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)

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

Участие в конкурсе молодых ученых Участие в Школе молодых 

XX.E.380

Определение положения ледяного покрова по данным радиолокатора SWIM на спутнике CFOSAT

Панфилова М.А. (1), Рябкова М.С. (1), Караев В.Ю. (1)
(1) Институт прикладной физики РАН, Nizhny Novgorod, Россия
Задача определения положения ледяного покрова по данным дистанционного зондирования активно развивается в последние десятилетия. Существует ряд алгоритмов определения сплоченности ледяного покрова по измерениям радиометров, скаттерометров и РСА. Однако, измерения при малых углах падения для этой задачи начали применяться недавно.
В работе (Panfilova , 2020) описан алгоритм определения перехода с воды на ледяной покров по измерениям дождевого радиолокатора на спутнике GPM, работающего при малых углах падения, основанный на алгоритме из работы (Canny, 1986). Также показано, что критерием для классификации типа подстилающей поверхности может быть коэффициент эксцесса плотности вероятности уклонов поверхности.
В работе (Peureux, 2022) развивается подход классификации типа подстилающей поверхности по измерениям радиолокатора SWIM на спутнике CFOSAT. Для этого применяются вспомогательные данные о температуре поверхности, используются модели для УЭПР воды и льда.
Данная работа также посвящена задаче классификации типа подстилающей поверхности, но здесь исследуется более простой статистический принцип для классификации. Радиолокатор SWIM имеет пять вращающихся антенн, выполняющих зондирование при углах падения 2, 4, 6, 8 и 10 градусов. Были построены гистограммы значений УЭПР для поверхности воды и льда для каждого луча. Было показано, что максимумы распределений УЭПР для льда и воды сильно разнесены для всех лучей, а область перекрытия распределений уменьшается с увеличением угла падения. Тогда задача классификации может быть сведена к поиску оптимального порога бинаризации. Для этого был применен метод Оцу (Otsu, 1979), широко применяемый для обработки изображений. Использовались данные радиолокатора SWIM за октябрь 2021 года в Арктическом регионе. Для контроля качества алгоритма использовались данные о сплоченности ледяного покрова по измерениям AMSR-2 (Spreen, 2008) c сайта Бременского университета, при этом ледяным покровом считались области со сплоченностью выше 0.1. Для каждого луча были определены пороги бинаризации. Показано, что определение типа подстилающей поверхности по данным SWIM достаточно хорошо согласуются с картами Бременского университета.

Работа выполнена при поддержке Российского Научного Фонда (проект 20-17-00179).

Ключевые слова: положение ледяного покрова, малые угла падения, метод Оцу
Литература:
  1. Canny J., A Computational Approach to Edge Detection, in IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 1986, vol. PAMI-8, No. 6, pp. 679-698.
  2. Otsu N., A threshold selection method from gray-level histograms, IEEE Trans. Sys., Man., Cyber. : journal, 1979, vol. 9, pp. 62—66.
  3. Panfilova M., Shikov A., Karaev V., Sea ice detection using Ku-band radar onboard GPM satellite, proceedings of 2020 XXXIIIrd General Assembly and Scientific Symposium of the International Union of Radio Science, 2020, pp. 1-3.
  4. Peureux C., Longepe N., Mouche A., Tison C., Tourain C., Lachiver J.-M., Hauser D., Sea-ice detection from near-nadir Ku-band echoes from CFOSAT/SWIM scatterometer, Earth and Space Science, vol. 9,e2021EA002046.
  5. Spreen G., Kaleschke L., Heygster G., Sea ice remote sensing using AMSR-E 89 Hz channels Journal of Geophysical Research, 2008, vol. 113, C02S03.

Презентация доклада

Видео доклада

Дистанционные исследования поверхности океана и ледяных покровов

206