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. Бордонский
1 , А.А. Гурулев
1 , А.О. Орлов
1 , С.В. Цыренжапов
1 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 текстСписок литературы:
- Бордонский Г.С. Тепловое излучение ледяного покрова пресных водоемов. Новосибирск: Наука, 1990. 104 с.
- Бордонский Г.С., Гурулев А.А. Возможные ошибки при интерпретации данных радиозондирования ледяных покровов // Исследование Земли из космоса. 2007. № 4. С. 3-7.
- 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.
- Бордонский Г.С., Гурулев А.А., Крылов С.Д. «Просветление» льда в микроволновом диапазоне при текучести // ПЖТФ. 2009. Т. 35. № 22. С. 46-54.
- 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.
- Зубарев Д.Н. Второе начало термодинамики // Физическая энциклопедия. М.: Сов. энциклопедия, 1990. Т. 1. С. 359-360.
- Ломухин Ю.Л. Радиояркостная температура и коэффициент обратного рассеяния // Вестник Сиб. гос. аэрокосм. университета. 2013. № 5(51). С. 141-143.
- Мельник Ю.А. Радиолокационные методы исследования Земли. М.: Сов. радио, 1980. 262 с.
- 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.
- Тополов А.А. Донное газообразование в озёрах Забайкалья. Новосибирск: Наука, 1999. 77 с.
- England A.W. Thermal microwave emission from a scattering layer // J. of Geophys. Res. 1975. V. 80. No 32. P. 4484-4496.
- Rees W.G. Remote Sensing of Snow and Ice. Taylor and Francis / CRC Press Inc, 2005. 312 p.
- Sharkov E.A. Passive Microwave Remote Sensing of the Earth: Physical Foundations. Berlin: Springer/PRAXIS, 2003. 613 p.
- 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.
- 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.