Архив
Том 21, 2024
Том 20, 2023
Том 19, 2022
Том 18, 2021
Том 17, 2020
Том 16, 2019 г.
Том 15, 2018 г.
Том 14, 2017 г.
Том 13, 2016 г.
Том 12, 2015 г.
Том 11, 2014 г.
Том 10, 2013 г.
Том 9, 2012 г.
Том 8, 2011 г.
Том 7, 2010 г.
Выпуск 6, 2009 г.
Выпуск 5, 2008 г.
Выпуск 4, 2007 г.
Выпуск 3, 2006 г.
Выпуск 2, 2005 г.
Выпуск 1, 2004 г.
Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
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. 2021. Т. 18. № 6. С. 99-108

Разработка радиолокационного комплекса дистанционного обнаружения плёночных загрязнений на поверхности воды

А.В. Ермошкин 1, 2 , И.А. Капустин 1, 2 , Н.А. Богатов 1, 3 , А.А. Мольков 1, 3 , Е.И. Поплавский 1, 3 , Н.С. Русаков 1, 3 , А.Р. Юнисов 3 
1 Институт прикладной физики РАН, Нижний Новгород, Россия
2 Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского , Нижний Новгород, Россия
3 ООО «Радионавигационная компания», Нижний Новгород, Россия
Одобрена к печати: 28.10.2021
DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-6-99-108
В работе представлены первые результаты разработки автоматизированного дистанционного радиолокационного комплекса высокого разрешения для мониторинга акваторий «Экорадар» с целью автоматического обнаружения плёночных загрязнений на взволнованной водной поверхности. В основе комплекса лежит цифровая когерентная радиолокационная станция кругового обзора производства АО «НПФ «Микран», работающая в X-диапазоне на горизонтальной поляризации. Разработан алгоритм автоматического обнаружения плёночных загрязнений на радиолокационных изображениях взволнованной водной поверхности. В основе алгоритма лежат нейроноподобные сети, а большая часть алгоритма реализована с использованием технологии Nvidia CUDA, что позволяет минимизировать время работы. Для апробации алгоритма использовались данные ранее проведённых натурных экспериментов по исследованию кинематики плёночных загрязнений по данным радиолокационных наблюдений в акватории Горьковского вдхр. и прибрежной зоне Чёрного моря. В работе приводятся ограничения и рекомендации применения комплекса «Экорадар» для обнаружения плёночных загрязнений на взволнованной водной поверхности. Дальность обнаружения плёночного загрязнения при высоте установки радиолокатора в 12 м над уровнем воды и благоприятных ветро-волновых условиях достигает 1000 м. Минимальная площадь уверенно обнаруживаемого загрязнения оценивается в 500 м2.
Ключевые слова: радиолокация, плёночные загрязнения, автоматизированный комплекс, экологический мониторинг
Полный текст

Список литературы:

  1. Ермаков С. А., Панченко А. Р., Талипова Т. Г. Подавление высокочастотных ветровых волн искусственно созданными поверхностными плёнками // Изв. АН СССР. Сер. Физика атмосферы и океана. 1985. Т. 21. С. 76–82.
  2. Ермошкин А. В., Капустин И. А., Мольков А. А., Даниличева О. А., Поплавский Е. И., Русаков Н. С. Исследование морфологических особенностей пленочных загрязнений на водной поверхности по данным радиолокационных наблюдений // Науч. проблемы водного транспорта. 2020. Т. 64. С. 49–58. DOI: 10.37890/jwt.vi64.96.
  3. Иванова Н. А. Радиолокационное зондирование поверхностных загрязнений моря из космоса: модельные исследования и некоторые приложения: дис. … канд. физ.-мат. наук. СПб., 2008. 161 с.
  4. Капустин И. А., Ермошкин А. В., Богатов Н. А., Мольков А. А. Об оценке вклада приводного ветра в кинематику сликов на морской поверхности в условиях ограниченных разгонов волнения // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 2. С. 163–172. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-2-163-172.
  5. Капустин И. А., Ермошкин А. В., Мольков А. А. База данных радиолокационных наблюдений кинематики сликов на морской поверхности: свидетельство о гос. регистрации базы данных № 2020620562. Рег. 25.03.2020.
  6. Кориненко А. Е., Малиновский В. В., Кудрявцев В. Н. Радиолокационные контрасты искусственных сликов при скользящих углах зондирования // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 2. С. 185–194. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-2-185-194.
  7. Левич В. Г. Гашение волн поверхностно-активными веществами. I, II // Журн. экспериментальной и теоретической физики. 1940. Т. 10. № 11. С. 1296–1304; 1941. Т. 11. № 2/3. С. 340–345.
  8. Мольков А. А., Капустин И. А., Ермошкин А. В., Ермаков С. А. Дистанционные методы определения толщины плёнок нефти и нефтепродуктов на морской поверхности // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 3. С. 9–27. DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-3-9-27.
  9. Сколник М. И. Справочник по радиолокации: пер. с англ. / под общей ред. К. Н. Трофимова. В 4-х т. Т. 1. М.: Сов. радио, 1976. 456 с.
  10. Трофимов М. С. Использование импульсных береговых и судовых РЛС миллиметрового диапазона волн для обнаружения разливов нефти: дис. … канд. техн. наук. СПб., 2012. 110 с.
  11. Cini R., Lombardini P. P. Damping effect of monolayers on surface wave motion in liquid // J. Colloid and Interface Science. 1978. V. 65(12). P. 387–389. DOI: 10.1016/0021-9797(78)90170-4.
  12. Dorrestein R. General linearized theory of the effect of surface films on water ripples // Proc. Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen. 1951. V. 54(4). P. 260–272.
  13. Ermakov S. A., Sergievskaya I. A., Gushchin L. A. Damping of gravity-capillary waves in the presence of oil slicks according to data from laboratory and numerical experiments // Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 2012. V. 48. P. 565–572. DOI: 10.1134/S000143381204007X.
  14. Valenzuela G. R. Theories for the interaction of electromagnetic and oceanic waves — a review // Boundary-Layer Meteorology. 1978. V. 13. P. 61–85. DOI: 10.1007/BF00913863.