научный журнал по космическим исследованиям Исследование Земли из космоса ISSN: 0205-9614

КУССУЛЬ Н.Н., ЛУПЯН Е.А., САВОРСКИЙ В.П., СКАКУН С.В., ТИЩЕНКО Ю.Г., ШЕЛЕСТОВ А.Ю. — 2008 г.

Предложен новый подход для выявления затопленных территорий на основе радиолокационных данных. Для сегментации и классификации спутниковых изображений используются нейронные сети – самоорганизующиеся карты Кохонена. Предложенный подход верифицирован на данных спутника ERS-2 во время наводнения на р. Тиса в марте 2001 г. Получаемая таким образом информация может дополнять данные, используемые при решении задач мониторинга в интересах сельского хозяйства.

БУТУСОВ О.Б., РЕДИКУЛЬЦЕВА Н.И., САВЕЛЬЕВА О.Ю. — 2008 г.

Для экологического зонирования по космическим снимкам лесов, расположенных в зоне влияния газовых выбросов промышленного предприятия, предлагается в алгоритмах нечеткой классификации использовать дополнительную модулирующую функцию, пропорциональную степени деградации лесов в зависимости от расстояния от источника. Использование модулирующей функции отличает предложенный алгоритм от других алгоритмов классификации, работа которых основана только на анализе яркостных полей изображения. С помощью разработанной методики проведено экологическое зонирование лесов в районе Карабашского медеплавильного комбината на Южном Урале, результаты которого находятся в удовлетворительном соответствии с данными наземных исследований.

ИВАНОВ А.Ю. — 2008 г.

На основе анализа изображений видимого и инфракрасного диапазонов ИСЗ NOAA и Terra/Aqua, а также данных СВЧ-скаттерометра Quikscat и радиолокаторов с синтезированной апертурой спутников ERS-2 и Envisat предпринята попытка ответить на вопрос, какую принципиально новую информацию о новороссийской боре можно получить путем их совместного анализа. Воздействие сильного северо-восточного ветра при боре на характеристики облачного покрова, ветрового волнения и верхнего слоя моря приводит к формированию характерных сигнатур на снимках из космоса в видимом, ИК- и СВЧ-диапазонах. Спутниковые РСА-изображения и скаттерометрические данные позволяют определить ряд количественных характеристик и судить о масштабах боры, обычно охватывающей обширную акваторию в северо-восточной части Черного моря. Показано, что использование данных дистанционного зондирования Земли, в первую очередь, данных скаттерометрии и радиолокации для мониторинга боры позволяет существенно расширить знания об этом опасном явлении.

ПОЛЯКОВ А.В., РЭНДАЛЛ К., ХАРВЕЙ Л., ХОКЕ K. — 2008 г.

Приводится описание новой, усовершенствованной версии системы обработки данных SAGE III и анализ ее качества. В ней учитывается вид высотной аппаратной функции измерений, оценивается и включается в алгоритм паразитная засветка в УФ-каналах прибора, что позволяет существенно улучшить согласие физико-математической модели эксперимента и результатов натурных измерений. Профили озона, полученные по новому алгоритму, сравниваются с результатами оперативной методики NASA и независимыми данными наземных и спутниковых измерений. Следует отметить хорошее согласие полученных результатов с данными SAGE II, что делает целесообразным их совместное использование. В отличие от оперативной методики NASA, наш алгоритм позволяет получить единый профиль озона в диапазоне высот 10–90 км.

ЗАХАРОВ А.И., ЧИМИТДОРЖИЕВ Т.Н. — 2008 г.

Рассмотрены вопросы пространственного разрешения радарных изображений при исследовании текстуры леса. Показано, что существует определенное ограничение по пространственному разрешению. Приводятся некоторые результаты по обработке радарных данных с различным разрешением на местности.

АЛЕКСАНДРОВ В.Ю., БАБИКЕР М., ВОЛКОВ В.А., КЛОСТЕР К., САНДВЕН С. — 2008 г.

Проанализирована возможность идентификации айсбергов по изображениям видимого диапазона, полученных сенсорами ИСЗ Landsat, “Монитор-Э”, Terra, Aqua (ASTER и MODIS), а также по спутниковым изображениям радиолокаторов с синтезированной апертурой (РСА) для условий нахождения айсбергов на открытой воде, в припае и среди дрейфующих льдов. Оценена информативность спутниковых изображений различного типа применительно к задачам обнаружения арктических айсбергов и определены признаки для их выделения на изображениях. Предложены технологические схемы комбинированного использования спутниковой информации различного типа в зависимости от ледовых и гидрометеорологических условий в районе исследований.

САГАЛОВИЧ В.Н., ФАЛЬКОВ Э.Я., ЦАРЕВА Т.И. — 2008 г.

Предложен метод обнаружения изменений на местности, основанный на пороговой обработке разности нормированных разновременных изображений. Он инвариантен относительно линейных преобразований яркости анализируемых изображений и поэтому нечувствителен к изменениям калибровочных зависимостей сенсоров и к схемам радиометрической и атмосферной коррекции, описываемым линейными зависимостями. Для оценки эффективности метода использовались как результаты нахождения числа измененных пикселов в сопоставляемых синтезированных тестовых изображениях с гауссовыми шумами различной интенсивности, так и расчеты по разновременным цветным снимкам сканера TM ИСЗ Landsat площади повреждения, вызванной пожаром.

РОМАНОВ А.А., ШЕВЧЕНКО Г.В. — 2008 г.

Проанализированы вдольтрековые вариации гармонических постоянных амплитуд и фаз основных суточных волн K1 и O1 на северо-восточном шельфе о. Сахалин, где характеристики приливных шельфовых волн детально изучены, и в районе Северных Курильских островов, где предполагается их существование. Выявлен идентичный характер их изменчивости, что рассматривается как подтверждение данной гипотезы. Для модели с экспоненциальным профилем глубины получены оценки параметров шельфовых волн (амплитуд колебаний уровня и скоростей течений, длин волн, фазовых скоростей, диссипации энергии за приливной цикл).

ВИРОЛАЙНЕН Я.А., ТИМОФЕЕВ Ю.М. — 2008 г.

Проанализированы погрешности определения вертикальной структуры содержания озона по данным наземных измерений прямого солнечного ИК-излучения Фурье-спектрометром Брюкера со сверхвысоким спектральным разрешением (0.01–0.002 см-1). Определены спектральные каналы, информативные относительно содержания озона в тропосфере и нижней стратосфере. Исследовано влияние на точность метода таких факторов, как неопределенности в задании температурного профиля, случайный шум измерения, спектральное разрешение прибора, вертикальное разрешение метода. Показано, что рассматриваемый метод позволяет восстанавливать профиль содержания озона с высоким вертикальным разрешением в тропосфере с погрешностью 20–25%, а в стратосфере – с погрешностью 15–25%.

ГОЛОВАТЕНКО-АБРАМОВ В.И., ПАНОВ С.А. — 2008 г.

Сформулирована и решена задача оптимального расположения наземных станций контроля целостности ГЛОНАСС.

KHANBILVARDI R., КУШНИР В.М., СТАНИЧНЫЙ С.В. — 2008 г.

Показано, что гидрооптический параметр – индекс цвета воды, оцененный по данным непосредственных измерений яркости восходящего излучения бортовым спектрофотометром цветового спутникового сканера типа MODIS/Terra, имеет ярко выраженную пространственную и временню структуру в прибрежной зоне Нью-Йорка. Индекс цвета изменяется от 1.5 для прибрежных вод с высокой мутностью до 2.3 для прозрачных вод отрытого океана. Статистический спектральный анализ оптических неоднородностей вдоль нескольких разрезов, ориентированных вдоль береговой линии, показал два основных масштаба возмущений, соответствующих 20–30 и 9–11 км. Первый тип возмущений соответствует мезомасштабным вихрям, которые отчетливо видны на спутниковых изображениях морской поверхности. Неоднородности с масштабами 9–11 км проявляются как возмущения, движущиеся вдоль побережья в западном направлении со скоростью примерно 1.73 км/сут. Когерентность этих возмущений быстро уменьшается при удалении от береговой черты. Эти особенности характерны для захваченных волн, а их параметры соответствуют дисперсионным соотношениям для баротропных шельфовых волн. ю структуру в прибрежной зоне Нью-Йорка. Индекс цвета изменяется от 1.5 для прибрежных вод с высокой мутностью до 2.3 для прозрачных вод отрытого океана. Статистический спектральный анализ оптических неоднородностей вдоль нескольких разрезов, ориентированных вдоль береговой линии, показал два основных масштаба возмущений, соответствующих 20–30 и 9–11 км. Первый тип возмущений соответствует мезомасштабным вихрям, которые отчетливо видны на спутниковых изображениях морской поверхности. Неоднородности с масштабами 9–11 км проявляются как возмущения, движущиеся вдоль побережья в западном направлении со скоростью примерно 1.73 км/сут. Когерентность этих возмущений быстро уменьшается при удалении от береговой черты. Эти особенности характерны для захваченных волн, а их параметры соответствуют дисперсионным соотношениям для баротропных шельфовых волн.

СОКОЛ А.В. — 2008 г.

Рассматривается задача определения рационального коэффициента компрессии цифровых изображений для алгоритма JPEG2000 с учетом конкретных частотно-пространственных характеристик оптико-электронного тракта бортовой аппаратуры космического аппарата, формирующего эти изображения. Для этого предлагается новый метод, синтезирующий тестовые изображения, корреляционные свойства которых определяются параметром тракта / . Он позволяет выявить максимально возможные искажения для выбранной степени сжатия.

АЛЕКСАНДРОВ В.Ю., ПИОТРОВСКАЯ Н.Ю. — 2008 г.

Обобщены и проанализированы литературные данные об удельной эффективной площади рассеяния (УЭПР) основных видов морских льдов на ВВ-поляризации при угле падения 23°. По калиброванным изображениям ASAR WS ИСЗ Envisat, полученным на ГГ-поляризации, определены значения УЭПР основных видов морских льдов при угле падения 23° и получены зависимости УЭПР молодого, однолетнего и многолетнего льдов от угла падения. Разработана методология приведения УЭПР морских льдов к одному углу падения, которая позволяет получить равноконтрастное изображение по всей полосе обзора. Представлен пример скорректированного изображения ASAR WS ИСЗ Envisat.

ИВАНОВ В.В., ИВАНОВА Е.В., ЛЮБИЦКИЙ Ю.В., ПИЩАЛЬНИК В.М. — 2008 г.

Периодические течения на шельфе о. Сахалин с характерными периодами 1.0, 0.5, 0.16 и 0.12 года, обнаруженные по данным миссии ИСЗ Топекс/Посейдон, вызывают заметные климатические эффекты. Изменения с такими же периодами обнаружены в колебаниях уровня моря и температуры воздуха на прибрежных гидрометеорологических станциях. Особенно ярко они выражены весной и осенью и обусловлены резкими смещениями массива дрейфующего льда.

МОРОЗОВА Л.И. — 2008 г.

Эмпирически исследовалась пространственно-временнaя связь между положением эпицентров землетрясений и полос искажений изображения на сканерных спутниковых метеорологических снимках. Высокая степень корреляции указывает на целесообразность использования таких снимков в краткосрочном прогнозе сейсмичности.

АРХИНЧЕЕВ В.Е., ДМИТРИЕВ А.В., ЧИМИТДОРЖИЕВ Т.Н. — 2008 г.

Исследована возможность использования данных о пространственных флуктуациях яркости радиолокационного изображения разности фаз сополяризованных сигналов для классификации земных покровов. С этой целью проведен сравнительный анализ алгоритмов расчета пространственной автокорреляции и метода вариограмм, основанного на расчете локальной фрактальной размерности. Установлено, что высокочастотные спекл-шумы значительно искажают самоподобную фрактальную структуру неоднородных природных сред. Показано, что полученное поле фрактальных размерностей наилучшим образом разделяет основные типы поверхностных шероховатостей, однако объемные неоднородности объединяются при этом в один класс.

ДРАГУНОВ А.А. — 2008 г.

По космическим изображениям Земли на основе системы гидрологических и геоморфологических индикаторов может быть закартирован многоранговый каркас геодинамически активной планетарной трещиноватости. Данного рода информацию следует учитывать: 1) в нефтяной геологии, при определении пространственного положения очагов генерации и накопления углеводородов; 2) при проектировании и эксплуатации природно-техногенных систем, при выявлении участков повышенного геодинамического риска; 3) в геоэкологии, при прогнозировании очагов активной аккумуляции загрязняющих веществ; 4) в медицине, при определении территорий, неблагоприятных для жизнедеятельности человека.

ИВАНОВ В.В., ЛЮБИЦКИЙ Ю.В., ПИЩАЛЬНИК В.М. — 2008 г.

По данным миссии “Топекс/Посейдон” исследованы вариации геоида в Амурском лимане. Обнаруженные сезонные вариации уровня, имеющие амплитуду более 1 м и характерные периоды 1.0, 0.5, 0.16 и 0.12 года, во многом определяют динамику разрушения ледяного покрова и периодичность структуры течений в прибрежных районах Сахалина. Показано, что в 75% случаев дата ледохода приходится на фазу сигизийного прилива. Описан механизм разрушения ледяного покрова.

БОЕВ А.Г., МАТВЕЕВ А.Я. — 2008 г.

Описан метод оценки параметров нефтяных загрязнений морской поверхности по данным многочастотного радиолокационного зондирования, основанный на сравнении теоретических и экспериментальных контрастов загрязненной морской поверхности, полученных по данным синхронных измерений, полученных с помощью радиолокационного комплекса “МАРС” ( 0.8 см, 3 см, 23 см, 180 см) в акватории месторождения “Нефтяные Камни” в Каспийском море. Для всех загрязненных участков акватории определены толщина и поверхностная активность (упругость) нефтяной пленки. Полученные результаты подтвердили возможность оперативной радиолокационной диагностики разливов нефти, оценки количества разлитой на морской поверхности нефти. Теоретические значения контрастов рассчитаны в рамках теории гашения морского волнения пленкой поверхностно-активного вещества конечной толщины. По результатам съемок суммарный вес нефти, разлитой в акватории месторождения, составил около 32 000 т. Загрязненность района характеризуется средней поверхностной концентрацией нефти – 62 т/км2.

БОБРОВ П.П., КРИВАЛЬЦЕВИЧ С.В., ЯЩЕНКО А.С. — 2008 г.

Приведены результаты экспериментальных исследований по оценке влияния загрязнений почв нефтепродуктами на динамику их радиояркостной температуры. Показано, что такая почва по своим излучательным характеристикам в микроволновом диапазоне существенно отличается от незагрязненной. Если толщина загрязненного слоя меньше глубины скин-слоя, то на этой длине волны радиояркостная температура меньше, чем на более коротких волнах, но все же выше, чем у чистой почвы. При наличии нефтяной корки с низкой водопроницаемостью яркостные температуры загрязненной почвы после выпадения осадков на всех длинах существенно меньше, чем у чистой почвы. Исследовано влияние деструкции углеводородов, приводящей к изменению гидрофизических свойств почв.