Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2025. Т. 22. № 2. С. 154-162
Мониторинг влажности лесопосадок с помощью сигналов навигационных спутников диапазона L1
Д.В. Харламов
1 , Д.С. Макаров
1 , В.Г. Подопригора
2, 3 , М.Ю. Реушев
1, 3 1 Красноярский научный центр СО РАН, Красноярск, Россия
2 Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН, Красноярск, Россия
3 Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия
Одобрена к печати: 04.03.2025
DOI: 10.21046/2070-7401-2025-22-2-154-162
Представлены результаты исследований биометрических параметров лесных массивов (влагосодержание леса и влажность подстилающей поверхности) методом радиопросвечивания радиосигналами от навигационных спутников в диапазоне L1 (λ ≈ 0,19 м). В ходе полевых испытаний были выполнены измерения ослабления навигационных сигналов в лесном массиве в период его вегетативной активности с мая по сентябрь 2024 г. Испытания проводились в районе посёлка Памяти 13 Борцов Емельяновского района Красноярского края при разных погодных условиях (без осадков/осадки). Параллельно измерениям мощности навигационных сигналов, выполнялись замеры влажности древостоя с помощью портативного влагомера. Первичная обработка результатов измерений проводилась с помощью облачного сервиса обработки данных. Результаты испытаний представлены в виде амплитудно-временных зависимостей мощности радиосигналов, принимаемых навигационным приёмником, и их амплитудно-частотных характеристик, полученных путём обработки данных с использованием методики быстрого фурье-преобразования. Для анализа полученных экспериментальных результатов в работе представлена диэлектрическая модель леса с учётом влажности лесного полога. Результаты исследований отражают зависимость поглощения мощности навигационных сигналов от влажности древостоя и могут быть использованы для мониторинга состояния лесных массивов.
Ключевые слова: сигналы навигационных спутников, радиопросвечивание, слоистые среды, лес, диэлектрическая модель
Полный текстСписок литературы:
- Кашкин В. Б., Рублева Т. В., Симонов К. В., Кашкина Л. В., Перетокин С. А., Дергунов А. В., Кабанов А. А., Одинцов Р. В., Мацулев А. Н., Мальканова А. В., Сорокин А. В., Подопригора В. Г., Реушев М. Ю., Макаров Д. С., Харламов Д. В., Пономарев Е. И., Швецов Е. Г., Зуев Д. В., Миронов В. А., Кругляков А. С. Прикладные аспекты исследования геосфер с использованием спутниковых технологий: монография. Красноярск: Сибирский федер. ун-т, 2023. 256 с.
- Малимонов М. И., Макаров Д. С., Харламов Д. В. Облачный сервис первичной обработки, визуализации, фильтрации и сохранения данных с четырехканального приемника-регистратора сигналов навигационных спутников в частотном диапазоне L1. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2022667433. Рег. 20.09.2022.
- Новик С. Н., Завьялов А. С., Тельпуховский Е. Д. Электрофизические и рассеивающие свойства элементов хвойного древостоя // Изв. высш. учеб. заведений. Физика. 2006. Т. 49. № 7. С. 57–65.
- Торговников Г. И. Диэлектрические свойства древесины. М.: Лесная промышленность, 1986. 36 с.
- Chukhlantsev A. A. Microwave emission and scattering from vegetation canopies // J. Electromagnetic Waves and Applications. 1992. V. 6. No. 7. P. 1043–1068. DOI: 10.1163/156939392X00490.
- Chukhlantsev A. A., Shutko A. M., Golovachev S. P. Attenuation of electromagnetic waves by vegetation canopies in the 100–10000 MHz frequency band // J. Radio Electronics. 2003. No. 2. Article 3.
- Matzler C. Microwave (1–100 GHz) dielectric model of leaves // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 1994. V. 32. No. 4. P. 947–949. DOI: 10.1109/36.298024.
- Sellers P., Hall F., Margolis H. et al. The Boreal Ecosystem-Atmosphere Study (BOREAS): An overview and early results from the 1994 field year // Bull. American Meteorological Soc. 1995. V. 76. No. 9. P. 1549–1577. DOI: 10.1175/1520-0477(1995)076<1549:TBESAO>2.0.CO;2.
- Sorokin A. V., Podoprigora V. G., Makarov D. S. et al. Orientation ordering of tree elements in the dielectric permittivity model of a forest stand // Russian Physics J. 2020. V. 63. No. 2. P. 238–243. DOI: 10.1007/s11182-020-02026-2.