Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)
Архив конференций
Дополнительная информация
Подписка/отписка
на рассылку новостей
Ваш e-mail:

Шестнадцатая Всероссийская Открытая конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)»

Участие в Школе молодых Участие в конкурсе молодых ученых 

XVI.E.355

Картографирование ледяного покрова по данным двухчастотного дождевого радиолокатора на примере Охотского моря

Панфилова М.А. (1), Шиков А.П. (2), Понур К.А. (1), Виноградов И.Д. (2), Рябкова М.С. (1), Караев В.Ю. (1)
(1) ИПФ РАН, Нижний Новгород, Россия
(2) ННГУ им. Лобачевского, Нижний Новгород, Россия
Современные орбитальные радиолокаторы активно используются для оперативного мониторинга поверхности Земли. Одной из задач дистанционного зондирования является мониторинг образования и разрушения ледяного покрова на морской поверхности. Эта информация необходима для обеспечения безопасности судоходства, используется при составлении метеорологических прогнозов и анализе климатических изменений. Карты ледяного покрова составляют, в частности, по оптическим снимкам, однако такой метод является затруднительным при наличии сильной облачности или иных неблагоприятных погодных условий. Применяют данные радиолокаторов с синтезированной апертурой антенны, однако их количество невелико.

В разработанном алгоритме обнаружения ледяного покрова используются данные двухчастотного дождевого радиолокатора, установленного на спутнике Global Precipitation Measurement (GPM). В Ku-диапазоне (длина волны 2,2 см) радиолокатор выполняет измерения при малых углах зондирования (+/- 17 градусов). При высоте орбиты около 400 км ширина полосы обзора составляет примерно 245 км, а размер пятна засветки (пространственное разрешение) – порядка 5 км. В северных регионах повторяемость наблюдения одной и той же территории составляет примерно 1-2 дня. Наличие облачности не влияет серьезно на сечение обратного рассеяния, а данные при наличии осадков исключаются из рассмотрения.

В работах [1, 2] было показано, что зависимости сечения обратного рассеяния от угла падения для водной поверхности и ледяного покрова имеют качественные различия. При обработке на первом этапе анализируется вид зависимости сечения обратного рассеяния от угла падения и определяется тип подстилающей поверхности: вода или лед (в направлении перпендикулярном направлению движения). Точное определение границы между водой и льдом выполняется для каждого угла падения, что соответствует направлению вдоль полосы обзора. Для локализации положения «скачка» сечения обратного рассеяния используется методика, применяемая для обработки изображений [3], и адаптированная для одномерной задачи. При углах зондирования близких к нулевому, величина «скачка» сечения обратного рассеяния сопоставима с уровнем шумов, поэтому положение границы вода-лед в данной области интерполируется. В результате каждому элементу разрешения в полосе обзора присваивается статус: вода или лед.

Сравнение границ ледяного покрова, полученного по данным двухчастотного дождевого радиолокатора, с оптическими изображениями подтвердило эффективность нового алгоритма.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект 17-05-00939-а).

Ключевые слова: Сечение обратного рассеяния, космический дождевой радиолокатор, ледяной покров
Литература:
  1. Frank D. Carsey, Microwave remote sensing of sea ice, American Geophysical Union, 1992.
  2. В. Ю. Караев, М. А . Панфилова, Е. М . Мешков, Г. Н. Б аландина, З. В . Андреева, А. А. Максимов, Использование данных двухчастотного дождевого радиолокатора для мониторинга формирования и разрушения ледяного покрова на озере Байкал в осенне-зимний период 2015/2016 г., Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 1. С. 206–220.
  3. J. Canny, A computational approach to edge detection, IEEE Transactions on pattern analysis and machine intelligence, vol. PAMI-8, November 1986.

Дистанционные исследования поверхности океана и ледяных покровов

309