Особенности интерпретации радиолокационных изображений Земной поверхности

Представленные материалы касаются вопросов сложности интерпретации радиолокационных изображений (РЛИ) земных покровов, получаемых с помощью самолетных и космических РСА. Материалы доклада основываются на результатах и анализе летных экспериментов, полученных при помощи многочастотного поляриметрического радиолокационного комплекса с синтезированной апертурой (РСА) ИМАРК, по изучению отражений от растительных покровов (в основном от лесных сосновых покровов). А также космических данных, полученных с помощью японского радиолокатора PALSAR-1, установленного на борту японского спутника ALOS; и некоторых результатах исследований, опубликованных отечественными и зарубежными исследователями.
Особое внимание уделяется аномальному поведению обратного рассеяния в диапазонах L, P, VHF, которые на первый взгляд часто трудно поддаются «интуитивным» объяснения. Для выяснения особенностей в отражательных свойствах поверхностных покровов проведен большой объем наземных исследований, который показывает, что прямые методы дистанционного зондирования никак нельзя отделять от физиологических процессах в растительных объектах.
Сделана попытка построения модели обратного отражения соснового леса в широком диапазоне длин волн. При моделировании иглы, ветви и стволы рассматривались в виде диэлектрических цилиндров. Характерной особенностью моделирования явилось то, что в диапазонах L и P длин волн частотная зависимость отражательной способности оказалась немонотонной (в частотной зависимости суммарной УЭПР наблюдается максимум и минимум). Наличие максимума и минимума объясняется «противоборством» двух факторов: увеличением с ростом частоты сечения рассеяния от стволов и одновременным ростом как поглощения радиоволн кроной деревьев, так и ростом сечения обратного рассеяния элементами хвои и ветвей. При помощи многочастотного поляриметрического радиолокационного комплекса с синтезированной апертурой (РСА) проведены эксперименты по изучению отражения от лесных сосновых покровов. Выполнен анализ многочастотных радиолокационных изображений (РЛИ) соснового покрова, полученных в период сентябрь-февраль, и выявлено аномальное поведение обратного рассеяния в диапазонах L, P. Проведены сезонные измерения влажности элементов дерева. Отмечены особенности поведения водного режима в период сентябрь-июнь. Сезонная взаимосвязь отражательных свойств сосновых лесов и водного режима элементов деревьев положена в основу объяснения особенностей РЛИ.
Анализ исследований отражательной способности хвойного леса только в одном L- диапазоне длин волн показывает, что она падает в холодный период. В результате этого интуитивно напрашивается объяснение, что такое поведение отражательной способности связано с уменьшением влажности древесины, так как нет сокодвижения. На основании этого к такому выводу пришли авторы работы [1] после анализа экспериментальных многолетних исследований, полученных с помощью японского радиолокатора PALSAR-1. Однако наши наземные экспериментальные результаты, а также результаты других исследователей не соответствуют этому. Аналогичное можно видеть и в других работах. Связано это с тем, что исследуемые объекты дистанционного зондирования очень сложны, и объяснение отражения будет зависеть от начальных предположений.
ЛИТЕРАТУРА
[1] «Сезонные вариации отражательных свойств естественных покровов по многолетним данным радиолокации в L-диапазоне», Л.Н.Захарова, А.И.Захаров, Материалы V-ой Всероссийской научной конференции «Сверширокополосные сигналы в радиолокации, связи, и акустике» Муром, 29.06-1.07.2015г. ISSN 2304-0297, стр.59-62
Работа выполнена при поддержке РФФИ грант №13-012065г