Журнал

О журнале Новости Редколлегия Информация для авторов и рецензентов Публикационная этика Дискуссия Контакты ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:
отправка и рецензирование статей
Архив
Том 23, 2026
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5
Том 22, 2025
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 21, 2024
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 20, 2023
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 19, 2022
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 18, 2021
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 17, 2020
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 16, 2019 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 15, 2018 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 14, 2017 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 13, 2016 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 12, 2015 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 11, 2014 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 10, 2013 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 9, 2012 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5
Том 8, 2011 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 7, 2010 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Выпуск 6, 2009 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 5, 2008 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 4, 2007 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 3, 2006 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 2, 2005 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 1, 2004 г.
Том 1
Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
Ваш e-mail:
подписаться отписаться
English version
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. 2026. Т. 23. № 5. С. 363-381

Зависимость поляриметрических параметров морского льда от его торосистости по данным радиолокационного спутника ALOS-1

Е.В. Афанасьева 1, 2 , Д.М. Ермаков 2 , Ю.В. Соколова 2 
1 Арктический и антарктический научно-исследовательский институт, Санкт-Петербург, Россия
2 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 31.08.2026
DOI: 10.21046/2070-7401-2026-23-5-363-381
Данные радиолокационных спутников ДЗЗ часто выступают основным источником информации о ледяном покрове Северного Ледовитого океана. Ранее было установлено, что радиолокационная поляриметрия даёт дополнительные возможности для обнаружения и классификации ледовых объектов в пределах радиолокационных изображений. В настоящее время для наблюдений за льдами наиболее широко используется C-диапазон. Вместе с тем известно, что зоны торосистого льда более успешно определяются по данным L-диапазона за счёт большей длины волны зондирования. В работе рассматривается возможность использования L-диапазона для обнаружения торосистых зон, а также количественной оценки торосистости. На примере семи изображений спутника ALOS-1 (англ. Advanced Land Observing Satellite) по району пролива Вилькицкого показано, что удельная эффективная площадь рассеяния льда постепенно возрастает с увеличением количества торосов на единицу площади ледяного покрова. Для анализа механизма радиолокационного отражения, формируемого льдом с различной торосистостью, выполнены поляриметрические декомпозиции методами Клауда – Потье и Фримена – Дурдена. Метод Клауда – Потье в среднем показал преобладание поверхностного рассеяния с низкой энтропией. Метод Фримена – Дурдена продемонстрировал доминирование поверхностного рассеяния на всей площади ледяного покрова с увеличением вклада объёмного рассеяния на торосистых участках. Компонента двукратного отражения всегда принимает самые низкие значения и практически не показывает связи с торосистостью. Продемонстрировано, что отдельные наблюдения могут существенно отличаться от описанного среднего представления за счёт различий свойств льда в Северном Ледовитом океане.
Ключевые слова: морской лёд, торосистость, радиолокационная поляриметрия, радиолокатор с синтезированной апертурой, L-диапазон
Полный текст

Список литературы:

  1. Арикайнен А. И. Судоходство во льдах Арктики. М.: Транспорт, 1990. 248 с.
  2. Астафьев В. Н., Сурков Г. А., Трусков П. А. Торосы и стамухи Охотского моря / под ред. В. В. Панова. СПб: Прогресс-погода, 1997. 197 с.
  3. Афанасьева Е. В., Алексеева Т. А., Соколова Ю. В. и др. Методика составления ледовых карт ААНИИ // Российская Арктика. 2019. № 7. С. 5–20. DOI: 10.24411/2658-4255-2019-10071.
  4. Афанасьева Е. В., Соколова Ю. В., Тихонов В. В., Ермаков Д. М. Проблемы использования данных космической радиолокационной съёмки при решении задачи автоматизации ледового картирования // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2024. Т. 21. № 1. С. 9–27. DOI: 10.21046/2070-7401-2024-21-1-9-27.
  5. Бузуев А. Я. Влияние природных условий на судоходство в замерзающих морях / под ред. П. А. Гордиенко. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 200 с.
  6. Захарова Л. Н., Захаров А. И., Сорочинский М. В. Радиофизические методы исследования характеристик морских льдов методами радарной поляриметрии // Журн. радиоэлектроники. 2017. № 2. 36 с.
  7. Карелин И. Д., Карклин В. П. Припай и заприпайные полыньи арктических морей сибирского шельфа в конце XX – начале XXI века / под ред. Е. У. Миронова. СПб: ААНИИ, 2012. 180 с.
  8. Морской лёд: справ. пособие / под ред. И. Е. Фролова, В. П. Гаврило. СПб: Гидрометеоиздат, 1997. 402 с.
  9. Номенклатура морских льдов, условные обозначения для ледовых карт. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 76 с.
  10. Производство специальных судовых ледовых наблюдений: метод. пособие / под ред. Т. А. Алексеевой. СПб: ААНИИ, 2025. 48 с.
  11. Руководство пользователя данными дистанционного зондирования Земли, получаемыми от космического комплекса «Обзор-Р». М.: ГК «Роскосмос», АО «РКЦ «Прогресс», 2023. 111 с.
  12. Спутниковые методы определения характеристик ледяного покрова морей: практич. пособие / под ред. В. Г. Смирнова. СПб.: ААНИИ, 2011. 240 с.
  13. Тихонов В. В., Раев М. Д., Шарков Е. А. и др. Спутниковая микроволновая радиометрия морского льда полярных регионов. Обзор // Исслед. Земли из космоса. 2016. № 4. С. 65–84. DOI: 10.7868/S0205961416040072.
  14. ALOS User Handbook. Earth Observation Research Center, JAXA, 2007. 146 p.
  15. Christensen E. L., Skou N., Dall J. et al. EMISAR: an absolutely calibrated polarimetric L- and C-band SAR // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 1998. V. 36. No. 6. P. 1852–1865. DOI: 10.1109/36.729356.
  16. Cloude S. R. Polarisation: Applications in remote sensing. N. Y.: Oxford University Press, 2009. 466 p.
  17. Cloude S. R., Pottier E. An entropy based classification scheme for land applications of polarimetric SAR // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 1997. V. 35. No. 1. P. 68–78. DOI: 10.1109/36.551935.
  18. D’Errico M. Evolution of spaceborne SAR missions in Earth orbit // Remote Sensing. 2025. V. 17. No. 22. Article 3773. https://doi.org/10.3390/rs17223773.
  19. Dierking W. Mapping of different sea ice regimes using images from Sentinel-1 and ALOS synthetic aperture radar // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2010. V. 48. No. 3. P. 1045–1058. DOI: 10.1109/TGRS.2009.2031806.
  20. Dierking W., Busche T. Sea ice monitoring by L-band SAR: An assessment based on literature and comparisons of JERS-1 and ERS-1 imagery // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2006. V. 44. No. 4. P. 957–970. DOI: 10.1109/TGRS.2005.861745.
  21. Dierking W., Dall J. Sea-ice deformation state from synthetic aperture radar imagery — Part I: Comparison of C- and L-band and different polarization // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2007. V. 45. No. 11. P. 3610–3622. DOI: 10.1109/TGRS.2007.903711.
  22. Dierking W., Hartmann J., Lüpkes C. SVALEX 2005 and ICESAR 2007 — Two flight campaigns over sea and land ice in the Svalbard region: Sea ice studies // Proc. Envisat Symp. 2007. Noordwijk, Netherlands: European Space Agency, 2007.
  23. Drinkwater M. R., Kwok R., Rignot E., Israelsson H., Onstott R. G., Winebrenner D. P. Potential applications of polarimetry to the classification of sea ice // Microwave Remote Sensing of Sea Ice / ed. Carsey F. D. Geophysical Monograph Ser. V. 68. Washington, DC: American Geophysical Union, 1992. P. 419–430.
  24. Eriksson L., Drinkwater M., Holt B. et al. SIR-C polarimetric radar results from the Weddell Sea, Antarctica // Proc. Intern. Geoscience and Remote Sensing Symp. IGARSS’98. IEEE, 1998. P. 2222–2224. DOI: 10.1109/IGARSS.1998.703793.
  25. Freeman A., Durden S. L. A three-component scattering model for polarimetric SAR data // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 1998. V. 36. No. 3. P. 963–973. DOI: 10.1109/36.673687.
  26. Guzenko R. B., Mironov Ye.U., May R. I. et al. Morphometry and internal structure of large ice ridges and stamukhas in the Kara, Laptev and East Siberian seas // J. Ocean Engineering and Science. 2026. V. 11. P. 1630–1652. DOI: 10.1016/j.joes.2026.03.004.
  27. Hallikainen M., Winebrenner D. P. The physical basis for sea ice remote sensing // Microwave Remote Sensing of Sea Ice / ed. Carsey F. D. Geophysical Monograph Ser. V. 68. Washington, DC: American Geophysical Union, 1992. P. 29–46. DOI: 10.1029/GM068p0029.
  28. Krogager E. Multiband polarimetric SAR in Arctic scenarios // Proc. 2018 Intern. Conf. on Radar (RADAR). IEEE, 2018. 6 p. DOI: 10.1109/RADAR.2018.8557321.
  29. Lee J.-S., Pottier E. Polarimetric radar imaging: from basics to applications. Boca Raton, FL: CRC Press, 2009. 422 p.
  30. Matsuoka T., Uratsuka S., Satake M. et al. CRL/NASDA airborne SAR (Pi-SAR) observations of sea ice in the Sea of Okhotsk // Annals of Glaciology. 2001. V. 33. P. 115–119. DOI: 10.3189/172756401781818734.
  31. Moreira A., Prats-Iraola P., Younis M. et al. A tutorial on synthetic aperture radar // IEEE Geoscience and Remote Sensing Magazine. 2013. V. 1. No. 1. P. 6–43. DOI: 10.1109/MGRS.2013.2248301.
  32. Ngheim S. V., Kwok R., Yueh S. H., Drinkwater M. R. Polarimetric signatures of sea ice. 2: Experimental observations // J. Geophysical Research: Oceans. 1995. V. 100. No. C7. P. 13681–13698. DOI: 10.1029/95JC00938.
  33. Onstott R. G. SAR and scatterometer signatures of sea ice // Microwave Remote Sensing of Sea Ice / ed. Carsey F. D. Geophysical Monograph Ser. V. 68. Washington, DC: American Geophysical Union, 1992. P. 73–104. DOI: 10.1029/GM068p0073.
  34. Reigber A., Jäger M., Krogager E. Polarimetric SAR change detection in multiple frequency bands for environmental monitoring in Arctic regions // Proc. Intern. Geoscience and Remote Sensing Symp. IGARSS’16. IEEE, 2016. P. 5702–5705. DOI: 10.1109/IGARSS.2016.7730489.
  35. Rignot E., Drinkwater M. R. Winter sea-ice mapping from multi-parameter synthetic-aperture radar data // J. Glaciology. 1994. V. 40. No. 134. P. 31–45. DOI: 10.3189/s0022143000003774.
  36. Sandven S., Johannessen O. M., Miles M. W. et al. Barents Sea seasonal ice zone features and processes from ERS-1 synthetic aperture radar: Seasonal Ice Zone Experiment 1992 // J. Geophysical Research: Oceans. 1999. V. 104. No. C7. P. 15843–15857. DOI: 10.1029/1998JC900050.
  37. Scheuchl B., Caves R., Cumming I., Staples G. H/A/α-based classification of sea ice using SAR polarimetry // Proc. 23rd Canadian Symp. on Remote Sensing. Quebec City, Canada, 2001.
  38. Scheuchl B., Cumming I., Hajnsek I. Classification of fully polarimetric single- and dual-frequency SAR data of sea ice using the Wishart statistics // Canadian J. Remote Sensing. 2005. V. 31. No. 1. P. 61–72. DOI: 10.5589/m04-060.
  39. Shokr M., Dabboor M. Polarimetric SAR applications of sea ice: A review // IEEE J. Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. 2023. V. 16. P. 6627–6641. DOI: 10.1109/JSTARS.2023.3295735.
  40. Shokr M., Sinha N. K. Sea ice: Physics and remote sensing. Geophysical Monograph Ser. V. 209. New Jersey: Wiley, 2015. 624 p.
  41. Wakabayashi H., Matsuoka T., Nakamura K., Nishio F. Polarimetric characteristics of sea ice in the Sea of Okhotsk observed by airborne L-band SAR // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2004. V. 42. No. 11. P. 2412–2425. DOI: 10.1109/TGRS.2004.836259.
  42. Wakabayashi H., Mori Y., Nakamura K. Sea ice detection in the Sea of Okhotsk using PALSAR and MODIS data // IEEE J. Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing. 2013. V. 6. No. 3. P. 1516–1523. DOI: 10.1109/JSTARS.2013.2258327.
  43. Winebrenner D. P., Farmer L. D., Joughin I. R. On the response of polarimetric synthetic aperture radar signatures at 24-cm wavelength to sea ice thickness in Arctic leads // Radio Science. 1995. V. 30. No. 2. P. 373–402. DOI: 10.1029/94RS02313.