В работе представлены результаты анализа кросс-поляризационного (ВГ и ГВ) сигнала радиолокатора спутника Radarsat-2 в районах разливов нефти в Каспийском и Норвежских морях. Использовались снимки Radarsat-2, полученные в полной поляризации сигнала (ВВ/ГГ/ВГ/ГВ, quad-pol mode). Из соосно-поляризованных (ВВ/ГГ) изображений были выделены (согласно Kudryavtsev et al., 2013) брегговская, резонансная, часть, соответствующая рассеянию сигнала капиллярной рябью длиной несколько сантиметров, и нерезонансная часть, соответствующая рассеянию сигнала от обрушений волн. Теоретические расчеты согласно двухмасштабной брегговской модели (Valenzuela, 1968) ожидаемого уровня интенсивности соответствующего кросс-поляризационного сигнала показали, что они не соответствуют практически наблюдаемым величинам, как в для условий чистой воды, так для условий нефтяных пленок. Расчет занижает уровень сигнала на величину около 10дБ.
Сравнение поведения кросс-поляризационного сигнала и нерезонансного сигнала, связанного с обрушениями волн, в условиях их подавления нефтяными пленками показало высокий уровень корреляции их между собой. Это позволяет сделать заключение о наиболее вероятном механизме формирования обратного рассеяния на перекрестной поляризации нерезонансными механизмами рассеяния от обрушений волн.
В данной работе в качестве одного из возможных нерезонансных механизмов обратного рассеяния от обрушений волн рассматривается механизм трехкратного рассеяния от структур типа уголковых отражателей (Voronovich, Zavorotny, 2011). На основании построенной модели трехкратного отражения от уклонов волн были рассчитаны вклады трехкратных отражений в перекрестную поляризацию (ВГ) и соосные поляризации (ВВ и ГГ). Сравнение результатов расчетов по модели трехкратных отражений со полнополяризационными снимками Radarsat-2 (ВВ/ГГ/ВГ/ГВ) для районов разливов нефти в Каспийском и Норвежских морях показало хорошее качественное согласие моделирования кросс-поляризационного сигнала с экспериментальными данными.

Работа, связанная с анализом разливов в Северном море, выполнена при поддержке
российско-норвежского проекта РФФИ № 18-55-20010. Часть анализа, относящаяся к
Каспийскому морю, была выполнена при поддержке РНФ №14-50-00095.

Ключевые слова: поляризационная обработка, перекрестная поляризация, нефтяные пленки, Radarsat-2, радар синтезированной апертуры

Литература:

Kudryavtsev, V. N., B. Chapron, A. Myasoedov, F. Collard, and J. A. Johannessen. On Dual Co-Polarized SAR Measurements of the Ocean Surface // IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 2013, Vol. 10 (4).
Valenzuela G.R., Scattering of electromagnetic waves from a tilted slightly rough surface // Radio Science, 1968, Vol. 3, pp. 1057 - 1066.
Voronovich, A. G., Zavorotny V.U., Depolarization of microwave backscattering from a rough sea surface: Modeling with small-slope approximation // Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), 2011 IEEE International, 2011, Vol. 12, pp. 2033-2036.

Презентация доклада

Дистанционные исследования поверхности океана и ледяных покровов

271