Программные средства восстановления полей атмосферных параметров по данным СВЧ спектрорадиометров и СВЧ гиперспектрометров

ВВ презентации представлены результаты разработки специального программного обеспечения, направленного на решение актуальной задачи дистанционного зондирования Земли - восстановления трехмерных полей температурно-влажностных параметров атмосферы. Характерной особенностью работы является ориентация на обеспечение максимально точного восстановления этих параметров в приземных слоях атмосферы, т.е. в нижней тропосфере на высотах до 5 км от поверхности Земли.
Для достижения поставленной цели были проанализированы существующие подходы к решению типовых обратных задач ДЗЗ и выбрано решение, адекватное имеющимся в нашем распоряжении информационным ресурсам, позволяющим промоделировать наблюдаемые со спутников характеристики восходящего радиотеплового излучения системы атмосфера – подстилающая поверхность в СВЧ диапазоне 10-200 ГГц. В презентации представлены накопленные и отобранные для целей моделирования многолетние экспериментальных данные радиозондирования температурно-влажностных профилей атмосферы. Эти же наборы данных были привлечены к решению родственной задачи по восстановлению атмосферных профилей при регистрации нисходящего СВЧ излучения атмосферы. В этом случае были использованы результаты натурных спектрорадиометрических измерений, а данные радиозондирования были использованы только для статистической регуляризации получаемых решений.
В презентации показаны пути программной реализации решения обратной задачи с использованием выборок экспериментальных данных и результатов численного моделирования, включающие
• структурно-функциональную схему реализации задачи восстановления температурно-влажностных профилей
• представление характеристик основных программных модулей разработанного программного комплекса, в том числе
o Модуля формирования обучающих (опорных) выборок экспериментальных данных по температурно-влажностным профилям атмосферы
o Модуля расчета и накопления статистик температурно-влажностных профилей и радиояркостных спектров атмосферы
o Модуля статистической регуляризации
o Модуля обучения
o Модуля визуализации конечного решения и результатов промежуточных расчетов
• представлена организация межмодульного обмена данными, особенности внутреннего представления данных
• показана структура формата выходных данных
Представлены также полученные в процессе тестирования (на модельных и натурных данных) предварительные оценки результатов восстановления температурно-влажностных профилей.
Исследование выполнено при поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 16-07-00956 «Информационная система динамического формирования трехмерных полей атмосферных параметров по данным аэрокосмических СВЧ радиометрических гиперспектрометров высокого разрешения».