥地辐射温度。北京师范大学仪器的视场角约为10°,垂直向下观测,采样间隔为1s,仪器设定比辐射率为0.95。中国科学院遥感所仪器采样间隔为0.05s,仪器设定比辐射率为1.0。架设高度见数据文档。 本数据包括原始数据与经过黑体定标、比辐射率纠正后的处理数据。均以Excel格式保存。 (7)反照率数据,测量对象为盈科绿洲玉米地内的小麦。测量仪器包含短波表的上表电压值,下表电压值,后经过表的敏感系数转换成反照率数据。下表视场半径R与探头高度H的关系为:R = 10H。本数据以Excel存储。 (8)光合有效辐射比率(FPAR:Fraction of Photosynthetically Active Radiation)数据,测量对象为盈科绿洲玉米地样地内的小麦。测量仪器为SUNSCAN冠层分析仪、数码相机。分上,下三段测量,并同时测量入射和反射PAR。 FPAR=(到达冠层PAR-地表透射PAR-冠层反射PAR+地表反射PAR)/到达冠层PAR APAR=FPAR×到达冠层PAR。本数据以Word格式保存。 (9)LAI等冠层结构参数,为2008-06-06测量数据。测量样地为盈科绿洲玉米地。测量方法为:利用皮尺、卷尺、直尺测量在盈科绿洲玉米地测量玉米和小麦每株各叶片的最大长度和最大宽度。利用室内扫描真实叶面积与最大长度和最小宽度的转换系数,获得叶面积指数。这一天室内系数来自于当天对贴在硬板上叶片真实面积的扫描数据,没有使用激光叶面积仪。本数据以Excel保存。
2008年3月14日在扁都口加密观测区开展了Envisat ASAR地面同步测量,测量内容主要包括地表温度、土壤剖面含水量(0-1cm、1-3cm、3-5cm、5-10cm、10-20cm,部分样方只测量了5cm)、表层土壤冻结深度。 Envisat ASAR数据为AP模式,VV/VH极化组合方式,过境时间约为23:21BJT。 测量时间为2008年3月14日23:30-2008年3月15日1:00,测量样方包括扁都口C1样地、扁都口W2样地和扁都口B2样地;样方类型包括麦茬地、深翻地、油菜茬地。 1)土壤温度采用手持式红外温度计,采用近距离测量模式,分别测量了地表红外辐射温度和土壤表层的物理温度。同时记录了测量点的地表类型。数据文件可以用Microsoft Office软件打开。 2)土壤含水量:取0-1cm、1-3cm、3-5cm、5-10cm、10-20cm土样,放入自封袋,然后用微波炉烘干,计算其土壤重量含水量。 3)土壤冻结深度的测量方法是通过用筷子插入土壤感觉其硬度或者将土壤表层冻结层直接挖出测量冻结层厚度,来判断冻融深度。直尺直接测量,当土壤硬度较大并且有冰晶时,认为土壤冻结;反之,则认为土壤未冻。数据可以用Microsoft Office软件打开。 本数据集包括4个文件夹,分别为:ASAR数据、扁都口C1样地测量数据、扁都口W2样地测量数据、扁都口B2样地测量数据。
2008年5月28日至7月12日期间在临泽草地加密观测区样方A(芦苇地)、临泽草地加密观测区样方D(苜蓿地)、临泽草地加密观测区样方E(大麦地)及临泽草地站院内利用小型蒸渗仪(Lysimeter)进行了蒸散发逐日观测。本数据为航空和卫星的蒸散发反演算法的发展和验证提供数据,为陆面过程/水文模型提供参数。 观测内容为:每日早晚两次称重,通常在上午6:00-8:00,下午18:00-20:00进行观测,并附有天气状况。其中6月5日下午降雨,没有观测;6月8日和9日下午没有观测;6月12日至16日大麦地因浇水没有测量。6月12日和13日下午以及14日上午没有观测;6月16日至7月8日,苜蓿收割,蒸散桶取出没有观测;6月21日至22日芦苇地没有观测;6月24日下午和7月2日上午没有观测;7月9日重新布设苜蓿地和芦苇地的蒸散桶。 本数据集包括蒸散测量记录Word文档和测量说明文档。
2008年5月24日至7月11日在临泽站加密观测区开展土壤水分观测。观测目标:0-5cm表层土壤。观测样方和观测次数:荒漠东西样带(含40个子样方,每个子样方2-3次观测)、荒漠南北样带(含9个子样方,每个子样方2-4次观测)、荒漠微波同步P1至P6样带(各17次观测)、荒漠自东向西第六至第八航线下LY06至LY08样方(各9次观测)、五里墩农田样方(每个样点环刀法1次观测,ML2X土壤水分速测仪 3次观测),样方样带的分布和编号信息请参见元数据“黑河综合遥感联合试验:临泽站加密观测区样方样带布置”,样方位置详见临泽站加密观测区样方样带坐标.xls。 观测仪器:环刀(体积50cm^3);ML2X土壤水分速测仪;五里墩农田样方同时采用两种仪器,其他样方均只用环刀。数据存储:Excel。 测量时间:荒漠东西样带(2008-05-24,2008-05-25,2008-05-28,2008-06-27,2008-07-11);荒漠南北样带(2008-05-24,2008-05-25,2008-05-28,2008-06-27,2008-07-11);五里墩农田样方(2008-05-24,2008-05-25,2008-05-28,2008-06-29,2008-07-11);LY06(2008-06-06,2008-06-15,2008-06-29,2008-07-11);LY07(2008-05-30,2008-06-06,2008-06-10,2008-06-15,2008-06-29,2008-07-11);LY08(2008-05-30,2008-06-06,2008-06-10);P1-6(2008-07-04,2008-07-08)。 预处理数据为土壤体积含水量。
2007年9月19日预试验期间,在临泽站开展了Envisat ASAR卫星地面同步观测试验,2007年9月19日成功获得了一景Envisat ASAR影像。 Envisat ASAR数据为AP模式,VV/VH极化组合方式,过境时间约为11:29BJT。本地面数据可为发展和验证Envisat ASAR遥感反演土壤水分提供基本的地面数据集。 测量内容: 1. 土壤水分。样方分布:临泽芦苇地、张掖农田、张掖戈壁、临泽玉米地、临泽苜蓿地、张掖观象台、临泽湿地。观测方法:环刀法。 2. GPS位置,测量仪器:GARMIN GPS 76。 3. 植被信息。记录信息:株高、植株鲜重、植株干重、取样方式、描述(例如地表类型,均匀程度,干湿程度等)。 4. 大气参数。测量仪器:遥感所的法国CIMEL公司生产CE318太阳分光光度计。测量目标:利用太阳分光光度计测量得到的大气参数。测量地点:大满水管所。测量内容:CE318太阳分光光度计通过直接太阳辐射测量数据,可以反演出非水汽通道的光学厚度、瑞利散射、气溶胶光学厚度,水汽通道936nm测量数据可以获得大气气柱的水汽含量,水平能见度也可从CE318数据导出。本次测量采用了北京师范大学的CE318,其可提供1020nm、936nm、870nm、670nm和440nm共5个波段的光学厚度,可以利用936nm测量数据反演大气柱水汽含量。数据存储:本数据包括原始数据和处理后的大气数据。原始数据以CE318特有文件格式*.k7存储,可用ASTPWin软件打开,并附带说明文件ReadMe.txt ;处理后文件包括利用原始数据反演获得光学厚度、瑞利散射、气溶胶光学厚度、水平能见度和近地表大气温度,以及参与计算的太阳方位角、天顶角、日地距离修正因子和大气柱质量数。 5. 粗糙度观测。粗糙度数据由粗糙度板测量,通过数码照相采集,然后在ArcView软件下,对照片中每根辐条的顶端以及板子的四角做手工数字化采样,获得其图像坐标值,经过几何校正后,计算得到每根辐条的高度,然后按公式计算表面高度标准离差和表面相关长度。其计算公式见《微波遥感》第二卷234-236页。粗糙度数据中首先是样点名称,之后数据正文包括4列(编号、文件名、标准离差、相关长度)。每一个文件名,即txt文件对应一张采样照片,标准离差(cm)与相关长度(cm)即代表了粗糙度。之后是每张照片中101根辐条的长度,属于中间结果,用以检查校正。
2008年6月15日,在临泽草地加密观测区开展了成像光谱仪OMIS-II航空飞行试验。地面同步观测变量主要为地表温度。本数据可为机载-星载遥感数据的地表温度反演和验证提供基本的数据集。 观测内容为:利用手持式红外温度计在临泽草地加密观测区样方A(芦苇地),样方B(盐碱地),样方C(盐碱地)和样方D(苜蓿地)进行地表温度观测。同步样方包括120m×120m样方和30m×30m加密小样方两种。测量时沿东北方向行进中连续测量,行进测量路径见数据表格中示意图。 本数据集包括4个样方的地表温度测量数据Excel表格。 样方样带的分布信息请参见元数据“黑河综合遥感联合试验:临泽草地加密观测区样方样带布置”。
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