Адаптивный ретрекинг альтиметрических данных спутника Джейсон-2 для определения вариаций уровня воды в водохранилищах реки Волга

Проблема применения альтиметрических данных спутников Jason-1,2 к внутренним водоемам представляет значительный интерес, поскольку эти данные открыты для свободного доступа и могут быть широко использованы для определения вариаций уровня воды и других гидрологических параметров больших рек, озер, водохранилищ и т.п. Возможности использования стандартного алгоритма обработки альтиметрических данных Ocean-1 для внутренних водоемов и возникающие проблемы обсуждались в [1,2], где был предложен метод регионального ретрекинга (пересчета) альтиметрических данных с учетом неоднородных свойств подстилающей поверхности. В данной работе этот метод применяется для определения вариаций уровня воды в водохранилищах реки Волга: Рыбинском, Горьковском, Куйбышевском, Саратовском и Волгоградском. Анализ производится на основе альтиметрических данных спутника Jason-2 за период с 2008 по 2012 год. Методы стандартной обработки данных спутника Jason-2 были модифицированы по сравнению с предыдущим спутником Jason-1. Поэтому представляет значительный интерес исследование возможностей применения этих данных для внутренних водоемов.
По данным NASA / CNES треки спутника Jason-2 пересекают акватории всех волжских водохранилищ . Только в случае Рыбинского водохранилища площадь акватории достаточно велика, чтобы отражение телеметрического импульса происходило в условиях близких к океаническим. В других водохранилищах треки проходят вблизи береговых линий, что может привести к сильному влиянию отражения от суши на волновые формы рассеянных импульсов и соответствующим ошибкам в GDR данных для уровня воды. Для выяснения этого влияния на первом этапе были обработаны все 20 герцовые GDR данные спутника Jason-2 для 066 083, 142, 168, 185, 218 треков над акваториями волжских водохранилищ и рассчитаны изменения уровня воды по стандартному алгоритму обработки. На втором этапе, для анализа данных был применен метод адаптивного регионального ретрекинга, заключающийся в построении топологической модели региона, моделировании волновых форм отраженных импульсов и последующем пересчете гидрологических параметров путем улучшенного порогового алгоритма [1,2]. Проведено сравнение результатов, полученных на основе стандартного алгоритма и метода адаптивного ретрекинга для Рыбинского, Горьковского, Куйбышевского, Саратовского и Волгоградского водохранилищ, и исследована их корреляция с данными наблюдений гидрологических станций на водохранилищах. Показано значительное улучшение корреляции расчетных данных с измеренными при применении метода регионального ретрекинга. Отмечено, что для Волгоградского водохранилища региональный ретрекинг позволяет определить уровень воды, в то время как стандартные GDR данные практически отсутствуют.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект 11-05-97037-р_поволжье_а)

1.Troitskaya, Yu.; Rybushkina, G.; Soustova, I.; Balandina, G.; Lebedev, S.; Kostyanoi, A.; Panyutin, A.; Filina, L. Satellite altimetry of inland water bodies.// Water Resources; Mar2012, Vol. 39 Issue 2, p.184-199. DOI: 10.1134/S009780781202008X.
2.Troitskaya, Yuliya; Rybushkina, Galina; Soustova, Irina; Balandina, Galina;Lebedev, Sergey; Kostianoy, Andrey. Adaptive retracking of Jason-1 altimetry data for inland waters: the example of the Gorky Reservoir //
International Journal of Remote Sensing, vol. 33, issue 23, pp. 7559-7578