Уравнение переноса и его приложения к дистанционному зондированию растительного покрова

Современные технологии дистанционного зондирования земной поверхности ориентированы на получение биофизических параметров растительного покрова, напрямую используемых в различных приложениях для сельского хозяйства, экологии и метеорологии. Для получения оценок этих параметров с высокой точностью наряду с традиционными (эмпирическими и статистическими) большую популярность приобретают методы, основанные на физических моделях переноса излучения в растительном покрове. В лекции рассказывается о развитии стохастического уравнения переноса и его применения для получения индекса листовой поверхности (LAI) на основе оптических измерений сенсора MODIS на спутниковых платформах Terra и Aqua.
Стохастическое уравнение переноса занимает промежуточное положение между 1-D уравнением для однородной среды и 3-D уравнением для реалистичной среды с неоднородностями. Влияние неоднородности на потоки излучения (и в конечном случае измерений сенсора) учитывается в стохастическом уравнении за счет первого и второго момента корреляции элементов среды. В целом, стохастическое уравнение обеспечивает моделирование излучения, которое а) реалистично как 3-D уравнение, б) компактно для численного решения как 1-D уравнение, в) напрямую подходит для использования в алгоритмах дистанционного зондирования. Стохастическое уравнение переноса было применено при разработке операционного алгоритма оценки LAI на основе измерений сенсора MODIS. На основе анализа измерений MODIS и наземных измерений LAI, модельные данные были оптимизированы для получения максимально возможной точности LAI. На данный момент MODIS LAI продукт генерируется глобально с пространственным разрешением 500 м, а временные ряды данных доступны с 2000 года в виде 4-х или 8-ми дневных композитных изображений.