Спектр неоднородностей лесного полога

В последнее время для оперативного исследования лесных покровов Земли используют многочастотное дистанционное зондирование. При этом возникают трудности в интерпретации полученных данных. В связи с этим необходима разработка модели взаимодействия зондирующего сигнала с лесом. В настоящее время эти модели продолжают развиваться, опираясь на экспериментальные данные во все более широких диапазонах длин волн. В данном докладе обсуждаются результаты интерпретации экспериментальных данных по зондированию лесного полога в предельно широкой полосе частот с использованием т.н. импульсного сверхширокополосного (СШП) радиоизлучения.
Для радиоизлучения лес является дискретной случайно-неоднородной средой обладающей фоновым ослаблением. После выравнивания данных с учетом этого ослабления с использованием теории аналитического сигнала показано, что временные вариации амплитуды СШП радарного отклика хорошо коррелирует с пространственным расположением и размерами отдельных неоднородностей леса таких, как стволы деревьев, ветки и т.д. Это позволяет по временному спектру флуктуаций амплитуды радарного отклика от лесного полога восстановить пространственный спектр распределения его неоднородностей по размерам.
Впервые показано, что подобно турбулентной атмосфере спектр неоднородностей лесного полога имеет степенной вид. Однако, соответствующий спектральный индекс различен для мелких и крупных неоднородностей структуры леса. В работе предлагается объяснение этого явления анизотропией структуры – преимущественно вертикальной ориентацией крупных неоднородностей.
Приведенный результат получен для относительно однородного лиственничного леса 30-летнего возраста. Авторы полагают, что обнаруженный степенной характер пространственного спектра имеет место для всех основных типов лесов, однако, положение точки излома связано с индивидуальной структурой леса и может быть использовано для дистанционного контроля его состояния.