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黑河流域卫星像元尺度地表蒸散发相对真值数据集发布（单站点观测-像元尺度）

近期，北京师范大学刘绍民教授团队研发的单站点观测到卫星像元尺度地表蒸散发相对真值数据集在国家青藏高原科学数据中心发布, 用户可开放获取。

地表蒸散发（Evapotranspiration，ET）是连接陆地能量平衡、水循环以及碳循环等的重要变量，其准确获取对区域乃至全球的气候变化、水资源和生态管理等具有重要意义。遥感技术是监测地表蒸散发的有效手段，目前已经生产和发布了多种蒸散发遥感产品。然而，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，通过尺度扩展方法获取卫星像元尺度地表蒸散发相对真值十分关键。

北京师范大学刘绍民教授团队利用黑河流域地表过程综合观测网站点观测蒸散发数据，结合多源遥感信息，将地面站点观测尺度扩展至卫星像元尺度，获取了黑河流域15个典型下垫面的卫星像元尺度地表蒸散发相对真值数据集。具体获取步骤为：首先对地表水热状况空间异质性进行评价，其次通过直接检验和交叉检验对九种尺度扩展方法（六种数据驱动方法和三种机理驱动方法）进行比较和分析，最终优选一种综合的方法（在均匀下垫面，直接采用涡动相关仪观测值；在中度和高度非均匀下垫面，采用高斯过程回归方法进行尺度扩展）来获得像元尺度相对真值。检验结果表明，像元尺度地表蒸散发相对真值较为可靠，能够满足地表蒸散发遥感产品真实性检验的需求，可有效地解决异质性地表遥感产品真实性检验中观测值与遥感估算值之间空间尺度不匹配问题，为遥感产品的真实性检验、反演算法的改进和产品的校正提供了支撑。

该数据集的空间分辨率为1km，时间分辨率为逐日，时间跨度为2010-2016年。此前在国家青藏高原科学数据中心还发布了“黑河流域卫星像元尺度地表蒸散发相对真值数据集（多站点观测-像元尺度）Version 1.0”和“黑河流域区域尺度地表蒸散发相对真值数据集（2012-2016年）ETMap Version 1.0”，这3个数据集配合使用，可提升地表蒸散发遥感产品真实性检验的科学性和可靠性。

该研究得到了国家自然科学基金重点项目（41531174）和中国科学院A类战略性先导科技专项子课题“祁连山‘山水林田湖草’系统综合监测与评估”（XDA20100101）的联合资助，相关论文发表在 Agricultural and Forest Meteorology、Journal of Geophysical Research: Atmospheres和Remote Sensing期刊上。

图1 黑河流域以及站点分布图（1.阿柔超级站；2.关滩站；3.大沙龙站；4.大满超级站；5.张掖湿地站；6.巴吉滩荒漠站；7.花寨子荒漠站；8.盈科站；9.神沙窝站；10.临泽站；11.四道桥超级站；12.胡杨林站；13.混合林站；14.裸地站；15.荒漠站）

图2 15个典型下垫面卫星像元尺度相对真值展示图（1.阿柔超级站；2.关滩站；3.大沙龙站；4.大满超级站；5.张掖湿地站；6.巴吉滩荒漠站；7.花寨子荒漠站；8.盈科站；9.神沙窝站；10.临泽站；11.四道桥超级站；12.胡杨林站；13.混合林站；14.裸地站；15.荒漠站；色标由红到蓝代表值由小到大，ET单位:mm/d）

论文信息：

Li, X., Liu, S.M., Yang, X.F., Ma, Y.F., He, X.L., Xu, Z.W., Xu, T.R., Song, L.X., Zhang, Y., Hu, X., Ju, Q. (2021). Upscaling evapotranspiration from a single site to the satellite pixel scale. Remote Sensing, 13(20), 4072.

论文链接：https://doi.org/10.3390/rs13204072

Li, X., Liu, S.M., Li, H.X., Ma, Y.F., Wang, J.H., Zhang, Y., Xu, Z.W., Xu, T.R., Song, L.S., Yang, X.F., Lu, Z., Wang, Z.Y., Guo, Z.X. (2018). Intercomparison of six upscaling evapotranspiration methods: From site to the satellite pixel. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 123(13), 6777–6803.

论文链接：https://doi.org/10.1029/2018JD028422

Xu, T.R., Guo, Z.X., Liu, S.M., He, X.L., Meng, Y.F.Y., Xu, Z.W, Xia, Y.L., Xiao, J.F., Zhang, Y., Ma, Y.F., Song, L.S. (2018). Evaluating different machine learning methods for upscaling evapotranspiration from towers to the regional scale. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 123(16), 8674-8690.

论文链接：https://doi.org/10.1029/2018JD028447

Liu, S.M., Xu, Z.W., Song, L.S., Zhao, Q.Y., Ge, Y., Xu, T.R., Ma, Y.F., Zhu, Z.L., Jia, Z.Z., Zhang, F. (2016). Upscaling evapotranspiration measurements from multi-site to the satellite pixel scale over heterogeneous land surfaces. Agricultural and Forest Meteorology, 230, 97-113.

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2016.04.008

数据信息：

刘绍民, 李相, 徐自为. (2022). 黑河流域卫星像元尺度地表蒸散发相对真值数据集（单站点观测-像元尺度）Version 1.0. 国家青藏高原科学数据中心, DOI: 10.11888/Atmos.tpdc.272509. CSTR: 18406.11.Atmos.tpdc.272509.

数据链接：https://data.tpdc.ac.cn/zh-hans/data/64af7bad-7d04-4563-9ed3-114faeb78b82/

刘绍民, 李相, 徐自为. (2019). 黑河流域卫星像元尺度地表蒸散发相对真值数据集（多站点 观测-像元尺度）Version 1.0. 国家青藏高原科学数据中心, DOI: 10.11888/Meteoro.tpdc.270142. CSTR: 18406.11.Meteoro.tpdc.270142.

数据链接：https://data.tpdc.ac.cn/zh-hans/data/0420dfce-2c87-4d11-b42a-1a9f26414368/

刘绍民, 徐同仁. (2019). 黑河流域区域尺度地表蒸散发相对真值数据集（2012-2016年）ETMap Version 1.0. 国家青藏高原科学数据中心, DOI: 10.11888/Meteoro.tpdc.270141. CSTR: 18406.11.Meteoro.tpdc.270141.

数据链接：https://data.tpdc.ac.cn/zh-hans/data/8efbb18d-bc02-4bf6-9f21-345480d6637f/