ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. №2. С. 228-240

Различие картин радарных и радиометрических измерений (на примере ледяного покрова эвтрофированного озера)

Г.С. Бордонский1 , А.А. Гурулев1 , А.О. Орлов1 , С.В. Цыренжапов1 
1 Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН, Чита, Россия
В работе обсуждаются проблемы связи пассивных (радиометрических) микроволновых и активных (радарных) измерений. На примере ледяного покрова пресного эвтрофированного озера показано, что радарные и радиометрические измерения могут выявить в нём различные структуры. Исследование выполнено с использованием результатов спутниковой, самолетной и устанавливаемой на автомобиль аппаратуры при измерениях в сантиметровом диапазоне. Одновременно выполнялось изучение структурных особенностей ледяного покрова, содержащего захваченное органическое вещество (планктон, высшую водную растительность) и газовые включения, минерализации льда и других параметров.
Установлено, что приращения сигналов при радарных и радиометрических измерениях могут дать принципиально различную информацию о структуре ледяного покрова. Основные отличия картин активной и пассивной локации связываются со следующими особенностями: 1 – коэффициент излучения, определяющий значения радиояркостной температуры, более чувствителен к состоянию объекта на границах сред по сравнению с коэффициентом обратного рассеяния; 2 – анизотропия условий зондирования из-за различий фоновой температуры (при радиометрии) и выделенное направление искусственного излучения (при активном зондировании) создает условия различия вариаций сигналов; 3 – неизотермичность реальных сред создает контрасты радиояркости; 4 – определенное различие спектров сигналов в двух способах зондирования приводит к изменению интерференционных особенностей регистрируемых излучений.
Поэтому бытующее иногда мнение о радарных и радиометрических изображениях, как о «негативе» и «позитиве», требует уточнения для определенного класса объектов. Представляется целесообразным развитие микроволновых радиометрических систем с более высоким пространственным разрешением, сопоставимым с SAR.
Ключевые слова: радиоизображение, активная и пассивная радиолокация, ледяной покров, эвтрофированный водоём
Полный текст

Список литературы:

  1. Бордонский Г.С. Тепловое излучение ледяного покрова пресных водоемов. Новосибирск: Наука, 1990. 104 с.
  2. Бордонский Г.С., Гурулев А.А. Возможные ошибки при интерпретации данных радиозондирования ледяных покровов // Исследование Земли из космоса. 2007. № 4. С. 3-7.
  3. Бордонский Г.С., Гурулев А.А. Особенности радиотеплового излучения ледяных покровов водоёмов с различной степенью минерализации // Водные ресурсы. 2008. Т. 35. № 2. С. 210-215.
  4. Бордонский Г.С., Гурулев А.А., Крылов С.Д. «Просветление» льда в микроволновом диапазоне при текучести // ПЖТФ. 2009. Т. 35. № 22. С. 46-54.
  5. Бордонский Г.С., Гурулев А.А., Орлов А.О., Цыренжапов С.В. Изучение механизма образования добавочных электромагнитных волн в ледяных структурах и возможные задачи дистанционного зондирования // Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса. 2013. Т. 10. № 4. С. 289-297.
  6. Зубарев Д.Н. Второе начало термодинамики // Физическая энциклопедия. М.: Сов. энциклопедия, 1990. Т. 1. С. 359-360.
  7. Ломухин Ю.Л. Радиояркостная температура и коэффициент обратного рассеяния // Вестник Сиб. гос. аэрокосм. университета. 2013. № 5(51). С. 141-143.
  8. Мельник Ю.А. Радиолокационные методы исследования Земли. М.: Сов. радио, 1980. 262 с.
  9. Митник Л.М., Митник М.Л., Заболотских Е.В. Спутник Японии GCOM-W1: моделирование, калибровка и первые результаты восстановления параметров океана и атмосферы // Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса. 2013. Т. 10. № 3. С. 135-141.
  10. Тополов А.А. Донное газообразование в озёрах Забайкалья. Новосибирск: Наука, 1999. 77 с.
  11. England A.W. Thermal microwave emission from a scattering layer // J. of Geophys. Res. 1975. V. 80. No 32. P. 4484-4496.
  12. Rees W.G. Remote Sensing of Snow and Ice. Taylor and Francis / CRC Press Inc, 2005. 312 p.
  13. Sharkov E.A. Passive Microwave Remote Sensing of the Earth: Physical Foundations. Berlin: Springer/PRAXIS, 2003. 613 p.
  14. Ulaby F.T., Moore R.K., Fung A.K. Microwave Remote Sensing: Active and Passive. Vol. III. Artech House, Inc., Dedham, Massachusetts, 1986. 1100 p.
  15. Voss S., Heygster G., Ezraty R. Improving sea ice type discrimination by the simultaneous use of SSM/I and scatterometer data // Polar Research. 2003. Vol. 22. Iss. 1. P. 35–42.