Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 1. С. 185-199
Развитие гидрологической обстановки на реках по данным двухчастотного дождевого радиолокатора: первые результаты
В.Ю. Караев
1 , М.А. Панфилова
1 , Е.М. Мешков
1 , Ю.А. Титченко
1 , Г.Н. Баландина
1 , З.В. Андреева
2 1 Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород, Россия
2 Научно-исследовательский центр космической гидрометеорологии «Планета» Росгидромета, Москва, Россия
Одобрена к печати: 30.11.2016
DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-1-185-199
Мониторинг и прогнозирование наводнений являются ключевыми задачами для обеспечения безопасности жизнедеятельности населения. Современные космические средства существенно расширяют возможности наземной гидрологической сети, т.к. позволяют проводить измерения на больших территориях. Японское космическое агентство в 2014 году вывело на орбиту двухчастотный дождевой радиолокатор и, таким образом, у ученых появился новый радиолокационный инструмент изучения Земли. Разработан комплекс программ для обработки и анализа данных дождевого радиолокатора. Впервые проведена обработка измерений дождевого радиолокатора, которые были выполнены над сушей на территории России. В качестве тестового полигона был выбран Хабаровский край, на участке р. Амур от с. Мариинское до устья реки, и исследовалось проявление весеннего половодья 2015 года на радиолокационном изображении в Ku- и Ka-диапазонах. Источником данных контактных измерений был гидрологический пост в с. Мариинское. Было показано, что на радиолокационном изображении прослеживается временная динамика: переход от снежного покрова к весеннему половодью и его завершению. В данном случае существенных отличий данных в Ku- и Kа-диапазонах не наблюдалось. Осложняющим фактором является то, что рельеф на суше приводит к зависимости удельной эффективной площади рассеяния (УЭПР) от направления сканирования, и это затрудняет сравнение радиолокационных данных, получаемых на разных витках. Разбиение исследуемой области на участки и накопление информации об измерениях УЭПР под разными углами падения и направлениями сканирования на протяжении года позволит сформировать некий «паспорт» участка, учитывающий сезонность, осадки и т.п., и использовать его при обработке новых данных. Это повысит достоверность интерпретации наблюдаемых эффектов и оперативность получения информации.
Ключевые слова: двухчастотный дождевой радиолокатор, удельная эффективная площадь рассеяния, весеннее половодье, мониторинг гидрологической обстановки на реках
Полный текстСписок литературы:
- Караев В.Ю., Панфилова М.А., Титченко Ю.А., Мешков Е.М., Баландина Г.Н., Андреева З.В. Оценка возможностей двухчастотного дождевого радиолокатора для решения задач диагностики ледяного покрова внутренних водоемов // Тринадцатая Всероссийская Открытая конференция «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса», ИКИ РАН, Москва, 16–20 ноября 2015. Тезисы. С. 268.
- Караев В., Панфилова М., Титченко Ю., Мешков Е., Баландина Г., Андреева З., Первые результаты мониторинга формирования и разрушения ледяного покрова в зимний период 2014–2015 гг. на оз. Ильмень по данным двухчастотного дождевого радиолокатора // Исследование Земли из космоса, принята к печати и выйдет в N 1–2, 2017.
- Миронов В.Л., Комаров С.А., Рычкова Н.В., Клещенко В.Н. Изучение диэлектрических свойств влажных почвогрунтов в СВЧ-диапазоне // Исследование Земли из космоса. 1994. № 4. С. 18–24.
- Романов А.Н. Диэлектрические и радиоизлучательные свойства засоленных почв в микроволновом диапазоне». Барнаул: изд. Алтайского университета, 2002. 118 с.
- Рыбальский Н.Г., Омельяненко В.А., Думнов А.Д., Самотесов Е.Д., Муравьева Е.В., Мирошниченко Н.А., Борискин Д.А., Кургачёва О.В., Черногаева Г.М., Пугач С.Л., Черепанский М.М., Демин А.П., Волосухин В.А. Государственный доклад «О состоянии и использовании водных ресурсов Российской Федерации в 2014 году» // М.: НИА-Природа, 2015. 270 с. URL: http://www.mnr.gov.ru/upload/iblock/dad/gosdokl_.pdf.
- Фролов А.В., Яковенко М.Е., Шумаков И.А. Обзор деятельности Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды за 2015 год // М.: ФГБУ ВНИИГМИ-МЦД, 2016. 70 с.
- Brakenridge R., Anderson E. MODIS-based flood detection, mapping and measurement: The potential for operational hydrological applications // In: Transboundary Floods: Reducing Risks through Flood Management / J. Marsalek, G. Stancalie, G. Balint (Eds.). Springer Netherlands: Berlin, Germany, 2006. P. 1–12.
- Brakenridge G.R., Kettner A.J. Dartmouth Flood Observatory. URL: http://floodobservatory.colorado.edu (accessed on 19 November 2014).
- JAXA GPM Data Utilization Handbook, First edition. 2014. Edited by JAXA. P. 92.
- Malinowski R., Groom G., Schwanghart W., Heckrath G. Detection and Delineation of Localized Flooding from WorldView-2 Multispectral Data // Remote Sensing. 2015. V. 7. No. 11. P. 14853–14875.
- Martinis S., Rieke C. Backscatter Analysis Using Multi-Temporal and Multi-Frequency SAR Data in the Context of Flood Mapping at River Saale, Germany // Remote Sensing. 2015. V. 7. No. 6. P. 7732–7752.
- Ticehurst C., Guerschman J.P., Chen Y. The Strengths and Limitations in Using the Daily MODIS Open Water Likelihood Algorithm for Identifying Flood Events // Remote Sensing. 2014. V. 6. No. 12. P. 11791–11809.
- Townsend P.A. Mapping seasonal flooding in forested wetlands using multi-temporal SAR // Photogramm. Eng. Remote Sensing. 2001. V. 67. P. 857–864.
- Ward D.P., Hamilton S.K., Jardine T.D., Petti N.E., Tews E.K., Olley J.M., Bunn S.E. Assessing the seasonal dynamics of inundation, turbidity, and aquatic vegetation in the Australian wet-dry tropics using optical remote sensing // Ecohydrology. 2013. V. 6. P. 312–323.