Физические основы и результаты применения RTM-метода в задачах инфракрасного зондирования земной поверхности из космоса

Дальнейший прогресс в оперативном мониторинге состояния земной поверхности из космоса может быть обеспечен только применением высокоточных алгоритмов тематической обработки и атмосферной коррекции спутниковых измерений. Это относится и к зондированию температуры подстилающей поверхности (ТПП), и к задаче оперативного обнаружения слабоинтенсивных очагов пожаров на ранней стадии их развития. Однако используемые на практике методы не обеспечивают надежного решения этой проблемы, особенно в тех случаях, когда наблюдения осуществляются в условиях замутненной аэрозольной атмосферы или полупрозрачной облачности.
Корректный и физически обоснованный подход к решению задач инфракрасного зондирования земной поверхности из космоса заключается в использовании моделей переноса теплового излучения (Radiative Transfer Model). В рамках этого подхода (называемого RTM-методом) осуществляется моделирование характеристик искажающего влияния атмосферы с использованием априорной оптико-метеорологической информации о состоянии атмосферы в момент спутниковых наблюдений. Такой метод, безусловно, обеспечивает универсальность и явный учет всех искажающих факторов при восстановлении ТПП из космоса, хотя реализация его на практике требует привлечения большого объема оперативной априорной информации требуемого качества и высокой скорости вычислений. Несмотря на это, интенсивное развитие вычислительной техники и современных технологий параллельного программирования позволяет снять вопрос о трудоемкости проведения таких вычислений.
В этой работе проведен всесторонний анализ различных физических и информационных аспектов применения мультиспектрального RTM-метода с использованием нескольких спутниковых ИК-каналов систем космического мониторинга земной поверхности. На основе спутниковых данных EOS/MODIS получены количественные оценки эффективности применения этого метода по сравнению с обычными подходами и показаны заметные преимущества RTM-метода перед ними, особенно при решении задачи обнаружения слабоинтенсивных тепловых источников в сложных оптико-метеорологических условиях спутниковых наблюдений.