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　　中國科學院懷來遙感站（簡稱“懷來遙感站”），2003年10月完成論證、選址和建設方案；2004年12月，完成試驗場基礎設施的建設，共約占地約2萬平方米，位于河北省與北京市交界的懷延盆地中部（115o46′59.569″E；40o20′55.093″W, 海拔高度488.3m)，距北京83km，場址周邊10公里范圍內地表類型豐富，有農田、水域、森林、山地、草場、濕地和灘涂，是中國科學院野外臺站系統(tǒng)知識創(chuàng)新工程的組成部分。至今建成建筑面積約14500平方米；隸屬于中國科學院野外臺站系統(tǒng)遙感試驗與地面觀測網絡（CAS-RSON），依托中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院，是遙感科學國家重點實驗室實驗研究基地和國家高分遙感專項地面真實性檢驗網核心示范站。　　

    懷來遙感站科學研究定位在三個方面：一是新型遙感對地觀測理論和觀測系統(tǒng)試驗基地，二是定量遙感正、反演模型研發(fā)和驗證基地，三是定量遙感數據產品驗證基地。自建站以來，承擔了30余項國家重大專項項目、973項目、863項目、國家科技基礎平臺建設項目、自然基金重點項目以及國家自然基金面上和青年基金項目等遙感項目的觀測試驗研究內容。

    自建站以來，遙感基礎設施不斷得到加強，以無線傳感器網為技術手段，形成了地表和氣象主要參數長時間序列的觀測體系，建立了全波段，多角度、多平臺遙感綜合觀測試驗平臺和基于無人機、高架塔及遙感車不同空間尺度觀測平臺。

1) 遙感機理模型精細觀測實驗區(qū)

    懷來遙感綜合試驗站定量遙感地面精細試驗觀測區(qū)（以下簡稱“觀測區(qū)”）。觀測區(qū)占地約1公頃，可以承擔目標地物反射、輻射和發(fā)射特性觀測及配套參數的精細觀測試驗，可用于遙感模型構建和高分衛(wèi)星定量遙感產品驗證，在農業(yè)、林業(yè)和生態(tài)上等領域的應用具有良好前景目前已達到穩(wěn)定運行狀態(tài)。

    其中，四維軌道塔吊具有良好的通訊、供電和控制能力，可提供安全穩(wěn)定的觀測環(huán)境。定量遙感四維軌道塔吊是在遙感塔的基礎上，采用軌道與塔吊結合方式，實現包括26米升降、32米變幅、84米行走、360度旋轉的四維運行模式。四維軌道塔吊操控控制采用抗干擾和穿透性強的433M低頻段無線通訊模塊，無線通訊在塔頂上的2套PLC系統(tǒng)和操控室主PLC之間進行。操作控制室為全景鋼化玻璃，在操控室內可以通過視頻界面，監(jiān)控塔吊運行環(huán)境。四維軌道塔吊云臺最大載荷重量達250kg，可作為一個通用平臺，搭載各類型地面遙感試驗傳感器，模擬衛(wèi)星和航空平臺運動，用于目標地物輻射/散射特性的傳感器測試及觀測試驗。

    具有地物特性配套參數系統(tǒng)觀測能力，并與遙感觀測傳感器協(xié)同觀測。觀測本區(qū)總面積約1公頃，以塔吊軌道為分界線，分為東西兩個觀測樣區(qū)。東部為農作物樣本區(qū)，南北長約100米，東西寬約40米，可分為多個樣本亞區(qū)，通過水肥供應精準差控制，形成差異化植被生長狀態(tài)。軌道西部從南到北，分別有油松、側柏和山楊三個林地樣本亞區(qū)，可作為落葉闊葉林和常綠針葉林代表，每個類型林地樣本區(qū)覆蓋面積為25米*30米，均勻種植，間距2米。對整個試驗區(qū)的6個觀測亞區(qū)，通過架設自動觀測設備和人工輔助觀測，實現了影響遙感反射、輻射和發(fā)射特性的關鍵參數綜合觀測，這其中主要包括氣象、植被冠層結構和狀態(tài)以及土壤剖面特性的觀測；氣象觀測中，除常規(guī)觀測外，重點關注與遙感有關的大氣上下行輻射。對地物特性配套參數的觀測，本試驗區(qū)依據地表特征的異質性，共布設有5個觀測節(jié)點。

    具有可見光熱紅外塔基遙感觀測數據后期處理能力，形成多角度和多波段數據集。在四維軌道塔吊觀測平臺試驗區(qū)，在考慮盡量減少對觀測區(qū)輻射信號影響的條件下，布設了隨植被生長高度可調節(jié)的升降桿，作為幾何位置標定點，在精細觀測區(qū)內形成幾何定標靶標矩陣，與四位軌道塔吊載荷相結合，實現多角度多波段觀測傳感器所獲取圖像的幾何位置精準校正。

    在通過使用幾何位置對塔基多角度遙感信息準確提取的同時，采用“相機傾斜安裝+往返觀測+直線軌跡+視場切割法”的多角度信息觀測與提取方案，通過相機傾斜安裝將最大觀測天頂角從30度擴展到60度，通過往返觀測可實現前向60度到后向60度的全覆蓋，通過視場切割法可實現不同方位角信息的提取生產完整極坐標圖，并研制了配套的多角度信息提取軟件，以此提高試驗觀測效率和降低數據處理門檻。

2)像元尺度觀測區(qū)

    在1.5*1.5Km范圍內，包括有25套土壤水分傳感器、2個氣象自動觀測站、2套渦動相關儀、2臺蒸滲儀、2套大孔徑閃爍儀以及1臺波文比-能量平衡裝置，以及地表輻射、反照率和植被葉面積指數的多點聯(lián)網觀測設備，實現了地表水熱通量 “點”與“面”相結合的觀測能力，能夠開展時間序列像元尺度地表水熱通量參數觀測支撐地表水循環(huán)和能量平衡研究，并為相關遙感數據產品的地表真實性檢驗數據。

    40米氣象塔（115o47’32.4”E, 40o21’26.8”N）安裝有：7層的風、溫、濕梯度（3、5、10、15、20、30、40 m）和地表輻射溫度（2個，8 m高），其中風向位于10m高處。土壤溫濕梯度位于鐵塔南側3m 處，埋設深度分別為地下2、4、10、20、40、80、120、160cm。土壤平均溫度探頭（TCAV）埋設在地下2、4 cm。土壤熱流板放置在地下6 cm。四分量輻射傳感器、光合有效輻射、雨量計架設在鐵塔南側6-7 m處，其中渦動相關儀/地表輻射溫度架高3.5m，四分量輻射/光合有效輻射架高4m，雨量計架高2.8m。主要儀器如下圖所示。

懷來站40m氣象塔

表 40米氣象塔的儀器配置

    10米氣象塔（115o47’16.6”E, 40o20’56.8”N）安裝有：風速風向（10 m），空氣溫濕度（5 m），四分量輻射和地表輻射溫度（5m），雨量、土壤溫濕梯度位于塔的南側2m 處，埋設深度分別為地下0、2、4、10、20、40、80、120、160cm（0cm無土壤水分觀測），土壤平均溫度探頭（TCAV）埋設在地下2、4 cm。土壤熱流板放置在地下6 cm。

懷來站10m氣象塔

表 10米氣象塔的儀器配置

    在懷來站10m氣象塔處安裝了兩套蒸滲儀，表面面積為1m2，高1.4m，兩套蒸滲儀共用一個維護井，蒸滲儀內部安有土壤溫濕度、土壤水勢傳感器，另在維護井南側（右側）的大田中埋設了土壤溫濕度、土壤水勢觀測系統(tǒng)，用以與蒸滲儀內部相同深度傳感器做比對。其中土壤溫度傳感器埋設深度為5、50、100cm，土壤水分傳感器埋設深度為5、10、30、50、100cm，土壤水勢為30、140cm，這里的張力計可以同時測量30、140cm的土壤溫度。土壤熱流板在兩個蒸滲儀中各埋有一塊，埋設深度為10cm。其中蒸滲儀的內外傳感器類型及深度見表2；圖8為兩臺蒸滲儀的全景圖；圖9為蒸滲儀的維護井內部照片。

蒸滲儀

表 蒸滲儀內外傳感器類型及深度

注： √表示有該類型傳感器 √表示該土壤溫度由土壤水分勢儀器測量

   在40米和10米氣象塔旁各有一套渦動相關儀（朝北），40m塔渦動相關儀架設高度為3.5m，10m塔渦動相關儀架設高度為5m，主要用于監(jiān)測試驗區(qū)旱地與水澆地下墊面農作物的蒸散量。

   2011年11月3日至11月6日在懷來站安裝了一套自制的大尺度水熱通量觀測系統(tǒng)，2012年9月19日增加了一套德國大孔徑閃爍儀的觀測（BLS450），與已有的自制大尺度水熱通量觀測系統(tǒng)配套，可保證觀測數據的連續(xù)性。大孔徑閃爍儀為東北、西南放置，發(fā)射端在東北方向（115o48’08.159”E，40o21’34.519”N），接收端在西南方向（115o46’56.871”E，40o21’07.777”N），光徑路線的長度為1870m，與正北方夾角約63度，架高（有效高度）14m。如下圖所示。

大孔徑閃爍儀發(fā)射端與接收端

3)室內分析測定

    懷來遙感站面向遙感領域，建立起了物理結構參數分析室、化學參數測定室、遙感設備調試室和室內模擬實驗室。

化學參數測定室             遙感設備調試室

平臺成員 

	實驗室主任：肖青，研究員。 Email:xiaoq@aircascas.ac.cn 辦公地點：奧運園區(qū)c座327室
	實驗室成員：柏軍華，運行主管 Email:baijh@aircascas.ac.cn 辦公地點：奧運園區(qū)B座316室
	實驗室成員：劉學 Email:liuxu@aircas.ac.cn 辦公地點：奧運園區(qū)C座325室
	實驗室成員：宮寶昌 Email:gongbc@aircas.ac.cn 辦公地點：奧運園區(qū)C座229室
	實驗室成員：楊建 Email: 辦公地點：奧運園區(qū)B座212室

服務項目：　　

收費須知：

成果展示：

歡迎來訪

實驗室位于河北省懷來縣東花園鎮(zhèn)。電話：010-64859760。

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