中国科学院怀来遥感站（简称“怀来遥感站”），2003年10月完成论证、选址和建设方案；2004年12月，完成试验场基础设施的建设，共约占地约2万平方米，位于河北省与北京市交界的怀延盆地中部（115o46′59.569″E；40o20′55.093″W, 海拔高度488.3m)，距北京83km，场址周边10公里范围内地表类型丰富，有农田、水域、森林、山地、草场、湿地和滩涂，是中国科学院野外台站系统知识创新工程的组成部分。至今建成建筑面积约14500平方米；隶属于中国科学院野外台站系统遥感试验与地面观测网络（CAS-RSON），依托中国科学院空天信息创新研究院，是遥感科学国家重点实验室实验研究基地和国家高分遥感专项地面真实性检验网核心示范站。　　

    怀来遥感站科学研究定位在三个方面：一是新型遥感对地观测理论和观测系统试验基地，二是定量遥感正、反演模型研发和验证基地，三是定量遥感数据产品验证基地。自建站以来，承担了30余项国家重大专项项目、973项目、863项目、国家科技基础平台建设项目、自然基金重点项目以及国家自然基金面上和青年基金项目等遥感项目的观测试验研究内容。

    自建站以来，遥感基础设施不断得到加强，以无线传感器网为技术手段，形成了地表和气象主要参数长时间序列的观测体系，建立了全波段，多角度、多平台遥感综合观测试验平台和基于无人机、高架塔及遥感车不同空间尺度观测平台。

1) 遥感机理模型精细观测实验区

    怀来遥感综合试验站定量遥感地面精细试验观测区（以下简称“观测区”）。观测区占地约1公顷，可以承担目标地物反射、辐射和发射特性观测及配套参数的精细观测试验，可用于遥感模型构建和高分卫星定量遥感产品验证，在农业、林业和生态上等领域的应用具有良好前景目前已达到稳定运行状态。

    其中，四维轨道塔吊具有良好的通讯、供电和控制能力，可提供安全稳定的观测环境。定量遥感四维轨道塔吊是在遥感塔的基础上，采用轨道与塔吊结合方式，实现包括26米升降、32米变幅、84米行走、360度旋转的四维运行模式。四维轨道塔吊操控控制采用抗干扰和穿透性强的433M低频段无线通讯模块，无线通讯在塔顶上的2套PLC系统和操控室主PLC之间进行。操作控制室为全景钢化玻璃，在操控室内可以通过视频界面，监控塔吊运行环境。四维轨道塔吊云台最大载荷重量达250kg，可作为一个通用平台，搭载各类型地面遥感试验传感器，模拟卫星和航空平台运动，用于目标地物辐射/散射特性的传感器测试及观测试验。

    具有地物特性配套参数系统观测能力，并与遥感观测传感器协同观测。观测本区总面积约1公顷，以塔吊轨道为分界线，分为东西两个观测样区。东部为农作物样本区，南北长约100米，东西宽约40米，可分为多个样本亚区，通过水肥供应精准差控制，形成差异化植被生长状态。轨道西部从南到北，分别有油松、侧柏和山杨三个林地样本亚区，可作为落叶阔叶林和常绿针叶林代表，每个类型林地样本区覆盖面积为25米*30米，均匀种植，间距2米。对整个试验区的6个观测亚区，通过架设自动观测设备和人工辅助观测，实现了影响遥感反射、辐射和发射特性的关键参数综合观测，这其中主要包括气象、植被冠层结构和状态以及土壤剖面特性的观测；气象观测中，除常规观测外，重点关注与遥感有关的大气上下行辐射。对地物特性配套参数的观测，本试验区依据地表特征的异质性，共布设有5个观测节点。

    具有可见光热红外塔基遥感观测数据后期处理能力，形成多角度和多波段数据集。在四维轨道塔吊观测平台试验区，在考虑尽量减少对观测区辐射信号影响的条件下，布设了随植被生长高度可调节的升降杆，作为几何位置标定点，在精细观测区内形成几何定标靶标矩阵，与四位轨道塔吊载荷相结合，实现多角度多波段观测传感器所获取图像的几何位置精准校正。

    在通过使用几何位置对塔基多角度遥感信息准确提取的同时，采用“相机倾斜安装+往返观测+直线轨迹+视场切割法”的多角度信息观测与提取方案，通过相机倾斜安装将最大观测天顶角从30度扩展到60度，通过往返观测可实现前向60度到后向60度的全覆盖，通过视场切割法可实现不同方位角信息的提取生产完整极坐标图，并研制了配套的多角度信息提取软件，以此提高试验观测效率和降低数据处理门槛。

2)像元尺度观测区

    在1.5*1.5Km范围内，包括有25套土壤水分传感器、2个气象自动观测站、2套涡动相关仪、2台蒸渗仪、2套大孔径闪烁仪以及1台波文比-能量平衡装置，以及地表辐射、反照率和植被叶面积指数的多点联网观测设备，实现了地表水热通量 “点”与“面”相结合的观测能力，能够开展时间序列像元尺度地表水热通量参数观测支撑地表水循环和能量平衡研究，并为相关遥感数据产品的地表真实性检验数据。

    40米气象塔（115o47’32.4”E, 40o21’26.8”N）安装有：7层的风、温、湿梯度（3、5、10、15、20、30、40 m）和地表辐射温度（2个，8 m高），其中风向位于10m高处。土壤温湿梯度位于铁塔南侧3m 处，埋设深度分别为地下2、4、10、20、40、80、120、160cm。土壤平均温度探头（TCAV）埋设在地下2、4 cm。土壤热流板放置在地下6 cm。四分量辐射传感器、光合有效辐射、雨量计架设在铁塔南侧6-7 m处，其中涡动相关仪/地表辐射温度架高3.5m，四分量辐射/光合有效辐射架高4m，雨量计架高2.8m。主要仪器如下图所示。

怀来站40m气象塔

表 40米气象塔的仪器配置

    10米气象塔（115o47’16.6”E, 40o20’56.8”N）安装有：风速风向（10 m），空气温湿度（5 m），四分量辐射和地表辐射温度（5m），雨量、土壤温湿梯度位于塔的南侧2m 处，埋设深度分别为地下0、2、4、10、20、40、80、120、160cm（0cm无土壤水分观测），土壤平均温度探头（TCAV）埋设在地下2、4 cm。土壤热流板放置在地下6 cm。

怀来站10m气象塔

表 10米气象塔的仪器配置

    在怀来站10m气象塔处安装了两套蒸渗仪，表面面积为1m2，高1.4m，两套蒸渗仪共用一个维护井，蒸渗仪内部安有土壤温湿度、土壤水势传感器，另在维护井南侧（右侧）的大田中埋设了土壤温湿度、土壤水势观测系统，用以与蒸渗仪内部相同深度传感器做比对。其中土壤温度传感器埋设深度为5、50、100cm，土壤水分传感器埋设深度为5、10、30、50、100cm，土壤水势为30、140cm，这里的张力计可以同时测量30、140cm的土壤温度。土壤热流板在两个蒸渗仪中各埋有一块，埋设深度为10cm。其中蒸渗仪的内外传感器类型及深度见表2；图8为两台蒸渗仪的全景图；图9为蒸渗仪的维护井内部照片。

蒸渗仪

表 蒸渗仪内外传感器类型及深度

注： √表示有该类型传感器 √表示该土壤温度由土壤水分势仪器测量

   在40米和10米气象塔旁各有一套涡动相关仪（朝北），40m塔涡动相关仪架设高度为3.5m，10m塔涡动相关仪架设高度为5m，主要用于监测试验区旱地与水浇地下垫面农作物的蒸散量。

   2011年11月3日至11月6日在怀来站安装了一套自制的大尺度水热通量观测系统，2012年9月19日增加了一套德国大孔径闪烁仪的观测（BLS450），与已有的自制大尺度水热通量观测系统配套，可保证观测数据的连续性。大孔径闪烁仪为东北、西南放置，发射端在东北方向（115o48’08.159”E，40o21’34.519”N），接收端在西南方向（115o46’56.871”E，40o21’07.777”N），光径路线的长度为1870m，与正北方夹角约63度，架高（有效高度）14m。如下图所示。

大孔径闪烁仪发射端与接收端

3)室内分析测定

    怀来遥感站面向遥感领域，建立起了物理结构参数分析室、化学参数测定室、遥感设备调试室和室内模拟实验室。

化学参数测定室             遥感设备调试室

平台成员 

	实验室主任：肖青，研究员。 Email:xiaoq@aircascas.ac.cn 办公地点：奥运园区c座327室
	实验室成员：柏军华，运行主管 Email:baijh@aircascas.ac.cn 办公地点：奥运园区B座316室
	实验室成员：刘学 Email:liuxu@aircas.ac.cn 办公地点：奥运园区C座325室
	实验室成员：宫宝昌 Email:gongbc@aircas.ac.cn 办公地点：奥运园区C座229室
	实验室成员：杨建 Email: 办公地点：奥运园区B座212室

服务项目：　　

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成果展示：

欢迎来访

实验室位于河北省怀来县东花园镇。电话：010-64859760。

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