Особенности обработки данных SMOS Level 1C

Рассмотрены особенности обработки данных 2-D радиометра MIRAS космического аппарата SMOS на частоте 1,4 ГГц. Данные SMOS позволяют проводить дистанционную оценку влажности поверхностного слоя почв с большей, по сравнению с данными других аппаратов, точностью.
В отличие от радиометра аппарата SMAP, работающего на этой же частоте, MIRAS позволяет измерять радиояркостную температуру участков поверхности в диапазоне углов зондирования 0-65 градусов от надира. На частоте 1,4 ГГц глубина зондирования выше, чем у радиометра GCOM-W1 с каналом на частоте 6,9 ГГц.
Радиометрические данные SMOS Level 1C обладают рядом особенностей, которые усложняют их обработку. Так, поляризация принимаемого излучения относится к плоскости антенны, а не к поверхности Земли. Отсутствуют детальные сведения о структуре файлов данных и режимах съёмки, что не позволяет получать достоверную и полную информацию о состоянии поверхности.
На основании проведённого анализа архива данных SMOS Level 1C для территории Омской области и Северного Казахстана, а также с использованием официальных документов, опубликованных кураторами программы, нами разработана совокупность рекомендаций по обработке радиометрических данных этого спутника.
Во-первых, необходимо провести процедуру пересчёта данных из X- и Y-поляризаций («горизонтальной» и «вертикальной» относительно плоскости антенны) в значения соответствующие Н- и V-поляризации относительно поверхности Земли. Во-вторых, произвести сглаживание угловых зависимостей радиояркостной температуры, приводя их к монотонному виду. Для этого необходимо идентифицировать и удалить резкие выбросы радиояркостной температуры. В-третьих, удалить значения радиояркостной температуры, относящиеся к пикселям, размер которых значительно отличается от размера для угла зондирования 42 градуса. Для азимутального угла съёмки 0 градусов диапазон углов зондирования, удовлетворяющий этому требованию, составляет 30-55 градусов. В-четвёртых, провести аппроксимацию полученных угловых зависимостей полиномом второй степени. В дальнейшем значения радиояркостной температуры для интересующего угла зондирования необходимо находить с помощью аппроксимирующего полинома.
Использование подобной процедуры обработки данных позволило разработать метод оценки градиента влажности в поверхностном слое почв [1].