Тестирование нового калиброванного метода обработки соосно-поляризационных снимков SAR Radarsat-2 и TerraSAR-X для разделения различных типов морских сликов на примерах экспериментальных и аварийных разливов различных веществ

Предложена методика поляризационной обработки соосно-поляризованных радиолокационных изображений (РЛИ) радиолокаторов с синтезированной апертурой для определения типа поверхностного загрязнения и различения нефтяных пленок от тонких пленок биогенного и Предложена методика поляризационной обработки соосно-поляризованных (ВВ/ГГ) радиолокационных изображений (РЛИ) радиолокаторов с синтезированной апертурой для определения типа поверхностного загрязнения и различения нефтяных пленок от тонких пленок биогенного и прочего происхождения. Метод построен на развитии идеи (Kudryavstev et al., 2013) выделения чисто брэговской (резонансной) и нерезонансных частей принятого сигнала из соосных компонент поляризационных данных и их последующего анализа. В результате примененения полуэмпирической модели рассеяния ЭМ сигнала (Kudryavstev et al., 2003) для каждого снимка проводилась калибровка для удаления эффекта влияния угла зондирования поверхности для каждой из соосных компонент ВВ/ГГ. В результате, выделялись такие параметры как интенсивность обрушений ветровых волн и интенсивность бреговской ряби и их относительное затухание в слике по сравнению с чистой водой. Предполагалось, что для различных по природным и физическим свойствам пленок брегговская рябь и обрушения волн имеют, соответственно, различные времена релаксации. И, таким образом, соотношение подавления интенсивностей брегговской ряби и обрушений волн является уникальным параметром характеризующим тип пленки.

Данная методика была протестирована на четырех РЛИ Radarsat-2 полученных для двух экспериментов с контролируемыми разливами сырой нефти, нефтяной эмульсии и растительного масла в Северном море (Oil Spill Exercise, 2011 и 2012 гг.), и для нефтяных пленок в Каспийском море (Нефтяные камни, 2009 г.). Было продемонстрировано, что метод позволяет уверенно разделять пленки растительного масла, которое использовалось для имитации биогенных пленок, от пленок нефти и нефтесодержащих эмульсий. Показана универсальность результатов методики в диапазоне углов зондирования 30-38 градусов и диапазоне скоростей ветра 2-10 м/с.

Аналогичные стабильные результаты были получены для четырех РЛИ TerraSAR-X полученных для разливов нефти в Мексиканском заливе (2012 г.) и Каспийском море (2014 г.).

Результаты тестирования подтверждают предполагаемую универсальность метода («внутреннюю калибровку») в широком диапазоне углов зондирования и погодных условий, что позволяет значительно повысить как надежность радиолокационной диагностики пятен на поверхности моря, так и обеспечить создание автоматической системы оперативного распознавания типов пятен.

Работа выполнена при поддержке проекта РФФИ № 14-05-93084.