Сезонная динамика верхнего слоя почвы в дельте Селенги по данным РСА интерферометрии

Дифференциальная радарная интерферометрия – широко известный способ выявления динамики отражающих объектов на земной поверхности. Измерения разности фаз на интерферограмме позволяют обнаруживать субсантимеровые смещения естественных покровов и миллиметровые – искусственных объектов с высоким уровнем отражения типа уголковых отражателей. Неизвестная начальная фаза на интерферограмме вносит систематику в измерения подвижек отражателя, а потому обязательным является выбор и использование заведомо стабильного объекта как реперного. Как правило, обширные равнинные территории могут служить репером, начальная фаза сигнала которого может быть использована в качестве систематического смещения в измерениях подвижек.
В данной работе сделана попытка выявить вертикальные смещения поверхности почвенных покровов на обширных равнинных территориях дельты реки Селенги вследствие сезонных изменений их состояния. В качестве экспериментального материала использованы данные японского космического радара с синтезированной апертурой (РСА) L-диапазона PALSAR-2 на спутнике ALOS-2, полученные в период с конца 2014 года по середину 2016 года.
В качестве опорных стабильных отражателей выбраны опоры линий ЛЭП, пересекающие равнинную часть дельты в районе поселка Каменск. Наиболее значимым механизмом отражения сигнала опорой является двойное переотражение в схеме «спутник-почва-опора- спутник». Поверхность почвы служит одной гранью двугранного уголкового отражателя, опора - второй гранью, в вершине угла находится фазовый центр отражения.
На построенных нами интерферограммах в период до начала заморозков в конце ноября 2014 года фаза в месте расположения опоры не отличается от фазы на поверхности окрестных полей. С начала декабря фаза отраженного опорой сигнала начинает уменьшаться, что в реализованной методике обработки означает уменьшение дальности до отражающей поверхности. Уменьшение дальности может быть объяснено смещением вверх одной из граней двугранного уголкового отражателя – поверхностью почвы вследствие её пучения в процессе замерзания. В весенне-летний период наблюдается иная картина - увеличение дальности из-за просадок верхней кромки почвы сначала вследствие таяния льда в почвенном слое, а затем высыхания грунта.
Таким образом, в работе показана возможность выявления сезонных смещений поверхности почв методами радарной интерферометрии на обширных территориях в дельте Селенги с помощью реперных отражателей типа опор ЛЭП.
Исследования проводятся при финансовой поддержке РФФИ, грант № 15-29-06003 офи-м.