在2012年中游航空遥感试验开展期间，对黑河中游核心观测区利用航飞CASI数据结合地面调查获得了高分辨率的土地覆盖数据。 分类方法： 基于CASI航空遥感数据，采用分层分类方法对该区域进行分类。树木、草地、裸地+建筑用地类别：综合运用基于像素与基于对象的分类方法。各种农作物类别：对于难以区分的类别，通过结合地面调查点，目视解译得到。 数据内容： 土地覆盖类型，包括玉米、韭菜、白杨、菜花、菜椒，土豆，青笋，果园，西瓜，四季豆，梨园，阴影，非植被和未分类14种地表类型。 观测地点： 黑河中游核心观测区，5*5矩阵。 观测时间： 本次调查时间从2012年6月25日。

2012年7月19日，在黑河中上游的核心观测区域，利用运12飞机，搭载Leica公司ALS70,开展了lidar航空遥感飞行试验。ALS70激光波长为1064纳米，多次回波（1,2,3和末次）。中游地区飞行相对高度1500米（海拔高度2700米)，平均点云密度4点/平方米。通过参数检校、点云自动分类和人工编辑等步骤，最终形成DEM和DSM数据产品。

在2012年中游航空遥感试验开展期间，在EC矩阵核心观测区开展移动式土壤呼吸5天1次的连续观测。 观测仪器： 中科院地球环境所LI8100移动式土壤呼吸测定仪。 测量方式： 使用已购置好的PVC管制作成土壤呼吸环，所制作土壤呼吸环总长10cm，于正式测定前嵌插入土壤，之后至少静置24小时；嵌入土壤4cm，地面保留高度6cm。基准面样点测定时间集中在上午9-12点，每样地设置三个重复样，根据涡动编号进行标记。 数据内容： 数据内容包含头文件信息和每5天1次的3次重复观测结果及平均数。 观测地点： EC矩阵核心试验区内EC01-EC17号站点地块内，每样地设置3个重复样，其中EC15大满超级站在3个重复基础上加密了9个重复样。 观测时间： EC01、EC03、EC05、EC10、EC11、EC12、EC13、EC14、EC17观测时间为2012年6月6日至8月20日每5天1次。 EC02、EC04、EC06、EC07、EC08、EC09、EC16为2012年7月1日至8月20日每5天1次。 观测期间部分观测点刚好灌水，该点当次则不观测。

2012年6月26日在大满加密观测区超级站附近的TerraSAR-X样方进行了卫星过境地面同步观测。TerraSAR-X卫星搭载X波段的合成孔径雷达（SAR），该日过境影像为HH/VV极化，标称分辨率3 m，入射角介于22-24°，过境时间为19:03（北京时间），主要覆盖中游人工绿洲生态水文试验区。本地面同步数据集可为发展和验证主动微波遥感反演土壤水分算法提供基本地面数据集。 样方及采样策略： 选择了超级站东南边的6个自然地块，面积约为100 m×100 m。样方西北角的一个地块为西瓜地，其他为玉米。样方的选择依据是：（1）考虑了不同植被种类，即西瓜和玉米；（2）样方的大小考虑到了可见光像元，100 m见方的大小可以保证至少4个30 m像元落在其中；（3）样方的位置选在超级站附近，交通便利，北面有超级站的观测，东西两侧各有一个WATERNET节点，为今后融入这些观测提供了可能；（4）此外，在样方四周，也有一些明显地物点，能够保证今后对SAR影像的几何纠正比较准确。 考虑到影像的分辨率，同步观测中，以5 m为间隔，采集了21条样线（东西分布），每条线5 m间隔共21个点（南北方向），使用3台Hydraprobe Data Acquisition System （HDAS，参考文献2）同时测量，通过测绳上的刻度和移动样线来控制采样间隔以弥补不能使用手持GPS的不足。 测量内容： 获取了样方上约440个点，每个点2次观测，即对覆膜玉米地，在每个采样点进行2次观测，1次膜内（数据记录中标记为a），1次膜外（数据记录中标记为b）；西瓜地虽然也覆膜，但考虑到并非水平铺设，只测量非覆膜位置土壤水分（两次数据记录中标记均为b）。由于HDAS系统采用POGO便携式土壤传感器，观测获得土壤温度、土壤水分（体积含水量）、损耗正切、土壤电导率、土壤复介电实部及虚部。因该区域植被开展了例行的5天一次采样观测，因此当日未开展专门的植被同步采样。 数据： 本数据集保存数据格式为矢量文件，空间位置即为各采样点位置（WGS84+UTM 47N），土壤水分等测量信息记录在属性文件中。

本数据包含HiWATER中游试验前本底参考影像和试验中期参考影像。 试验前本底参考影像由天下图利用无人机携带的CCD相机拍摄，成像时间为2011年11月8日，并完成了镶嵌生成数字镶嵌图。主要用于中游通量观测矩阵核心试验区观测系统布设方案设计。 数据原始分辨率为0.3m，镶嵌后的影像为0.5m。 试验中期参考影像由航空飞行提供CASI数据制作，成像时间为2012年6月29日。该数据主要支持中游通量观测矩阵核心试验区其他数据分析和中游种植结构分类。 数据原始分辨率为0.3m，镶嵌后的影像为0.5m。 数据格式： GeoTIFF 地图投影： 2000国家大地坐标系

2012年7月10日，在黑河中游的30*30公里核心观测区域，利用运12飞机，搭载TASI传感器开展了热红外高光谱航空遥感数据飞行试验。TASI传感器波长范围为8-11.5um，空间分辨率为3米。航空测量获取的数据，利用同步测量的坐标数据和大气数据，经过几何和大气校正，得到大气校正后的地表辐亮度，并进行温度发射率分离，得到地表温度数据。

2012年8月19日，在黑河中上游的核心观测区域，利用运12飞机，搭载Leica公司生产的ALS70,开展了lidar航空遥感飞行试验。ALS70激光波长为1064纳米，多次回波（1,2,3和末次）。小沙漠地区飞行绝对航高2900米，平均点云密度4点/平方米。通过参数检校、点云自动分类和人工编辑等步骤，最终形成DSM和DEM数据产品。

2012年8月2日在盈科绿洲与花寨子荒漠PLMR样方进行了机载飞行地面同步观测。PLMR（Polarimetric L-band Multibeam Radiometer）是双极化（H/V）的L波段微波辐射计，中心频率1.413 GHz，带宽24 MHz，分辨率1 km （相对航高3 km），有6个beam同时观测，入射角为±7º，±21.5º，±38.5º，灵敏度<1K。飞行主要覆盖中游人工绿洲生态水文试验区。本地面同步数据集可为发展和验证被动微波遥感反演土壤水分算法提供基本地面数据集。 样方及采样策略： 观测区位于张掖绿洲南缘-安阳滩荒漠过渡带，张（张掖）-大（大满）公路西侧，南北跨龙渠干渠，分为两部分，西南方向为1 km×1 km的荒漠样方，由于荒漠较为均质，在此1 km样方内采集5个点（四周各1点及中心点，实际测量过程中，可在沿路行走过程中多测几个点）的土壤水分，四个角点除对角线方向外，互相间隔600 m，西南角角点为花寨子荒漠站，便于与气象站数据比较。在东北侧，选择了面积1.6 km×1.6 km的大样方针对绿洲下垫面开展同步观测。样方的选择依据主要是考虑地表覆盖代表性、尽量避开民居和大棚、穿越绿洲农田以及南边的部分荒漠、可达性、观测（路途消耗）时间，以期获得与PLMR观测的亮度温度的比较。 考虑到PLMR观测的分辨率，同步观测中，东西方向以160 m为间隔，采集了11条样线（东西分布），每条线80 m间隔共21个点（南北方向），使用4台Hydraprobe Data Acquisition System （HDAS，参考文献2）同时测量。 测量内容： 获取了样方上约230个点，每个点2次观测，即对覆膜玉米地，在每个采样点进行2次观测，1次膜内（数据记录中标记为a），1次膜外（数据记录中标记为b）。由于HDAS系统采用POGO便携式土壤传感器，观测获得土壤温度、土壤水分（体积含水量）、损耗正切、土壤电导率、土壤复介电实部及虚部。当日未开展植被同步采样。 数据： 本数据集包括土壤水分观测和植被观测两部分，前者保存数据格式为矢量文件，空间位置即为各采样点位置（WGS84+UTM 47N），土壤水分等测量信息记录在属性文件中。

太阳光度计的架设目的在于获取大气气溶胶、水汽、臭氧等成分的特性，支持卫星和航空遥感数据的大气校正。本数据集由两部分组成：常规观测数据和飞行同步观测数据。常规观测仪器的架设位置包括五星村五星嘉苑7#楼顶（6月1日至6月24日）、五星村超级站向南70m左右的沟渠（6月25日以后）。测量采用CE318-NE型太阳分光光度计，可提 供1640nm、1020nm、936nm、870nm、670nm、500nm、440nm、380nm和340nm共9个波段观测的大气光学厚度，以及 936nm测量数据反演大气柱水汽含量。本数据集提供的常规观测数据包括2012年6月1日至9月20日的太阳分光光度计原始数据和预处理后的数据，数据采样的时间间隔为1分钟。飞行同步观测架设的位置包括高崖水文站（7月3日和7月4日）、阿柔超级站（8月1日）站和葫芦沟小流域（8月25日和8月28日），所使用仪器主要是CE318-N型太阳光度计，观测波段包括340nm、380nm、440nm、500nm、670nm、870nm、936nm、1020nm共8个波段。本数据集提供同步观测时间8个波段的大气光学厚度和936nm波段反演的大气柱水汽含量，以及原始观测数据，数据采样时间为1分钟。

在2012年中游试验期间，利用Vaisala和长丰两种GPS探空仪开展CASI/SASI、TASI、WIDAS等航空飞行前后的探空观测，获取风温湿压等特征大气廓线数据。该数据用于支持航空遥感影像和卫星影像的大气校正工作，同时也可以支持气象分析。 观测地点： 黑河中游五星村、高崖水文站，上游阿柔超级站。 五星村释放点坐标为：38°51′11.9″N，100°21′48.8″E，海拔，1563米。 高崖水文站释放点坐标为：39°8′7.2″N，100°23′59.0″E，海拔，1418米 阿柔超级站释放点坐标为：38°03′17.9″N，100°27′28.1″E，海拔，2991米。 测量仪器： Vaisala无线探空仪RS92-SGP和北京长峰声表面波公司GPS探空仪。 测量时间： 2012年6月29日至8月2日航空飞行同步时观测。详见数据集中的表1. 数据内容： 风、温、湿、压等要素的大气廓线数据，观测频率为2秒钟1次，观测高度10000-30000米。详见数据集中的表1。

黑河流域积雪面积比例数据集提供了2010到2012年无云日积雪面积比例时间序列产品，该数据利用卫星MODIS数据，具有较高时间分辨率（1天）和空间分辨率（500m）。首先利用自动算法N-FINDR选择端元，在自动提取的基础上，利用人工方法选择了积雪、植被、云、土壤、岩石和水6种类型端元，并根据2009年影像建立了光谱数据库；在光谱数据库的基础上利用全约束线性解混方法（FCLS）进行亚像元分解获取初级积雪面积比例产品；最后利用差值去云的算法获取了MODIS逐日积雪面积比例无云产品。经利用高分辨率影像Landsat TM验证，相比已有MODIS积雪面积比例产品 (MOD10A1)，具有更高的精度。能够为流域水文，气象提供更准确的积雪参数输入。 数据说明：0-100积雪面积比例，0非雪； 投影类型：经纬度投影，WGS-84基准面； 空间分辨率：0.005度； 时间分辨率：1天。

本数据集为采用叶绿素仪（SPAD）在张掖市大满水分控制实验场、EC站点、超级站和石桥样地测量的玉米叶片叶绿素数据。 1） 测量目的 叶绿素数据测量的目的在于：获取黑河流域下垫面上作物叶片的叶绿素含量，作为参数应用于植被辐射传输模型，以及其他生物物理参数的反演。 2） 测量仪器与原理 测量仪器：叶绿素仪(SPAD)。 3） 测量地点与内容 a.大满小麦水分控制实验场 分别在2012-5-17、2012-5-23、2012-5-29、2012-6-3、2012-6-9、2012-6-14、2012-6-24、2012-7-5、20127-12测量12个水分处理的小麦叶片叶绿素含量。 b.EC站点 分别在2012-5-14、2012-5-21、2012-5-25、2012-5-31、2012-6-7、2012-6-13、2012-6-23、2012-6-28、2012-7-3、2012-7-13、2012-7-18、2012-7-23、2012-8-3、2012-8-12、2012-8-28测量EC-2、EC-3、EC-5、EC-6、EC-7、EC-8、EC-9、EC-10、EC-11、EC-12、EC-13、EC-14、EC-15、EC-16共14个EC站点，制种玉米叶片叶绿素含量。 c.超级站样地 分别在2012-5-22、2012-5-28、2012-6-5、2012-6-11、2012-6-18、2012-6-25、2012-7-1、2012-7-8、2012-7-15、2012-7-22、2012-7-31、2012-8-9、2012-8-15、2012-8-22、2012-9-3、2012-9-11测量超级站样地，制种玉米叶片叶绿素含量。 d.石桥样地 分别在2012-5-17、2012-5-22、2012-5-28、2012-6-4、2012-6-11、2012-6-17、2012-6-25、2012-7-1、2012-7-8、2012-7-15、2012-7-22、2012-7-30、2012-8-8、2012-8-16、2012-8-27、2012-9-9测量石桥样地，制种玉米叶片叶绿素含量。 4） 数据处理 在实验现场用观测手簿记录观测数据，然后整理成excel表。