Анализ сезонных вариаций сигнала РСА при дистанционном зондировании вечной мерзлоты

Создание алгоритмов обработки данных радарного и радиометрического зондирования земных покровов предполагает как обработку реальных данных дистанционного зондирования, так и модельное изучение процессов взаимодействия радиоволн с различными элементами земных покровов, проведенных для тестовых участков земной поверхности с известными характеристиками.
В данной работе изучаются сезонные вариации уровней сигнала изображений земных покровов, полученных с помощью орбитальных радиолокаторов с синтезированной апертурой (РСА) в зоне вечной мерзлоты. Использованы разносезонные РСА - изображения с аппаратов ERS-2 и JERS-1 для тестовых участков территории Аляски, на которых ведутся регулярные долговременные наземные наблюдения температурного и влажностного режимов почвы [1], а данные имеются в свободном доступе сети Интернет [2]. Также проведено теоретическое моделирование радарного сечения рассеяния для шероховатой влажной почвы с произвольным распределением температуры по глубине. Значения комплексной диэлектрической проницаемости почвы и их температурное изменение с глубиной обеспечивались спектроскопической моделью [3]. Модельные данные сравнивались с результатами обработки реальных изображений. Показана возможность идентификации талой и мерзлой почв на радарных изображениях по предложенным в работе критериям абсолютных изменений обратного сечения рассеяния.
Подобные исследования применимы для развития методов практического дистанционного мониторинга полярных территорий.
Работа выполнена в рамках Программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Изменение окружающей среды и климата: природные катастрофы» (контракт 0905, 2005г.)
ЛИТЕРАТУРА
1. V.E. Romanovsky, T.E. Osterkamp, “Freezing of the Active Layer on the Costal Plain of the Alaskian Arctic,” Permafrost and Periglacial Processes, vol. 8, 23-44, (1997)
2. http://www.geobotany.uaf.edu
3. V.L. Mironov, M.C. Dobson, V.H. Kaupp, S.A. Komarov, and V.N. Kleshchenko, “Generalized Refractive Mixing Dielectric Model for Moist Soils.” IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing, vol. 42, N4, 773-785 (2004)