该方向主要研究领域包括动态监测技术、测试分析技术、数据处理技术、数据同化技术、智能计算技术和优化决策技术，建立融合不同来源、不同分辨率的直接和间接观测数据的流域尺度陆面数据同化系统，西江流域生态环境演变预警、海陆交错带环境演变模拟、自然灾害预警与评估、生态环境演变进行模型状态变量估计、模型校正、参数反演、不确定性分析与削减、观测数据的时空插补和模型预测、预报研究提供具有时间一致性、空间一致性和物理一致性的各种地表状态等进行信息获取、数据共享和模型模拟等方面开展关键技术和集成开发研究。