该项目系统地建立了寒旱区遥感监测和数据同化理论与方法，显著提升了我国寒旱区遥感监测能力与模型—观测集成研究水平。取得的创新成果主要有：（1）在具有鲜明寒区和旱区伴生特点的黑河流域，设计并组织实施了大型航空;卫星遥感和地面同步观测实验，建立了技术先进的多尺度-网络-立体-精细化的综合观测平台，提出了针对复杂异质性地表的多尺度多要素遥感试验的理论和方法，显著提升了流域生态水文观测能力，产出了一批高质量研究成果。试验被国际同行评价为“本世纪最为重要的水文和微气象试验之一”;“世界级的观测”和“中国的综合流域科学”。（2）研建了在国内外有广泛影响的中国冰冻圈信息系统；提出了适合我国寒旱区的雪深;地表冻融;冻土制图的遥感新方法，首次研制出我国寒旱区长时间序列地表参数数据集；获得积雪和地表冻融的长期变化趋势，发现我国积雪深度冬季略微增加但春季显著减少，地表冻结首日推迟且冻结期缩短。被Nature;NCC;PNAS等顶级期刊论文大量使用，支持了第二次和第三次气候变化国家评估报告，并被IPCC第五次评估报告引用。（3）在国内率先开展陆面;水文数据同化理论方法研究，在非线性非高斯滤波;启发式优化算法应用;不确定性估计等方面取得了系统性的原创成果；发展了第一个中国陆域和流域尺度多源遥感数据同化系统，在多源遥感;多变量;多目标数据同化方面处于国际领先地位，引领了我国陆面数据同化研究。