Библиотека института физики им. Л.В. Киренского СО РАН

Главная

Базы данных

Труды сотрудников ИФ СО РАН - результаты поиска

Вид поиска

Каталог книг и брошюр библиотеки ИФ СО РАН

Каталог журналов библиотеки ИФ СО РАН

Труды сотрудников ИФ СО РАН

Область поиска

в найденном

Найдено в других БД:

Каталог книг и брошюр библиотеки ИФ СО РАН (7)

Формат представления найденных документов:
полный	информационный	краткий

Отсортировать найденные документы по:
автору	заглавию	году издания	типу документа

Поисковый запрос: (<.>A=Muzalevskiy, K. V.$<.>)

Общее количество найденных документов : 129
Показаны документы с 1 по 20

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Muzalevskiy K. V.
Заглавие : A new method for remote sensing of moisture profiles in the arable layer at three frequencies; experimental case study
Место публикации : Int. J. Remote Sens. - 2021. - Vol. 42, Is. 7. - P.2377-2390. - ISSN 01431161 (ISSN), DOI 10.1080/01431161.2020.1851795
Примечания : Cited References: 35. - This work was supported by the Russian Foundation for Basic Research (grant No. 18-05-00405) in part of the sensing depth investigation and retrieving soil moisture. The method of the formation of radio impulses was created in part of SB RAS project No. 0356-2019-0004
Аннотация: In this paper, the possibilities of remote sensing of moisture profiles in the arable layer were theoretically and experimentally studied based on the nadir measurements of reflection coefficients at three frequencies of 1.26 GHz, 796 MHz and 641 MHz. The reflection coefficients were measured by the impulse method during natural cycles of evaporation and moistening of an arable layer at the agricultural field being under steam, located at 56°05ʹN, 92°40ʹ E in the area of the Minino village, Krasnoyarsk region, the Russian Federation. The soil moisture profiles were retrieved in the course of solving the inverse problem, in which the reflection coefficients at different frequencies acted as an informative sign. The root-mean-square error and the determination coefficient (R 2) between retrieved and measured moisture values in the topsoil thickness of 0.15 m were 3.3% and 0.79, respectively. In the course of theoretical calculations, it was shown that in practice, it is impossible to predict the sensing depth of the arable layer without preliminary information on the form of moisture profile. Moreover, the sensing depth depends not only on the form of soil moisture profile but also on frequency. In this regard, it is impossible to correlate the effective soil moisture, retrieved from single-frequency measurements of the reflection coefficient in the approximation of homogeneous topsoil, with the specific thickness of topsoil. The study shows the promise of developing multi-frequency radar systems for remote sensing of soil moisture profiles in the arable layer, the potential of which can be realized on lightweight unmanned area vehicle (UAV) platforms.
Смотреть статью,
Scopus,
WOS,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

Вид документа : Однотомное издание
Шифр издания : Гос. рег. прогр. для ЭВМ 2020614188!-899077715
Автор(ы) : Музалевский, Константин Викторович
Заглавие : GRMDM ORGANIC .-
Коллективы : Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук", Федеральная служба по интеллектуальной собственности (Роспатент), Федеральный институт промышленной собственности
Место публикации : Прогр. для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегр. микросхем: офиц. бюл. Фед. службы по интеллектуал. собственности (Роспатент). - 2020. - № 4
Аннотация: Программа позволяет проводить расчет комплексной диэлектрической проницаемости органической тундровой почвы с содержанием органического вещества (m0) от 35% до 80% (по весу), температуры почвы (Ts) от -30°С to +25°С, на частоте 1,4ГГц, в зависимости от плотности сухого сложения почвы (rd). Входные параметры: содержание органического вещества, влажность почвы, плотность сухого сложения почвы, температура почвы. Выходные параметры: действительная и мнимая части комплексной диэлектрической проницаемости почвы. Программа может быть использована в спутниковых алгоритмах восстановления влажности почвы арктических территорий. Тип ЭВМ: IBM PC на базе процессора Pentium III; ОС: Windows ХР и выше.
Смотреть свид-во,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Muzalevskiy K. V., Karavaysky A. Yu.
Заглавие : Shielded open-circuited probe for in-situ measurements of soil permittivity in Very high frequency (VHF) and Ultra high frequency (UHF) bands
Коллективы : SB RAS project [0287-2021-0034]
Место публикации : Trans. Inst. Meas. Control. - 2021. - Vol. 43, Is. 16. - P.3566-3572. - ISSN 0142-3312, DOI 10.1177/01423312211037791. - ISSN 1477-0369(eISSN)
Примечания : Cited References: 30. - The author(s) disclosed receipt of the following financial support for the research, authorship, and/or publication of this article: This work was supported by the SB RAS project No. 0287-2021-0034
Предметные рубрики: DIELECTRIC CHARACTERIZATION
MOISTURE
Аннотация: In this paper, the shielded open-circuited probe operating in the wide frequency range from 75MHz to 2GHz is proposed. The probe is made of an SubMiniature version A (SMA) flange connector. The central rod of the SMA connector emerges from a coaxial transition in the flange and shielded by four rods. The robe design allows us to calculate of the probe reflection coefficient S11 used simple analytical transmission line model (TEM wave mode), the parameters of which were calibrated on a set of substances with a known frequency spectrum of permittivity. The refractive index (RI) and normalized attenuation coefficient (NAC) retrieval technique is based on solving the inverse problem of minimizing the residual norm between measured and calculated frequency spectra of reflection coefficient S11. After calibration, the root-mean-square error (determination coefficient) between the measured and calculated module and phase of the reflection coefficient S11 for the sets of calibration media air, distilled water, butanol, pure ice, water solution with NaCl of salinity of 8.9% do not exceed 0.26dB (0.995) and 0.03 rad (0.999), respectively, in the frequency range from 75MHz to 2GHz. The root-mean-square error (determination coefficient) between the measured RI and NAC spectra for four soil cover samples (variation of the clay fraction from 10.5 g/g to 47.6 g/g) using the proposed probe and a precision coaxial cell not exceeds 0.109 (0.993) and 0.057 (0.986), respectively, in the frequency range from 75 MHz to 2 GHz. As a result, it is experimentally shown that RI и NAC can be measured by the proposed non-precision probe with an error comparable to the precision coaxial cell.
Смотреть статью,
WOS,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Fomin S. V., Muzalevskiy K. V.
Заглавие : A dielectric model for frozen mineral soils at a frequency of 435 MHz
Место публикации : Remote Sens. Lett. - 2021. - Vol. 12, Is. 9. - P.944-950. - ISSN 2150704X (ISSN), DOI 10.1080/2150704X.2021.1947537
Примечания : Cited References: 16. - This work was supported by the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation [project No. 0287-2021-0034]
Аннотация: A single frequency refractive mixing dielectric model at 435 MHz for frozen mineral soils is proposed. The model was created based on the laboratory dielectric measurements of three soil samples in the ranges of soil moisture from 0.01cm3 cm−3 to 0.42cm3 cm−3, temperature from– 30°C to– 1°C, clay content (by weight) from 9.1% to 41.3%. Coefficient of determination R2 and root mean square error (RMSE) predicted by the model and measured values for real () and imaginary () part of the complex relative permittivity (CRP) are = 0.988 (= 0.323) and = 0.987 (= 0.100). Compared to well-known spectroscopic models, this model is simpler in practical engineering use. The input parameters of the model are the volumetric soil moisture, temperature and the content of the clay fraction. The output parameters are the real and imaginary parts of the CRP. The created model may be used to develop new remote sensing retrieval algorithms of temperature, the content of unfrozen water and ice in the root zone of frozen soils for northern regions.ε 'ε ''R2ε 'RMSEε 'R2ε ''RMSEε ''
Смотреть статью,
Scopus,
WOS,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Savin I. V., Mironov V. L., Muzalevskiy K. V., Fomin S. V., Karavaiskiy A. Yu., Ruzicka Z., Lukin Y. I.
Заглавие : Dielectric database of organic Arctic soils (DDOAS)
Место публикации : Earth Syst. Sci. Data. - 2020. - Vol. 12, Is. 4. - P.3481-3487. - ISSN 1866-3508 (ISSN), DOI 10.5194/essd-12-3481-2020. - ISSN 1866-3516 (eISSN)
Примечания : Cited References: 31
Аннотация: This article presents a Dielectric database of organic Arctic soils (DDOAS). The DDOAS was created based on dielectric measurements of seven samples of organic-rich soils collected in various parts of the Arctic tundra: Yamal and Taimyr Peninsula, Samoilovsky Island (the Russian Federation), and Northern Slope of Alaska (U.S.). The organic matter content (by weight) of the soil samples presented varied from 35 % to 90 %. The refractive index (RI) and normalized attenuation coefficient (NAC) were measured under laboratory conditions by the coaxial waveguide method in the frequency range from ~ 10 MHz to ~ 16 GHz, while the moisture content changed from air-dry to field capacity and the temperature from −40 °C to +25 °C. The total number of measured values of the RI and NAC contained in the database is more than 1.5 million values. The created database can serve not only as a source of experimental data for the development of new soil dielectric models for the Arctic tundra but also as a source of training data for artificial intelligence satellite algorithms of soil moisture retrievals based on neural networks. DDOAS is presented as Excel files. The files of DDOAS are available on http://doi.org/10.5281/zenodo.3819912 (Savin and Mironov, 2020).
Смотреть статью,
Scopus,
WOS,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Savin I. V., Muzalevskiy K. V.
Заглавие : Dielectric Model for Thawed Organic Soils at Frequency of 435 MHz
Место публикации : IEEE Geosci. Remote Sens. Lett. - 2021. - Vol. 18. Is. 2. - P.218-221. - ISSN 1545-598X (ISSN), DOI 10.1109/LGRS.2020.2975027. - ISSN 1558-0571 (eISSN)
Примечания : Cited References: 16
Аннотация: To date, models describing the complex dielectric constant (CDC) of tundra soils with different contents of organic matter (more than 30%) in the P-band were poorly reported and not developed. In this letter, a refractive dielectric model for moist organic soils at a frequency of 435 MHz was developed. The model was developed on the basis of dielectric measurements of five samples of organic soils with different organic content from 35% to 80% and the soil moisture from air-dry to field capacity at a temperature of 20 °C. The developed model is a function of only two parameters, namely, the organic content by weight and volumetric soil moisture. The new model and future BIOMASS mission will be creating the bases for developing new soil moisture profile retrieving algorithms in the root zone.
Смотреть статью,
Scopus,
WOS,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Muzalevskiy K. V., Zeyliger A., Zinchenko E., Ermolaeva O., Melikhov V., Novikov A.
Заглавие : Remote sensing of the soil moisture at the agricultural test field in Volgograd region with the using Sentinel-1 observations and neural network-based algorithm
Коллективы : EGU General Assembly, European Geoscienses Union
Место публикации : EGU General Assembly. - 2020. - Ст.16529. - DOI 10.5194/egusphere-egu2020-16529
Примечания : ited References: 11
Смотреть статью,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Fomin S. V., Muzalevskiy K. V.
Заглавие : Dielectric Model for Thawed Mineral Soils at a Frequency of 435 MHz
Место публикации : IEEE Geosci. Remote Sens. Lett. - 2021. - Vol. 18, Is. 2. - P.222-225. - ISSN 1545-598X (ISSN), DOI 10.1109/LGRS.2020.2972559. - ISSN 1558-0571 (eISSN)
Примечания : Cited References: 20. - This work was supported by the Program of SB RAS, project №0356-2019-0004
Аннотация: A single-frequency dielectric model at 435 MHz for mineral soils is proposed. The dielectric model was created on the basis of the laboratory dielectric measurements of three soil samples with clay content in the range of 9.1%-41.3%. The input parameters of the dielectric model are volumetric soil moisture and clay content. The output parameter of the dielectric model is complex permittivity (CP). The model prediction errors are comparable with the errors of instrumental measurements of the CP for refractive index and normalized attenuation 0.1-0.3 and 0.06-0.12, respectively, in terms of root-mean-square error (RMSE). The comparative analysis of dielectric predictions in the case of the developed model proved to obtain a better accuracy than the existing dielectric models. The created model may be recommended for practical use in the algorithms of soil-moisture retrieval in the P-band.
Смотреть статью,
Читать в сети ИФ,
Scopus,
WOS
Найти похожие

Вид документа : Статья из сборника (однотомник)
Шифр издания :
Автор(ы) : Лескова Ю. А., Музалевский, Константин Викторович, Ружичка, Зденек
Заглавие : Измерение толщины льда арктических озер в дельте реки Лены по наблюдениям спутника sentinel-1
Коллективы : "Региональные проблемы дистанционного зондирования Земли", международная конференция, Сибирский федеральный университет, "Роскосмос", Государственная корпорация по космической деятельности
Место публикации : Региональные проблемы дистанционного зондирования Земли: материалы VIII Международной научной конференции. - Красноярск, 2021. - С. 95-98. - ISBN 978-5-7638-4566-2
Примечания : Библиогр.: 5
Аннотация: В данной работе исследуются возможности дистанционного зондирования толщины льда пресноводных озёр на основе данных спутника Sentinel-1. В качестве тестового участка выбран о. Курунгнах, расположенный в дельте реки Лена, на котором было отобрано 10 озёр, промерзающих и не промерзающих до дна. По данным тестовым озёрам проанализированы временные ряды коэффициента обратного радарного рассеяния (КОР), измеренного Sentinel-1 на горизонтально-горизонтальной поляризации при угле 18-20 с сентября 2015 по июнь 2017 гг. в сверхширокозахватном режиме съемки (EW). Толщина льда озёр оценивалась на основе модели Лебедева и температуры воздуха по данным Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды (ECMWF ERA5). Показано, что со среднеквадратическим отклонением 13,5-25,3 см и коэффициентом детерминации 0,70-0,79 зависимость КОР от толщин льда (120-140 см) описывается линейной зависимостью. Проведенные исследования показывают перспективность применения радарных данных Sentinel-1 для дистанционного зондирования толщины льда пресноводных арктических озёр.
РИНЦ, ,
Найти похожие

10.

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Музалевский, Константин Викторович
Заглавие : Зондирование водного эквивалента снежного покрова широкополосными электромагнитными импульсами с борта БПЛА
Место публикации : Журн. радиоэлектрон.: электронный журнал. - 2021. - № 8. - Ст.4. - ISSN 1684-1719 (eISSN), DOI 10.30898/1684-1719.2021.8.1
Примечания : Библиогр.: 26. - Работа выполнена в рамках проекта РФФИ № 19-45-240010, Правительства Красноярского края, Красноярского краевого фонда науки, договор № 33/19
Аннотация: В работе исследовалась возможность дистанционного зондирования с борта беспилотного летательного аппарата-квадрокоптера (БПЛА) широкополосным импульсом длительностью 1,05 нс снежного покрова тестового участка сельскохозяйственного поля в районе пос. Минино, Красноярский край, с 23 ноября 2020 по 4 марта 2021 гг. Для формирования, излучения и приема широкополосных импульсов использовалась логопериодическая антенна (полоса пропускания от 1,36 ГГц до 4,89 ГГц) и компактный векторный анализатор цепей CABAN R60 (ООО «Планар», г. Челябинск). Показано, что как при наземном, так и дистанционном зондировании с борта БПЛА временные задержки между импульсами, отраженными от границы воздух-снег и снег-почва, линейно зависят от водного эквивалента снежного покрова, измеренного на тестовом участке. При этом наклон этих линейных зависимостей определяется средней плотностью снежного покрова. Полученные экспериментальные результаты показывают перспективность развития дистанционных технологий радарного картирования основных характеристик снежного покрова с борта малых аэроплатформ, которые могут дополнить информационное обеспечение существующих систем, используемых в точном земледелии.In this paper the possibility of snow cover remote sensing from an unmanned aerial vehicle-quadrocopter (UAV) with using a broadband pulse of 1.05 ns duration was investigated on the agricultural field near Minino village, Krasnoyarsk Territory from November 23, 2020 to March 4, 2021. A log-periodic antenna (from 1.36 GHz to 4.89 GHz bandwidth) and a compact vector network analyzer CABAN R60 (LLC Planar, Chelyabinsk) were used to generate, emit and receive broadband pulses. It is shown that both ground-based and remote sensing from the UAV, the time delays between pulses reflected from the air-snow and snow-soil interface linearly depend on the snow water equivalent, measured at the test site. The slope of these linear dependences is determined by the average density of the snow cover. The obtained experimental results show the promising of development of remote sensing technology for radar mapping of the main characteristics of the snow cover from UAV, which can supplement the information support of existing systems used in precision farming.
Смотреть статью,
РИНЦ,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

11.

Вид документа : Однотомное издание
Шифр издания : Гос. рег. прогр. для ЭВМ 2021662271!-435015284
Автор(ы) : Музалевский, Константин Викторович
Заглавие : UWB pulse reflectometry of snow .-
Коллективы : Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук", Федеральная служба по интеллектуальной собственности (Роспатент), Федеральный институт промышленной собственности
Место публикации : Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем: офиц. бюл. Фед. службы по интеллектуал. собственности (Роспатент). - 2021. - № 8
Аннотация: Программа для ЭВМ позволяет проводить расчет временных форм сверхширокополосных (СШП) зондирующих импульсов, отраженных от слоистой структуры снежно-почвенного покрова. Длительность зондирующих импульсов определяется особенностью их синтезирования с использованием спектральной оконной функции Чебышева. Входные переменные программы: профиль плотности снежного покрова (задается в табличном виде), высота снежного покрова, содержание глинистой фракции, плотность и температура почвы. Выходные параметры: временной ряд амплитудных значений СШП импульса отраженного от слоистой структуры снежно-почвенного покрова. Программа может быть использована в алгоритмах восстановления водного эквивалента, средней плотности и высоты снежного покрова при георадиолокационном зондировании с борта аэроплатформ. Тип ЭВМ: IBM PC-совмест. ПК на базе процессора не ниже Pentium-III. ОС: Windows XP и выше.
Смотреть свидетельство,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

12.

Вид документа : Однотомное издание
Шифр издания : Описание изобретения к патенту 2741013!-828149624
Автор(ы) : Музалевский, Константин Викторович, Фомин, Сергей Викторович
Заглавие : Радиоволновой способ дистанционного определения содержания глинистой фракции в почвогрунтах .-
Коллективы : Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук", Федеральная служба по интеллектуальной собственности (Роспатент), Федеральный институт промышленной собственности
Место публикации : Изобретения. Полезные модели: офиц. бюл. Фед. службы по интеллектуал. собственности (Роспатент). - 2021. - № 3
Аннотация: Предложен радиоволновой способ дистанционного определения содержания глинистой фракции в почвогрунтах, характеризующийся тем, что проводят измерение в надир на частоте 433 МГц коэффициента отражения от почвогрунта, не покрытого растительностью, с влажностью, превышающей максимальное содержание связанной воды, и определяют массовую долю глинистой фракции С в почвогрунте из соотношения: где С - массовая доля содержания глинистой фракции в почве (частицы размером менее 0,002 мм), Rdb - модуль амплитуды коэффициента отражения, выраженный в дБ. Технический результат - упрощение процедуры измерения естественно сложенных почвогрунтов в полевых условиях без необходимости отбора образцов почвенного покрова, а также повышение производительности измерений (скорость измерения ограничена быстродействием используемого в полевых условиях векторного анализатора цепей). 4 ил., 1 пр.
Смотреть патент,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

13.

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Muzalevskiy K. V., Zeyliger, Anatoly
Заглавие : Application of Sentinel-1B polarimetric observations to soil moisture retrieval using neural networks: Case study for bare Siberian chernozem soil
Коллективы : Russian Foundation for Basic ResearchRussian Foundation for Basic Research (RFBR) [19-29-05261 mk]; Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation [0287-2021-0034]
Место публикации : Remote Sens. - 2021. - Vol. 13, Is. 17. - Ст.3480. - ISSN 2072-4292(eISSN), DOI 10.3390/rs13173480
Примечания : Cited References: 21. - This work was supported by the Russian Foundation for Basic Research (grant No. 19-29-05261 mk). The field experiment and EC-5 Decagon sensor calibration in laboratory conditions were carried out with the support of Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation, project No. 0287-2021-0034 (basic state assignment)
Предметные рубрики: SURFACE
MODEL
PARAMETERS
ROUGHNESS
INVERSION
DUBOIS
IEM
OH
Аннотация: Sentinel-1 is currently the only synthetic-aperture radar, which radar measurements of the earth’s surface to be carried out, regardless of weather conditions, with high resolution up to 5–40 m and high periodicity from several to 12 days. Sentinel-1 creates a technological platform for the development of new globally remote sensing algorithms of soil moisture, not only for hydrological and climatic model applications, but also on a single field scale for individual farms in precision farming systems used. In this paper, the potential of soil moisture remote sensing using polarimetric Sentinel-1B backscattering observations was studied. As a test site, the fallow agricultural field with bare soil near the Minino village (56.0865°N, 92.6772°E), Krasnoyarsk region, the Russian Federation, was chosen. The relationship between the cross-polarized ratio, reflectivity, and the soil surface roughness established Oh used as a basis for developing the algorithm of soil moisture retrieval with neural networks (NNs) computational model. Two NNs is used as a universal regression technique to establish the relationship between scattering anisotropy, entropy and backscattering coefficients measured by the Sentinel-1B on the one hand and reflectivity on the other. Finally, the soil moisture was found from the soil reflectivity in solving the inverse problem using the Mironov dielectric model. During the field campaign from 21 May to 25 August 2020, it was shown that the proposed approach allows us to predict soil moisture values in the layer thickness of 0.00–0.05 m with the root-mean-square error and determination coefficient not worse than 3% and 0.726, respectively. The validity of the proposed approach needs additional verification on a wider dataset using soils of different textures, a wide range of variations in soil surface roughness, and moisture.
Смотреть статью,
Scopus,
WOS,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

14.

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Muzalevskiy K. V., Ruzicka Z., Roy, Alexandre, Loranty, Michael M., Vasiliev, Alexander
Заглавие : Classification of the frozen/thawed surface state of Northern land areas based on SMAP and GCOM-W1 brightness temperature observations at 1.4 GHz and 6.9 GHz
Коллективы : SB RAS project [0287-2021-0034]; Interdisciplianire en Milieu Polaire; Universite de Sherbrooke; GRIMP; NSERCNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC); FRQNT; US National Science FoundationNational Science Foundation (NSF) [PLR-1304464, PLR1417745]; State Research Programs [AAAA-A17-117051850059-6]
Место публикации : Remote Sens. Lett. - 2021. - Vol. 12, Is. 11. - P.1073-1081. - ISSN 2150-704X, DOI 10.1080/2150704X.2021.1963497. - ISSN 2150-7058(eISSN)
Примечания : Cited References: 16. - This work was supported by the SB RAS project No. 0287-2021-0034. Weather stations data was acquired and processing with support of Interdisciplianire en Milieu Polaire), Universite de Sherbrooke; GRIMP, NSERC and FRQNT;US National Science Foundation [PLR-1304464 and PLR1417745];0287-2021-0034 [SB RAS];State Research Programs [AAAA-A17-117051850059-6]
Аннотация: In this letter, the method created earlier by the authors and the information product SPL3FTP_E of the Soil Moisture Active Passive (SMAP) satellite for determining frozen/thawed state of soil surface on the example of test sites placed on North Slope of Alaska, U.S.A., Canada, Finland and Russian Federation were compared. As an indicator of the frozen/thawed state of soil surface, the polarization index calculated on the basis of the reflectivity of soils was proposed. The soil reflectivity was determined in the L-band based on the SMAP radiometric observations at a frequency of 1.4 GHz using the values of brightness temperatures measured by the Global Change Observation Mission - Water 1/Advanced Microwave Scanning Radiometer 2 (GCOM-W1/AMSR2) at a vertical polarization and a frequency of 6.9 GHz, as an estimate of the soil effective temperature. As a result, it was shown that the developed method makes it possible to increase accuracy of the frozen/thawed states determination of soil surface from 3% to 9% in relation to the SMAP data (SPL3FTP_E) for twelve Arctic test sites.
Смотреть статью,
Scopus,
WOS,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

15.

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Музалевский, Константин Викторович
Заглавие : Измерение водного эквивалента, средней плотности и высоты слоисто-неоднородного снежного покрова СШП электромагнитными импульсами. Теоретическое исследование
Место публикации : Журн. радиоэлектрон.: электронный журнал. - 2021. - № 7. - Ст.2. - ISSN 1684-1719 (eISSN), DOI 10.30898/1684-1719.2021.7.3
Примечания : Библиогр.: 25. - Работа выполнена в рамках проекта РФФИ No 19-45-240010
Аннотация: В данной работе теоретически исследованы процессы взаимодействия сверхширокополосных (СШП) импульсов длительностью 0,47 нс со слоисто-неоднородными средами сухого снежного покрова. Слоисто-неоднородная структура снежного покрова моделировалась на основе экспериментальных данных о высоте и профиле плотности снежного покрова, которые были измерены в ходе полевых работ на тестовом участке сельскохозяйственного поля в районе пос. Минино, Красноярский край, с 12 ноября 2020 по 21 марта 2021гг. Показано, что водный эквивалент снежного покрова (ВЭСП) с коэффициентом детерминации (R2) R2=0,98 и среднеквадратическим отклонением (СКО) СКО=5,6мм может быть оценен по временной задержки импульса, отраженного от границы снег-почва, при толщине от 4-6 до 39 см и средней плотности от 0,21 до 0,37 г/см3 снежного покрова. Показано, что средняя плотность всей толщи снежного покрова линейно зависит от отношения амплитуд импульсов, отраженных от границ, снег-почва и воздух снег (R2=0,55, СКО=0,04 г/см3). Установленные зависимости позволяют с R2=0,95, СКО=2,9 см оценить высоту снежного покрова. Точность предложенного метода измерения ВЭСП, средней плотности и высоты снежного покрова необходимо дополнительно исследовать в зависимости от вариации температуры, влажности, плотности и гранулометрического состава мёрзлого почвенного покрова, а также при различных влажностях снежного покрова. Особую актуальность полученные результаты приобретают в связи с возможностью реализации данного способа зондирования с борта аэроплатформы, что открывает перспективы создания технологии радарного СШП картирования основных характеристик снежного покрова для использования в системах точного земледелия.In this work, the processes of interaction of ultra-wideband (UWB) pulses with the duration of 0.47 ns with layered dry snow cover are theoretically investigated. The layered structure of the snow cover was modeled on the basis of experimental data on the height and density profile of the snow cover, which were measured in field on the test plot of an agricultural field in the area of the village. Minino, Krasnoyarsk Territory from November 12, 2020 to March 21, 2021. It is shown that the snow water equivalent (SWE) can be estimated from the time delay of the pulse reflected from the snow-soil interface with the coefficient of determination (R2) R2 = 0.98 and the root-mean-square error (RMSE) RMSE = 5.6 mm in the case of thickness from 4-6 to 39cm and an average density from 0.21 to 0.37 g/cm3 of snow cover. It is shown that the average density of snow cover linearly depends on the amplitude ratio of impulses reflected from the boundaries, snow-soil and air-snow (R2 = 0.55, RMSE = 0.04 g/cm3). The established dependencies make it possible to estimate the height of the snow cover with R2 = 0.95, RMSE = 2.9 cm. The accuracy of the proposed method for measuring SWE, average density and height of snow cover should be further investigated depending on variations in temperature, moisture, density, and texture of frozen soil, as well as under different moisturized conditions of snow. The obtained results are particular relevance in connection with the possibility of implementing this remote sensing method from the UAV, which opens up the prospects for creating a technology for UWB radar mapping of the main characteristics of the snow cover for use in precision farming systems.
Смотреть статью,
РИНЦ,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

16.

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Zeyliger A. M., Muzalevskiy K. V., Zinchenko E. V., Ermolaeva O. S.
Заглавие : Field test of the surface soil moisture mapping using Sentinel-1 radar data
Место публикации : Sci. Total Environ. - 2022. - Vol. 807, Part 2. - Ст.151121. - ISSN 00489697 (ISSN), DOI 10.1016/j.scitotenv.2021.151121
Примечания : Cited References: 43. - The research was performed within the framework of the Russian Foundation for Basic Research project 19-29-05261 mk “Cartographic modelling of soil moisture reserves based on complex geophysical water content measurements for digital irrigated agriculture”
Аннотация: Soil surface moisture is one of the key parameters for describing the hydrological state and assessing the potential availability of water for irrigated plants. Because the radar backscattering coefficient is sensitive to soil moisture, the application of Sentinel-1 data may support soil surface moisture mapping at high spatial resolution by detecting spatial and temporal changes at the field scale for precision irrigation management. This mapping is required to control soil water erosion and preferential water flow to improve irrigation water efficiency and minimise negative impacts on surface and ground water bodies. Direct observations of soil surface moisture (5-cm thickness) were performed at an experimental plot in the study site of the All-Russian Scientific Research Institute of Irrigated Agriculture, near the village Vodnyy, Volgograd region. Soil surface moisture retrieval from Sentinel-1 was performed at the same location. A second set of soil surface moisture was calculated for the soil sampling sites using the permittivity model, based on the estimates of soil surface characteristics: a) reflectivity, obtained by the neural network method from Sentinel-1 observations; b) roughness, obtained from the geodata of the stereoscopic survey with unmanned aerial vehicle Phantom 4 Pro. The raster set of soil surface moisture geodata was obtained based on the reflectivity geodata raster set to solve the inverse problem using a permittivity model that considers the soil texture of the experimental plot. The determination coefficient (0.948) and standard deviation (2.04%) were obtained by comparing both sets of soil moisture point geodata taken from the same soil sampling sites. The values confirmed a satisfactory linear correlation between the directly measured and indirectly modelled sets. A comparison of the two sets of geodata indicated a satisfactory reproduction of the first set by the second set. As a result, the developed method can be considered as the scientific and methodological basis of the new technology of soil surface moisture monitoring by radar, which is one of the basic characteristics used in precision irrigation management.
Смотреть статью,
Scopus,
WOS,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

17.

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Музалевский, Константин Викторович, Ружичка, Зденек
Заглавие : Восстановление температуры поверхности тундровой почвы на основе поляриметрических данных радиометра AMSR2 спутника GCOM-W1
Место публикации : Совр. пробл. дистан. зондир. Земли из космоса. - 2019. - Т. 16, № 4. - С. 293-297. - ISSN 2070-7401 (ISSN), DOI 10.21046/2070-7401-2019-16-4-293-297. - ISSN 2411-0280 (eISSN)
Примечания : Библиогр.: 6. - Исследование выполнено при финансовой поддержке Программы II.12.1. приоритетных направлений и программ фундаментальных исследований СО РАН.
Аннотация: В настоящем кратком сообщении предлагается полуэмпирический метод дистанционной оценки температуры поверхности тундровой почвы на основе поляриметрических данных радиометра AMSR2, установленного на спутнике GCOM-W1. С использованием простой модели радиотеплового излучения, полученной на основе закона Кирхгофа в приближении диэлектрически однородного изотермического полупространства, задача сведена к нахождению эффективной температуры и отражательной способности подстилающей поверхности из двух измеренных значений радиояркостной температуры на вертикальной и горизонтальной поляризации и частоте 6,9 ГГц. Однозначность обратной задачи была обеспечена за счёт установленной линейной связи между обратными величинами поляризационного индекса и разностью отражательных способностей, измеренных на горизонтальной и вертикальной поляризациях. Калибровка двух параметров этой линейной регрессии была выполнена на двух тестовых участках Северного склона Аляски в течение 7 лет с 2012 по 2018 г. В результате было показано, что восстановленные значения температуры почвы со стандартным отклонением около 3,0 К и коэффициентом корреляции 0,83 соответствуют температурам поверхности почвы, которые были измерены метеостанциями на двух калибровочных и двух дополнительных тестовых участках, расположенных в различных ландшафтных условиях арктической тундры.The paper proposes a semi-empirical method for remote sensing of surface temperature of tundra soil based on polarimetric data of the AMSR2 radiometer installed on GCOM-W1 satellite. Using a simple microwave emission model based on the Kirchhoff law and obtained for a dielectric-homogeneous isothermal half-space, the problem was reduced to retrieving of the effective temperature and reflectivity of observed surface from two brightness temperatures measured at the vertical and horizontal polarization at a frequency of 6.9 GHz. The uniqueness of the inverse problem was ensured by the established linear relation between the inverse values of the polarization index and the difference in reflectivity, measured at the horizontal and vertical polarizations. The calibration of two parameters of the linear regression was performed on two test sites in the North Slope of Alaska for 7 years from 2012 to 2018. As a result, it was shown that the recovered soil temperature values with a standard deviation of about 3.0 K and a correlation coefficient of 0.83 corresponded to the temperature of the soil surface, as measured by weather stations, on four test sites located in different landscape conditions of the Arctic tundra. Two of the four test sites were additional to the calibration ones.
Смотреть статью,
РИНЦ,
Scopus,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

18.

Вид документа : Статья из сборника (выпуск продолж. издания)
Шифр издания :
Автор(ы) : Mironov V. L., Kosolapova L. G., Fomin S. V., Savin I. V., Muzalevskiy K. V.
Заглавие : Dielectric model for thawed and frozen organic soils at 1.4 GHz
Коллективы : IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium
Место публикации : International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS): IEEE, 2018. - Vol. 2018-July: 38th Annual IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium, IGARSS 2018 (22 July 2018 through 27 July 2018, ) Conference code: 141934. - Ст.8518443. - P.7180-7183. - , DOI 10.1109/IGARSS.2018.8518443
Примечания : Cited References: 6. - The study was supported by a grant from the Russian Foundation for Basic Research (project № 16-05-00572), and project №0356-2018-0060.
Ключевые слова (''Своб.индексиров.''): 1.4 ghz--dielectric model--moisture--organic soils--remote sensing--temperature--thawed and frozen soils
Аннотация: Dielectric measurements of organic soils for five samples with different contents of organic matter are carried out in the temperature range from -30 °C to 25 °C in a wide frequency range from 0.45 to 16 GHz. On their basis, a simple single-frequency dielectric model of thawed and frozen organic soils has been created to calculate the complex relative permittivity of thawed and frozen organic soils, depending on the moisture, temperature and organic matter content at 1.4 GHz.
Смотреть статью,
Scopus,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

19.

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Muzalevskiy K. V.
Заглавие : Temperature dependence of the backscattering coefficient measured by ALOS PALSAR during cooling and heating of tundra topsoil
Место публикации : Журн. радиоэлектрон. - 2019. - № 11. - ISSN 1684-1719 (eISSN), DOI 10.30898/1684-1719.2019.11.19; J. Radio Electron.
Примечания : Cited References: 11. - The study was performed thanks to the Program of SB RAS (project No.0356-2019-0004), JAXA project No.PI 1422002.
Аннотация: In this paper, dependences of backscattering coefficient on Arctic tundra soil temperature were investigated. The backscattering coefficient was measured by ALOS PALSAR (1.3GHz) over areas near to Imnaviat weather station in the North Slope of Alaska in the period from January 12, 2009 to April 20, 2011. It has been experimentally and theoretically shown that there is a strong correlation relationship no worse than 0.76 between the surface soil temperature measured by weather stations and backscattering coefficient. The variations of the backscattering coefficient was found to be about 5-6 dB over the test site when soil surface temperature changes from -10°С to 10°С. This study contributes to further understanding the processes of scattering of frozen Arctic soils that is pertinent to developing new remote sensing algorithms for the permafrost region.В данной работе представлены результаты исследования температурной зависимости коэффициента обратного радарного рассеяния, измеренного ALOS (PALSAR) на частоте 1,26ГГц, для тундрового тестового участка, расположенного на Северном склоне Аляски вблизи метеорологической станции Имнавиат. Экспериментально и теоретически показано, что температура поверхности почвы, измеренная метеостанцией в период с 12 января 2009 года по 20 апреля 2011 года, и коэффициент обратного рассеяния нелинейно зависят друг от друга с квадратом коэффициента корреляции 0,76. Данная зависимость удовлетворительно может быть описана моделью рассеяния Оха и температурно-зависимой диэлектрической моделью талых и мёрзлых тундровых почв с высоким содержанием органического вещества. Показано, что в диапазоне изменений температуры поверхности почвы от -10°С до 10°С вариации коэффициента обратного рассеяния на испытательном участке не превышают 5-6 дБ. Данное исследование способствует дальнейшему пониманию процессов рассеяния микроволн мерзлыми арктическими почвами, с целью разработки новых алгоритмов дистанционного зондирования Арктических регионов.
Смотреть статью,
РИНЦ,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

20.

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Музалевский, Константин Викторович
Заглавие : Возможности дистанционного зондирования профилей влажности почв на основе поляриметрических наблюдений обратного рассеяния волн в P- и C-диапазонах частот
Место публикации : Совр. пробл. дистан. зондир. Земли из космоса. - 2019. - Т. 16, № 5. - С. 203-216. - ISSN 2070-7401, DOI 10.21046/2070-7401-2019-16-5-203-216. - ISSN 2411-0280 (eISSN)
Примечания : Библиогр.: 44. - Исследование предельной глубины зондирования и восстановление влажности почвы в L-диапазоне частот для сигналов GPS, ГЛОНАСС выполнено в рамках проекта No 0356-2019-0004 СО РАН, методика измерения профилей влажности на двух частотах 435 МГц и 5,4 ГГц получена в рамках проекта Российского фонда фундаментальных исследований No 18-05-00405.
Аннотация: В данной теоретической работе предложен двухчастотный поляриметрический метод измерения профилей влажности в поверхностном слое агропочв толщиной до 30 см. Рассмотрен случай монотонного изменения влажности почвы с глубиной для профилей, которые измерялись в течение 37 дней после орошения. В качестве исходных значений сечений обратного радарного рассеяния выступали величины, рассчитанные на согласованных поляризациях методом Кирхгофа в скалярном приближении и методом малых возмущений на частотах 5,4 ГГц и 435 МГц соответственно. В этих расчётах использовались экспериментальные профили влажности и спектроскопическая рефракционная модель комплексной диэлектрической проницаемости для почвы с содержанием глинистой фракции, равной 14 %. Профили влажности почвы восстанавливались в ходе решения обратной задачи, информативным признаком в которой были отношения сечений обратного рассеяния на согласованных поляризациях, рассчитанные на двух частотах для измеренного и модельного профилей влажности почвы. В качестве модельного профиля влажности почвы выступала экспоненциальная функция. Среднеквадратичное отклонение и квадрат коэффициента корреляции между восстановленными и измеренными значениями влажности в поверхностном слое почвы толщиной 30 см оказались равны 0,01 см3/см3 и 0,92 соответственно. Выводы работы справедливы также и в случае бистатической конфигурации схемы зондирования. Исследование показывает перспективность разработки многочастотных радиолокационных систем комбинированного СВЧ- и дециметрового диапазонов для дистанционного зондирования профилей влажности почв.In this theoretical work, a two-frequency polarimetric method is proposed for measuring moisture profiles in topsoil 30 cm thick. The problem was considered for monotonic moisture profiles, which were measured during 37 days after soil irrigation. Original values of co-polarization backscattering coefficients were calculated in scalar approximation by the Kirchhoff method and small perturbations method at a frequency of 5.4 GHz and 435 MHz, respectively. Experimentally measured moisture profiles and dielectric model of soil with a clay content of 14 % were used in the calculations. Soil moisture profiles were retrieved in the course of solving the inverse problem for the two frequencies, the cost function in which was selected as ratio of co-polarized HH-VV backscattering coefficients. Exponential function was used for modeling soil moisture profile. Standard error and square of correlation coefficient between the retrieved and measured values of soil moisture were found to be 0.01 cm3/cm3, and 0.92, respectively. These estimates were made for topsoil 30 cm thick. The obtained results remain suitable for the bistatic configuration of radar measurements. The study shows that the success of remote sensing of moisture profiles in the arable topsoil depends on selection of frequency range of radar. In this regard radar measurements are most expedient to carry out simultaneously at several frequencies of the ultra and super high frequency bands.
Смотреть статью,
РИНЦ,
Scopus,
Читать в сети ИФ
Найти похожие