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 (1)

Формат представления найденных документов:
полный	информационный	краткий

Отсортировать найденные документы по:
автору	заглавию	году издания	типу документа

Поисковый запрос: (<.>K=влажность<.>)

Общее количество найденных документов : 29
Показаны документы с 1 по 20

Тестирование в микроволновом диапазоне спектроскопической диэлектрической модели влажных почв, использующей в качестве входных параметров содержание глинистой фракции и влажность / С. В. Фомин, В. Л. Миронов, Л. Г. Косолапова // Изв. вузов. Физика. - 2008. - Т. 51, № 9/2. - С. 93-97

Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН

Доп.точки доступа:
Фомин, Сергей Викторович; Fomin, S. V.; Миронов, Валерий Леонидович; Mironov, V. L.; Косолапова, Людмила Георгиевна; Kosolapova, L. G.
}
Найти похожие

Бобров, Павел Петрович.
Статистический анализ данных спутника SMOS о яркостной температуре территории юга Омской области и Северного Казахстана / П. П. Бобров, В. Л. Миронов, А. С. Ященко // Изв. вузов. Физика. - 2012. - Т. 55, № 8/3. - С. 142-144
Кл.слова (ненормированные):
микроволновая радиометрия -- влажность почв
Аннотация: Изучено около 400 радиометрических снимков SMOS на частоте 1,4 ГГц. Проведен анализ данных уровня 1с, привязанных к координатной сетке и обработанных с учётом влияния атмосферы. Обнаружено, что значительные отклонения от стандартной угловой зависимости наблюдаются для территории Северного Казахстана. Показано, что для этой же территории наблюдаются аномально высокие значения яркостной температуры (более 400 К). Проведен анализ временных рядов яркостной температуры в периоды оттаивания и высыхания почвы. Выявлено отклонение значений диэлектрической проницаемости почвы, приводимых на Level 2, от измеренных в лабораторных условиях.

Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН

Доп.точки доступа:
Миронов, Валерий Леонидович; Mironov, V. L.; Ященко, Александр Сергеевич; Bobrov P.P.
}
Найти похожие

    Швецов, Е. Г.
    Исследование применимости данных SMOS для оценки уровня пожарной опасностина территории Красноярского края / Е. Г. Швецов, З. Ружичка, В. Л. Миронов // Вестник СибГАУ. - 2013. - № 2. - С. 110-115
   Перевод заглавия: Investigation of possibilities of using SMOS data for fire danger assessment at the territory of Krasnoyarsk region
Кл.слова (ненормированные):
спутник SMOS -- влажность поверхности Земли -- пожарная опасность -- satellite SMOS -- soil moisture -- fire danger
Аннотация: Представлены результаты корреляционного анализа влажности поверхности Земли по данным спутника SMOS и уровня пожарной опасности по условиям погоды, рассчитанного по данным наземных метеостанций, расположенных на территории Красноярского края. Для центральных и южных районов края между измеряемой влажностью поверхности и уровнем пожарной опасности получены значения коэффициентов корреляции, равные –0,45…–0,7. В то же время для северных районов края коэффициенты корреляции имели близкие к нулю или положительные значения. С использованием классификатора GLC2000 определены типы растительности в рассмотренных районах. Сделан вывод, что временные ряды влажности поверхности, полученные по данным спутника SMOS, удовлетворительно описывают динамику изменения уровня пожарной опасности только для территорий, занятых не лесными типами растительности.
The results of correlation analysis of soil moisture, according to SMOS satellite data, and fire danger index, calculated from data measured by weather stations, within the territory of Krasnoyarsk region are presented. For the centraland southern parts of Krasnoyarsk region the values of correlation coefficients between soil moisture and fire danger were –0.45…–0.7. At the same time, correlation coefficients were close to zero or had positive values at the northern area of the region. Vegetation types were identified using GLC2000 classification. It was concluded that time series of soil moisture, obtained by satellite SMOS, satisfactory describe the dynamics of change of level of fire danger indices just for the territories covered by non-forest types of vegetation.

Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН

Доп.точки доступа:
Ружичка, Зденек; Ruzicka, Z.; Миронов, Валерий Леонидович; Mironov V. L.
}
Найти похожие

Музалевский, Константин Викторович.
Измерение влажности талой почвы арктической тундры радиометром MIRAS космического аппарата SMOS / К. В. Музалевский, В. Л. Миронов // Изв. вузов. Физика. - 2013. - Т. 56, № 10/3 : Физика взаимодействия электромагнитного излучения с веществом. Тематический вып. - С. 85-87. - Работа выполнена в рамках базовой программы II. 10.1: Радиофизические методы диагностики окружающей среды СO РАН
Кл.слова (ненормированные):
SMOS -- АРКТИЧЕСКАЯ ПОЧВА -- ВЛАЖНОСТЬ ПОЧВЫ -- РАДИОЯРКОСТНАЯ ТЕМПЕРАТУРА -- КОМПЛЕКСНАЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ
Аннотация: Разработана космическая информационная технология дистанционного зондирования влажности поверхностного слоя талого почвенного покрова арктической тундры. В качестве исходной информации использовались данные о радиояркостной температуры поверхности почвенного покрова тундры в районе оз. Туулик, Северный склон Аляски, измеренные с помощью радиометра MIRAS, установленного на космическом аппарате SMOS. Алгоритм восстановления влажности почвы из радиояркосной температуры основан на модели радиотеплового излучения и диэлектрической модели тундровой почвы. Показано, что погрешность восстановленной влажности почвы с использованием предлагаемого алгоритма существенно меньше, чем при использовании действующего алгоритма SMOS.

РИНЦ,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН

Доп.точки доступа:
Миронов, Валерий Леонидович; Mironov, V. L.; Muzalevskiy K. V.
}
Найти похожие

    Диагностика влажности почвы с использованием поляризационных рефлектограмм сигналов ГЛОНАСС и GPS / В. Л. Миронов, А. В. Сорокин, М. И. Михайлов // Вестник СибГАУ. - 2013. - № 5. - С. 107-109
   Перевод заглавия: Determination of soil moisture using polarization reflectogram of GLONASS- and GPS-signals
Кл.слова (ненормированные):
интерференция -- рефлектограмма -- поляризация -- сигналы навигационных спутников -- влажность -- поверхностный слой -- почва -- interference -- trace -- polarization -- the signals of navigation satellites -- humidity (wet) -- surface layer of soil
Аннотация: Получены интерференционные рефлектограммы почвы в натурных условиях с использованием регистрации сигналов излучения группировок навигационных спутников ГЛОНАСС и GPS приемными антеннами с разными поляризационными характеристиками. Разработан и апробирован алгоритм восстановления влажности поверхностного слоя почвы и его геометрических характеристик на основе использованием пространственного отбора и статистической обработки временных зависимостей рефлектограмм. Использована обобщенная температурно-минералогически зависимая диэлектрическая модель для влажных почв. Показано, что использование дипольных антенн в методе интерференционной рефлектометрии более эффективно для восстановления почвенной влажности.
The authors present the received interference reflectograms of soil in natural conditions with the use of registration of the signals of radiation of the constellations of navigation satellites GLONASS and GPS by receiving aerials with different polarizing characteristics. The algorithm of restoration of humidity (wet) in the surface soil layer and its geometry is designed and evaluated on the basis of the use of spatial selection and the statistical processingof time dependences of the reflectograms. The generalized refractive dielectric model for wet soils was used. It is shown that the use of dipole aerials in the method of interferential reflectometry is more efficient for reconditioning of the soils moisture.

Смотреть статью,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН

Доп.точки доступа:
Миронов, Валерий Леонидович; Mironov, V. L.; Сорокин, Анатолий Васильевич; Sorokin, N. D.; Михайлов, Михаил Иванович; Фомин, Сергей Викторович; Fomin, S.V.; Музалевский, Константин Викторович; Muzalevskiy, K. V.
}
Найти похожие

Миронов, Валерий Леонидович.
Диэлектрическая модель влажных почв для радиометра AMSR-E космического аппарата AQUA / В. Л. Миронов, Л. Г. Косолапова, Е. А. Рудакова // Изв. вузов. Физика. - 2013. - Т. 56, № 10/3 : Физика взаимодействия электромагнитного излучения с веществом. - С. 79-81. - Работа выполнена в рамках базовой программы II. 10.1: Радиофизические методы диагностики окружающей среды СО РАН
Кл.слова (ненормированные):
6.9 ГГЦ -- ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ -- ВЛАЖНОСТЬ ПОЧВЫ
Аннотация: Предлагается диэлектрическая модель влажных почв на частоте 6,9 ГГц, которая часто используется для измерения влажности суши. Прототипом этой модели является ранее созданная В.Л. Мироновым и С.В. Фоминым спектроскопическая диэлектрическая модель, которая в настоящее время функционирует на спутнике SMOS. Исключение частотной зависимости позволило создать простую диэлектрическую модель влажной почвы, которая рассчитывает комплексную диэлектрическую проницаемость на частоте 6,9 ГГц в зависимости от влажности, температуры и содержания глинистой фракции в почве

РИНЦ,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН

Доп.точки доступа:
Косолапова, Людмила Георгиевна; Kosolapova, L. G.; Рудакова, Е. А.; Mironov V. L.
}
Найти похожие

    Влияние неравномерного пространственного распределения органических и минеральных типов почв, а также водных объектов на погрешность измерения температуры почвы с использованием радиометрических наблюдений в l-диапазоне / К. В. Музалевский [и др.] // Изв. вузов. Физика. - 2015. - Т. 58, № 10/3. - С. 22-24. - Библиогр.: 4. - Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ, соглашение №14-607-21-0039 . - ISSN 0021-3411
   Перевод заглавия: Influence of inhomogeneous spacial distribution of organic, mineral soils, and open water in satellite footprint on error of soil temperature retrieval
Кл.слова (ненормированные):
микроволновая радиометрия -- SMOS -- арктическая тундра -- минеральные почвы -- органические почвы -- температура почвы -- влажность почвы -- microwave radiometry -- arctic tundra -- mineral soil -- organic soil -- soil temperature -- soil moisture
Аннотация: В данной работе теоретически исследована погрешность восстановления температуры, влажности и шероховатости поверхности почвы при неравномерном пространственном распределении органических, минеральных типов почвенного покрова, а также водных объектов в пределах площадки зондирования, на основе модельных данных поляриметрических наблюдений угловых зависимостей радиояркостной температуры на частоте 1,4ГГц с использованием диэлектрических моделей органической и минеральной почвы. Показано, что при вариации доли водных объектов на площадке зондирования от 0% до 20%, лишь для мерзлых почв достигается удовлетворительная погрешность измерения температуры почвы.
In this paper we have theoretically investigated influence of inhomogeneous spacial distribution of organic, mineral soils, and open water in satellite footprint on error of soil temperature retrieval. In this paper, we have theoretically investigated influence of inhomogeneous special distribution of organic, mineral soils, and open water in satellite footprint on error of soil temperature retrieval on basis of multi-angular brightness temperature observations at 1.4GHz. It is shown that at varying of open water fraction in the area range from 0% to 20%, only in case of frozen soil, the error of soil temperature retrieval is satisfactory.

Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН

Доп.точки доступа:
Музалевский, Константин Викторович; Muzalevskiy, K. V.; Миронов, Валерий Леонидович; Mironov, V. L.; Лукин, Юрий Иванович; Lukin, Y. I.; Савин, Игорь Викторович; Savin, I. V.
}
Найти похожие

Влияние снежного покрова на погрешность восстановления температуры органо-минеральных арктических тундровых почв с использованием радиометрических наблюдений в l-диапазоне / К. В. Музалевский [и др.] // Изв. вузов. Физика. - 2015. - Т. 58, № 10/3. - С. 1-4. - Библиогр.: 4. - Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ, соглашение №14-607-21-0039 . - ISSN 0021-3411
Кл.слова (ненормированные):
Микроволновая радиометрия -- SMOS -- арктическая тундра -- минеральные почвы -- органические почвы -- температура почвы -- снежный покров -- влажность почвы
Аннотация: В данной работе теоретически показана принципиальная возможность измерения температуры почвы находящейся под слоем снежного покрова из угловых зависимостей радиояркостной температуры наблюдаемой на вертикальной и горизонтальной поляризации на частоте 1,4ГГц. Показано, что в случае, когда учитывается влияние снежного покрова погрешность восстановления температуры почвы не превышает 1,4С, в противном случае погрешность возрастает на порядок.
In this paper theoretically has been demonstrated the ability to measure soil temperature under a snow layer using angular dependences of brightness temperature observed on horizontal and vertical polarization at the frequency 1.4GHz. It is shown, that if take into account the snow cover then error of soil temperature retrieval does not exceed 1.4С, other-wise error increases by an order.

Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН

Доп.точки доступа:
Музалевский, Константин Викторович; Muzalevskiy, K. V.; Миронов, Валерий Леонидович; Mironov, V. L.; Лукин, Юрий Иванович; Lukin, Y. I.; Савин, Игорь Викторович; Savin, I. V.
}
Найти похожие

    Музалевский, Константин Викторович.
    Восстановление влажности и температуры талых минеральных почв на основе многочастотных наблюдений в полевых условиях радиояркостной температуры в микроволновом диапазоне частот / К. В. Музалевский, В. Л. Миронов // Изв. вузов. Физика. - 2015. - Т. 58, № 8/2. - С. 39-41. - Библиогр.: 3. - Работа выполнена в рамках государственного задания Минобрнауки РФ № 2.914.2014/K, при поддержке «Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности» проект №8, и проекта II.12.1.1 СО РАН . - ISSN 0021-3411
   Перевод заглавия: Multifrequency radiometric field observations of moisture content and temperature in thawed mineral soil
Кл.слова (ненормированные):
микроволновая радиометрия -- минеральные почвы -- температура почвы -- влажность почвы -- microwave radiometry -- mineral soil -- soil temperature -- soil moisture
Аннотация: В данной работе с использованием поляриметрических наблюдений радиояркостной температуры на двух углах 25 и 45 и частотах 1,4ГГц и 10,7ГГц, предложен метод измерения влажности почвы в слое толщиной 0-2см и 2-5см, а также температуры поверхностного слоя почвы на глубине 3cm. Предложенный метод основан на полуэмпирической модели радиотеплового излучения и температурно-зависимой диэлектрической модели минеральных почв, которая в настоящее время используется при интерпретации данных измерений космического аппарата SMOS.
In this paper, using the polarimetric observations of brightness temperature at the frequencies of 1,4GHz and 10,7GHz and at the viewing angles of 25 and 45, there is provided a method for soil moisture retrieving on the different depth of 0-2cm and 2-5cm in topsoil, and for soil temperature at the depth of 3cm. The proposed method is based on a semi-empirical model of microwave bare soil emission and temperature-dependent dielectric model of thawed mineral soil, which is currently used in the SMOS spacecraft.

Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН

Доп.точки доступа:
Миронов, Валерий Леонидович; Mironov, V. L.; Muzalevskiy, K. V.
}
Найти похожие

10.

    Миронов, Валерий Леонидович.
    Диэлектрическая модель талой и мерзлой органической почвы на частоте радиометра AMSR / В. Л. Миронов, Л. Г. Косолапова, И. В. Савин // Исслед. Земли из космоса. - 2015. - № 5. - С. 9-15, DOI 10.7868/S0205961415050061. - Библиогр.: 10 . - ISSN 0205-9614
   Перевод заглавия: Dielectric model of thawed and frozen organic soil at the frequency of AMSR radiometer
Кл.слова (ненормированные):
органическая почва -- влажность -- диэлектрическая модель -- талая и мерзлая почва -- радиометр AMSR -- 6.9 ГГц -- organic soil -- 6.9 GHz -- radiometer AMSR -- thawed and frozen soil -- dielectric model -- moisture
Аннотация: Создана простая одночастотная диэлектрическая модель талой и мерзлой арктической почвы для частоты 6.9 ГГц. Модель создана на основе лабораторных диэлектрических измерений образцов почвы, содержащей 80–90% органического вещества, в диапазоне гравиметрических влажностей от 0.01 до 0.942 г/г (объемных влажностей от 0.007 до 0.573 см3 /см3 ), температур – от +25 до –30°С в режиме замораживания. В качестве уравнения регрессии для измеренных значений комплексного показателя преломления почвы в зависимости от влажности использовалась рефракционная модель смеси. Из регрессионного анализа были определены комплексные показатели преломления различных компонентов почвы (минерало органической компоненты, связанной, переходной и свободной воды (льда для мерзлой почвы)), а также величины для максимально допустимого содержания связанной и переходной воды в почве при всех измеренных температурах. Получены эмпирические зависимости комплексного показателя преломления компонентов почвы и максимально допустимых содержаний различных типов воды в почве от температуры. В результате была построена модель, которая позволяет рассчитывать диэлектрическую проницаемость талой и мерзлой органической почвы в зависимости от влажности и температуры на частоте 6.9 ГГц. Среднеквадратическая ошибка для действительной части комплексной диэлектрической проницаемости почвы составила 0.20, а для мнимой – 0.22, при значениях коэффициента детерминации 0.999 и 0.995 соответственно.
A simple single frequency dielectric model of thawed and frozen arctic soil is created. The model is based on dielectric measurements of soil sample containing organic matter of 80–90%, gravity moistures ranging from 0.01 to 0.942 g/g, in the temperatures range from –30 to 25°C at the frequency of 6.9 GHz. The refractive mixture model is used as the regression equation to the measured values of the complex refractive index (CRI), depending on soil moisture. The CRIs of the various soil components (mineral organic component, bound, transition and free water) and the maximum amount of bound water and the transition in the soil at all measured temperatures were determined from regression analysis. Then the empirical dependences of soil components CRIs and the maximum quantities of the various types of water on temperature were obtained. As a result, the model was construct which allows to calculate the complex dielectric permittivity of the frozen and thawed organic soil, depending on the moisture and temperature at the frequency of 6.9 GHz. For the real and imaginary parts of CRP, the following estimates of the coefficient of determination, R2 , and the root mean square error, RMSE, were obtained: R2 = 0.999, RMSE = 0.20 (real part) and R2 = 0.995, RMSE == 0.22 (imaginary part).

РИНЦ,
Читать в сети ИФ

Переводная версия Mironov V. L. Dielectric model of thawed and frozen organic soil at the AMSR radiometer frequency [Текст] / V. L. Mironov, L. G. Kosolapova, I. V. Savin // Izv. Atmos. Ocean Phys. - 2021. - Vol. 57 Is. 12.- P.1783-1788

Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН

Доп.точки доступа:
Косолапова, Людмила Георгиевна; Kosolapova, L. G.; Савин, Игорь Викторович; Savin, I. V.; Mironov, V. L.
}
Найти похожие

11.

    Савин, Игорь Викторович.
    Температурно-зависимая многорелаксационная спектроскопическая диэлектрическая модель талой и мерзлой арктической почвы Аляски в диапазоне 0,05-16 ГГц / И. В. Савин, В. Л. Миронов // Изв. вузов. Физика. - 2015. - Т. 58, № 8/3. - С. 19-21. - Библиогр.: 4. - Работа выполнена при поддержке грантом РФФИ № 13-05-00502 . - ISSN 0021-3411
   Перевод заглавия: A temperature-dependent multi-relaxation spectroscopic dielectric model for thawed and frozen Alaska Arctic soil at 0.05-16 GHz
Кл.слова (ненормированные):
органическая почва -- влажность -- температура -- диэлектрическая модель -- талая и мерзлая почва -- organic soil -- moisture -- temperature -- dielectric model -- thawed and frozen soil
Аннотация: Разработана диэлектрическая модель талой и мерзлой арктической органической почвы Аляски (90% органики). Модель основана на диэлектрических измерениях образцов почвы с весовой влажностью от 0,01 до 0,94 г/г, плотностью сухого сложения от 0,56 до 0,67 г/см3 в диапазоне температур от 25 до -30°C (в про-цессе охлаждения) и в диапазоне частот от 0,05 до 16 ГГц. Предложенная диэлектрическая модель может быть применена в активных и пассивных СВЧ-методах дистанционного зондирования для разработки алгоритмов определения влажности и температуры почвы для богатого органикой верхнего слоя почвы в арктических регионах.
A dielectric model for thawed and frozen Arctic organic-rich soil (90% organic matter) has been developed. The model is based on soil dielectric measurements that were collected over ranges of gravimetric moisture from 0,01 to 0,94 g/g, dry soil density from 0,56 to 0,67 g/cm3, and temperature from 25 to -30°C (cooling run) in the frequency range of 0,05-16 GHz. The proposed dielectric model can be applied in active and passive microwave remote sensing techniques to develop algo-rithms for retrieving the soil moisture and the freeze/thaw state of organic-rich topsoil in the Arctic regions.

Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН

Доп.точки доступа:
Миронов, Валерий Леонидович; Mironov, V. L.; Savin, I. V.
}
Найти похожие

12.

    Восстановление влажности древесины лесного полога с использованием сигналов навигационных спутников / М. И. Михайлов [и др.] // Решетневские чтения : материалы XIX Междунар. науч. конф. : в 2-х ч... - 2015. - Ч. 1. - С. 308-310. - Библиогр.: 5. - Работа выполнена на базе Красноярского регионального центра коллективного пользования СО РАН в рамках программы фундаментальных исследований «Радиофизические методы диагностики окружающей среды» по теме «Изучение процессов поглощения и рассеяния электромагнитных волн СВЧ-диапазона лесными покровами Сибири». . - ISSN 1990-7702
   Перевод заглавия: Recovery of wood moisture for forest canopy using the signals of navigation satellites
Кл.слова (ненормированные):
влажность древесины -- лесной полог -- сигналы навигационных спутников -- коэффициент затухания -- moisture wood -- forest canopy -- signals of navigating satellites -- attenuation coefficient
Аннотация: Представлены экспериментальные данные для коэффициента ослабления сигналов навигационных спутников ГЛОНАСС и GPS в лесном пологе и оценка возможности их использования для восстановления влажности древесины.
The paper treats experimental data for the attenuation coefficient of signals from navigation satellites GLONASS and GPS in the forest canopy, and estimation the possibility of their use for determination of moisture wood.

Материалы конференции,
РИНЦ,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН

Доп.точки доступа:
Михайлов, Михаил Иванович; Mikhaylov, M. I.; Сорокин, Анатолий Васильевич; Sorokin, A. V.; Фомин, Сергей Викторович; Fomin, S. V.; Музалевский, Константин Викторович; Muzalevskiy, K. V.; "Решетневские чтения", международная научно-практическая конференция(19 ; 2015 ; нояб. ; 10-14 ; Красноярск)
}
Найти похожие

13.

    Первое применение отечественного спутника «Метеор-М» № 2 для дистанционного зондирования влажности и температуры тундровой почвы / К. В. Музалевский [и др.] // Совр. пробл. дистан. зондир. Земли из космоса. - 2017. - Т. 14, № 7. - С. 100-118, DOI 10.21046/2070-7401-2017-14-7-100-118. - Библиогр.: 26. - Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фондаментальных исследований, Правительства Красноярского края, Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности в рамках научного проекта No 16-45-242162, а также Программы II.12.1. «базовых» фундаментальных исследований СО РАН. Кроме того, хотим выразить благодарность анонимному рецензенту за замечания, которые позволили улучшить качество статьи. фунда . - ISSN 2070-7401. - ISSN 2411-0280
   Перевод заглавия: First application of Russian Meteor-M2 satellite for remote sensing of moisture and temperature of the tundra soil
Кл.слова (ненормированные):
«Метеор-М» -- микроволновая радиометрия -- модель микроволнового излучения почв -- температура почвы -- влажность почвы -- арктическая зона -- Meteor-M -- Microwave radiometry -- Model of soil microwave emission -- Soil temperature -- Soil moisture -- The Arctic zone
Аннотация: В данной работе представлены результаты дистанционного зондирования температуры и влажности талого тундрового почвенного покрова на двух тестовых участках п-ова Таймыр с использованием поляриметрических наблюдений радиояркостной температуры на частоте 10,7 ГГц радиометром МТВЗА-ГЯ спутника «Метеор-М» № 2. Расположение пикселя зондирования радиометра МТВЗА-ГЯ было выбрано в районе г. Норильска и села Хатанга на п-ове Таймыр. Исследование охватывает период с 1 января по 31 декабря 2015 г. Метод восстановления температуры и влажности почвы основан на решении обратной задачи минимизацией нормы невязки между наблюдаемыми и рассчитанными значениями радиояркостной температуры. Расчет радиояркостной температуры проведен с использованием полуэмпирической модели радиотеплового излучения, параметры которой были предварительно откалиброваны на тестовых участках в районе г. Норильска и села Хатанга, а также модели комплексной диэлектрической проницаемости почвы с высоким содержанием органического вещества. Модель комплексной диэлектрической проницаемости почвенного покрова была создана в лабораторных условиях с использованием методов диэлектрической спектроскопии почвенных образцов, отобранных на тестовом участке в районе г. Норильска. Среднеквадратическое отклонение между восстановленными и измеренными значениями температуры и влажности почвы оказались не более 6,5 °С и 0,06 см3/см3 соответственно. Полученный результат указывает на перспективность использования поляриметрических наблюдений радиояркостной температуры на частоте 10,7 ГГц радиометром МТВЗА-ГЯ отечественного спутника «Метеор-М» № 2 для измерения температуры и влажности арктической тундровой почвы.
This paper presents the results of remote sensing of temperature and moisture of thawed tundra soil on two test sites of the Taimyr Peninsula using polarimetric observations of the brightness temperature at a frequency of 10.7 GHz by the MTVZA-GY radiometer of the Meteor-M2 satellite. The footprints of the MTVZA-GY radiometer were chosen in the areas of Norilsk and Khatanga cities on the Taimyr Peninsula. The study covers the period from January 1 to December 31, 2015. The retrieving method of soil temperature and soil moisture is based on solving an inverse problem by minimizing the norm between observed and calculated values of the brightness temperature. The calculation of the brightness temperature was carried out using a semi-empirical model of microwave emission, the parameters of which were previously calibrated on the test areas of Norilsk and Khatanga cities, as well as using permittivity model of tundra soil with a high content of organic matter. The permittivity model of tundra soil was created in laboratory conditions using methods of dielectric spectroscopy and soil samples, which were taken at a test area close to Norilsk city. The root-mean-square error between the retrieved and measured values of soil temperature (soil moisture) were no more than 6.5 °C (0.06 cm3/cm3). The obtained results indicates the prospect of using polarimetric observations of the brightness temperature at a frequency of 10.7 GHz by the MTVZA-GY radiometer on Russian Meteor-M2 satellite to measure the surface temperature and moisture of the Arctic tundra soil.

Смотреть статью,
Смотреть статью,
РИНЦ,
Scopus,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН- обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН, Красноярск, Россия
Сибирский Центр "НИЦ "Планета", Новосибирск, Россия
Научно-исследовательский институт сельского хозяйства и экологии Арктики, Норильск, Россия

Доп.точки доступа:
Музалевский, Константин Викторович; Muzalevskiy, K. V.; Ружичка, Зденек; Ruzicka, Z.; Savin, I. V.; Савин, Игорь Викторович; Захватов, М. Г.; Гончаров, В. В.; Сариев, А. Х.; Каравайский, Андрей Юрьевич; Karavaysky, A. Yu.
}
Найти похожие

14.

    Музалевский, Константин Викторович.
    Возможности бистатической радиолокации пространственных вариаций влажности и рельефа поверхности почвенного покрова на основе сигналов ГЛОНАСС и GPS / К. В. Музалевский, М. И. Михайлов, В. Л. Миронов // Совр. пробл. дистан. зондир. Земли из космоса. - 2018. - Т. 15, № 5. - С. 75-82, DOI 10.21046/2070-7401-2018-15-5-75-82. - Библиогр.: 6. - Исследование выполнено при финансовой поддержке Программы II.12.1. «базовых» фундаментальных исследований СО РАН, теоретические оценки возможности измерения пространственных вариаций влажности поверхности почвы выполнены в рамках проекта РФФИ № 18-05-00405а. . - ISSN 2070-7401
   Перевод заглавия: Possibilities of bistatic radiolocation of spatial variations of soil moisture and topography of soil surface based on GLONASS and GPS signals
Кл.слова (ненормированные):
глобальные навигационные спутниковые системы -- ГЛОНАСС -- GPS -- рефлектометрия -- влажность почвы -- рельеф -- global navigation satellite systems -- GLONASS -- GPS -- reflectometry -- soil moisture -- topography
Аннотация: В данной работе предложена методика дистанционного измерения пространственных вариаций рельефа и влажности поверхности почвенного покрова на основе регистрации интерференции сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) ГЛОНАСС и GPS вблизи поверхности почвенного покрова. Предложенная методика основана на зависимости мгновенных значений амплитуды и фазы интерференционной диаграммы сигналов ГНСС от влажности и высоты поверхности почвенного покрова вдоль траектории центра эффективной площадки зондирования по мере возвышения спутника ГНСС над горизонтом. В ходе теоретического моделирования показана возможность восстановления пространственных профилей высоты и влажности поверхности почвенного покрова из интерференционных диаграмм сигналов ГНСС, регистрируемых на частоте L1 (~1,6 ГГц). Значения среднеквадратического отклонения между восстановленными и заданными величинами высоты и влажности поверхности почвенного покрова оказались не более 0,3 см и 0,006 см3/см3 соответственно. Предложенная методика была протестирована в ходе эксперимента по восстановлению рельефа местности из интерференционных диаграмм сигналов ГНСС в полевых условиях на сельскохозяйственном поле в районе Красноярска. Среднеквадратическая погрешность и коэффициент корреляции между восстановленными значениями высоты рельефа поверхности почвенного покрова и данных контактных измерений оказались равны 0,04 и 0,87 м соответственно.
In this paper, we propose a method for remote sensing of spatial variations in the topography and moisture of soil surface based on recording of interference of global navigation satellite systems (GNSS) signals GLONASS and GPS near the surface of soil. The proposed technique is based on the dependence of the instantaneous values of amplitude and phase of interference diagram of GNSS signals from soil moisture and local height of soil surface along the trajectory of footprint center as the GNSS satellite rises above the horizon. In the course of theoretical modeling, the possibility of retrieving spatial height and moisture profiles of soil surface from interference diagrams of GNSS signals recorded at a frequency of L1 (~1.6 GHz) is shown. The root-mean-square error between the retrieved and given values of spatial height and moisture profiles of the soil surface was not more than 0.3 cm and 0.006 cm3/cm3, respectively. The proposed technique was tested during experiment on field measurement from interference diagrams of GNSS signals recorded at an agricultural field in vicinity of Krasnoyarsk. The root-mean-square error and the correlation coefficient between the retrieved values of the relief heights relative to contact measured, appeared to be of 0.04 m and 0.87, respectively.

Смотреть статью,
РИНЦ,
Scopus,
Читать в сети ИФ,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Институт физики им. Л. В. Киренского СО РАН

Доп.точки доступа:
Михайлов, Михаил Иванович; Mikhailov, M. I.; Миронов, Валерий Леонидович; Mironov, V. L.; Muzalevskiy, K. V.
}
Найти похожие

15.

    Музалевский, Константин Викторович.
    Измерение влажности и температуры почвы на основе интерференционного приёма линейно-поляризованных сигналов ГЛОНАСС и GPS / К. В. Музалевский, М. И. Михайлов // Совр. пробл. дистан. зондир. Земли из космоса. - 2018. - Т. 15, № 4. - С. 155-165, DOI 10.21046/2070-7401-2018-15-4-155-165. - Библиогр.: 18. - Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты No 18-05-00405, 0356-2018-0060), а также Программы II.12.1. «базовых» фундаментальных исследований СО РАН. . - ISSN 2070-7401
   Перевод заглавия: Measurement of soil moisture and temperature based on interference reception of linearly-polarized GLONASS and GPS signals
Кл.слова (ненормированные):
глобальные навигационные спутниковые системы -- ГЛОНАСС -- GPS -- рефлектометрия -- влажность почвы -- температура почвы -- сельскохозяйственные почвы -- арктические тундровые почвы -- Global navigation satellite systems -- GLONASS -- GPS -- Reflectometry -- Soil moisture -- Soil temperature -- Agricultural soils -- Arctic tundra soils
Аннотация: В данной работе представлены результаты теоретического исследования возможностей дистанционного зондирования влажности талой сельскохозяйственной, влажности и температуры мёрзлой тундровой почв на основе измерения отношения коэффициентов отражения линейно-поляризованных волн (поляризационный индекс) из интерференционных диаграмм сигналов ГЛОНАСС и GPS, регистрируемых вблизи поверхности Земли на частотах 1,2 и 1,6 ГГц. В приближении метода Кирхгофа оценены диапазоны углов возвышения спутников над горизонтом (0–55°), в пределах которых существенна доля когерентной составляющей над диффузной при рассеянии в зеркальном направлении сигналов ГЛОНАСС и GPS шероховатой поверхностью почвенного покрова. В ходе решения прямой задачи моделировался «измеренный» поляризационный индекс отражённых волн (с добавлением случайной величины, распределённой по нормальному закону) на двух частотах 1,2 и 1,6 ГГц с использованием типичных профилей влажности и температуры естественно сложенных почв. Показано, что поляризационный индекс недостаточно чувствителен для восстановления слоистой структуры влагосодержания в талой и температуры в мёрзлой почвах на фоне шумов (1,5–2 дБ) регистрируемых интерференционных диаграмм. Обратная задача по восстановлению влажности и температуры почвы из «измеренного» поляризационного индекса решалась в приближении диэлектрически-однородного почвенного полупространства. Показано, что для всех рассмотренных профилей вне зависимости от используемой частоты сигналов максимальная погрешность восстановления влажности и температуры почвы не превышает 0,03 см3/см3 и 1 °С относительно соответствующих средних величин, рассчитанных для поверхностного слоя почвы 1 см.
This paper presents the results of a theoretical study of the potential for remote sensing of moisture of agricultural thawed soil, moisture and temperature in tundra frozen soil based on measurement of the ratio between reflection coefficients on linear-orthogonal polarizations (polarization index) from the interference patterns of GLONASS and GPS signals recorded near the Earth's surface at frequencies of 1.2 and 1.6 GHz. The ranges of satellites elevation angles within which the coherent component exceeds the diffuse part in the mirror scattering of GLONASS and GPS signals by the surface roughness were estimated by Kirchhoff's method. In the course of solving the direct problem, the "measured" polarization index of reflected waves was simulated (with addition of a random variable distributed according to the normal law) at two frequencies of 1.2 and 1.6 GHz using typical moisture and temperatures profiles of soils. It is shown that the polarization index is not sensitive enough to retrieve the layered structure of moisture in thawed and temperature profile in frozen soil, against the background noise (1.5-2 dB) of the recorded interference diagrams. The inverse problem of soil moisture and soil temperature retrieval from the "measured" polarization index was solved in the approximation of dielectrically-homogeneous half-space. It is shown that for all the profiles examined, regardless of frequency of GNSS signals, the maximum error in soil moisture and soil temperature retrieval does not exceed 0.03 cm3/cm3 and 1 °C, relative to the corresponding average values calculated for the topsoil of 1 cm.

Смотреть статью,
РИНЦ,
Scopus,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Институт физики им. Л. В. Киренского СО РАН, Красноярск, Россия

Доп.точки доступа:
Михайлов, Михаил Иванович; Mikhailov, M. I.; Muzalevskiy, K. V.
}
Найти похожие

16.

    Музалевский, Константин Викторович.
    Особенности радиотеплового излучения мёрзлых тундровых почв в L-диапазоне частот / К. В. Музалевский // Журн. радиоэлектрон. : электронный журнал. - 2018. - № 12. - Ст. 13, DOI 10.30898/1684-1719.2018.12.13. - Библиогр.: 30 . - ISSN 1684-1719
   Перевод заглавия: Features of microwave emission of frozen tundra active topsoils in the L-band
Кл.слова (ненормированные):
радиометрия -- Арктика -- радиояркостная температура -- деятельный слой -- диэлектрическая проницаемость -- органические почвы -- температура почв -- влажность почв -- radiometry -- Arctic -- radio-brightness temperature -- active layer -- permittivity -- organic soils -- soil temperature -- soil moisture
Аннотация: В данной работе на основе модифицированной когерентной модели радиотеплового излучения, обобщенной диэлектрической модели почв с высоким содержанием органического вещества изучаются особенности радиотеплового излучения диэлектрически неоднородных неизотермичных тундровых мёрзлых почв на частоте 1,4 ГГц в зависимости от их плотности, влажности и вертикального распределения температуры в поверхностной части деятельного слоя. Показано, что предельная глубина зондирования поверхностной части деятельного слоя тундровых мёрзлых почв зависит от формы профилей температуры, полной объемной влажности и плотности сухого сложения почвы. Исследованы преимущества поляриметрических угловых наблюдений радиояркостной температуры для целей измерения глубинного распределения температуры в поверхностной части деятельного слоя почвы. Дана оценка возможных погрешностей измерения распределения температуры в поверхностной части деятельного слоя почвы.
In this paper, a coherent model of thermal microwave emission is proposed, which allows, with an error not worse than 0.51 K and a Pearson coefficient of 0.999, to describe the brightness temperature of a non-isothermal active layer with a layered dielectric constant structure. At a frequency of 1.4 GHz the features of radio-thermal emission of the active tundra topsoil with a high content of organic matter were researched depending on the bulk dry density, moisture content and profile of soil temperature. The proposed coherent model of radiothermal emission and a generalized dielectric model of tundra soil with a high content of organic matter were used in this research. It has been established that the magnitude of the polarization index at fixed values of soil density and moisture is determined only by the surface temperature of the topsoil and does not depend on the kind of temperature profile. The effective temperature of the soil carries the basic information about the heterogeneous structure of the active layer. It is shown that the possibility of identifying various soil temperature profiles, as well as measuring the temperature distribution in the surface part of the active layer of tundra soil can be carried out on the basis of polarimetric angular-dependencies of the radio-brightness temperature with an error of about 3K. At the same time, polarimetric angular-dependencies of brightness temperature also make it possible to determine the sign of the gradient of temperature profiles in the active topsoil. The accuracy of measuring of the soil temperature is limited by the accuracy of radio-brightness temperature observation, the uncertainty of soil moisture and density in the footprint area. If the volumetric soil moisture is known with an error of 0.04 cm3/cm3 or the soil density - with an error of 0.1 g/cm3, then the error in temperature retrieval increases by factors of 2 and 1.5, respectively, in the soil moisture range of 0.2-0.4 cm3/cm3 and 0.4-0.6 cm3/cm3. It is shown that for characteri stic temperature gradients of 0.4-1ºС/cm in the active topsoil thickness of 10 cm the thickness of the tundra soil layer forming the thermal radiation decreases by factor of 2.5 from 10cm to 4 cm at increasing of surface soil temperature from -30ºС ÷ -20º С to -10º С ÷-5º С in the case of given values of soil density and moisture of 0.15 g/cm3 and 0.42 cm3/cm3, respectively. For all the temperature profiles considered, the thickness of the emission layer linearly decreases by factor of 1.5 with an increasing of soil moisture content by factor of 3 from 0.2 cm3/cm3 to 0.6 cm3/cm3, and with an increasing of soil density more than 10 times from 0.05 cm3/cm3 to 0.8 cm3/cm3, the thickness of the emission layer decreases by factor of 3. In the future, the authors plan to investigate issues related to the formation of radio-thermal emission from the active layer of frozen soils, taking into account the density and moisture profiles in the organic and mineral horizon of the tundra active topsoil.

Смотреть статью,
РИНЦ,
Читать в сети ИФ,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН, 660036, г. Красноярск, ул. Академгородок, 50/38

Доп.точки доступа:
Muzalevskiy, K. V.
}
Найти похожие

17.

    Миронов, Валерий Леонидович.
    Спектроскопическая многорелаксационная диэлектрическая модель талых и мерзлых арктических почв, учитывающая зависимости от температуры и содержания органического вещества / В. Л. Миронов, И. В. Савин // Исслед. Земли из космоса. - 2019. - № 1. - С. 62-73, DOI 10.31857/S0205-96142019162-73. - Библиогр.: 17 . - ISSN 0205-9614
   Перевод заглавия: Spectroscopic multi-relaxation dielectric model of thawed and frozen arctic soils considering dependence on temperature and organic matter content
Кл.слова (ненормированные):
диэлектрическая модель -- влажность -- температура -- органическая почва -- дистанционное зондирование -- влажная почва -- Dielectric model -- Moisture -- Temperature -- Organic soil -- Remote sensing -- Wet soil
Аннотация: В статье представлена температурная спектроскопическая диэлектрическая модель влажных почв, разработанная на основе измерений шести талых и мерзлых арктических почв с различным содержанием органического вещества, от 30 до 90%. Созданная модель позволяет прогнозировать значения комплексной диэлектрической проницаемости влажной почвы, которые хорошо соответствуют данным диэлектрических измерений. Она применима в диапазоне частот от 0.05 до 15 ГГц, диапазоне температур от -30° до +25 °C, диапазоне влажностей от 0.009 до 1.001 г/г и может быть рекомендована к использованию в алгоритмах дистанционного зондирования (ДЗ) влажности и температуры почвенного покрова с использованием данных космического радиометрического и радарного зондирования.
The article presents the temperature spectroscopic dielectric model of moist soils, developed on the basis of measurements of six thawed and frozen Arctic soils with different contents of organic matter, from 30 to 90%. This model allows predicting the complex permittivity values of moist soil, which are in good agreement with the data of dielectric measurements. The model is applicable in the frequency range from 0.05 to 15 GHz, the temperature range from –30° to +25 °C, the humidity range from 0.009 to 1.001 g/g. The model for use in remote sensing algorithms of humidity and soil temperature using space radiometric and radar sensing data can be recommended.

Смотреть статью,
РИНЦ,
Scopus,
Читать в сети ИФ

Переводная версия Mironov V. L. Spectroscopic Multirelaxation Dielectric Model of Thawed and Frozen Arctic Soils Considering the Dependence on Temperature and Organic Matter Content [Текст] / V. L. Mironov, I. V. Savin // Izv. Atmos. Ocean. Phys. - 2019. - Vol. 55 Is. 9.- P.986-995

Держатели документа:
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук", 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50

Доп.точки доступа:
Савин, Игорь Викторович; Savin, I. V.; Mironov, V. L.
}
Найти похожие

18.

    Музалевский, Константин Викторович.
    Сверхширокополосное импульсное зондирование слоистой структуры снежно-почвенного покрова. Экспериментальное исследование / К. В. Музалевский, С. В. Фомин // Журн. радиоэлектрон. : электронный журнал. - 2020. - № 8. - Ст. 5, DOI 10.30898/1684-1719.2020.8.15. - Библиогр.: 34. - Работа выполнена в рамках проекта РФФИ № 19-45-240010 . - ISSN 1684-1719
   Перевод заглавия: Ultra-wideband impulse sensing of the layered structure of the snow-soil cover. Experimental research
Кл.слова (ненормированные):
радиолокация -- СШП импульсы -- влажность почвы -- температура почвы -- талое и мёрзлое состояние почвы -- снежный покров -- водный эквивалент снежного покрова -- диэлектрическая проницаемость -- radiolocation -- ultrawideband pulses -- soil moisture -- soil temperature -- thawed and frozen state of the soil -- snow cover -- water equivalent of snow cover -- dielectric constant
Аннотация: В данной работе экспериментально исследованы процессы отражения сверхширокополосного (СШП) импульса длительностью около 0,3 нс от талой и мёрзлой почвы в ходе естественного накопления и таяния снежного покрова. СШП импульсы были синтезированы на основе спектральных измерений на горизонтальной поляризации в диапазоне частот от 1,6 ГГц до 8 ГГц коэффициента прохождения между двумя рупорными антеннами, максимумы диаграммы направленности которых были ориентированы под углом 35° к нормали, опущенной на плоскую поверхность почвы. Синхронно с дистанционными рефлектометрическими измерениями проводились контактные измерения профилей влажности и температуры верхнего слоя почвы 0-17см, а также высота и плотность снежного покрова. Экспериментальные наблюдения продолжались с 8 ноября 2019 г. до 22 марта 2020 г. Показано, что применение СШП электромагнитного импульса длительностью порядка 0,3 нс позволяет идентифицировать талое или мёрзлое состояние почвы в любой момент времени в ходе накопления и таяния снежного покрова (высотой до 30см), а также оценивать величину водного эквивалента снежного покрова со среднеквадратическим отклонением 7,0мм и коэффициентом детерминации 0,832. Проведенные экспериментальные исследования показывают перспективность разработки радиолокационных импульсных СШП систем для дистанционного зондирования геофизических параметров слоистой структуры снежно-почвенного покрова.
In this work, the processes of reflection of an ultrawideband (UWB) pulse with a duration of about 0.3 ns from thawed and frozen soil, during natural accumulation and melting of snow cover, were experimentally investigated. UWB pulses were synthesized on the basis of spectral measurements at horizontal polarization in the frequency range from 1.6 GHz to 8 GHz of the transmission coefficient between two horn antennas, the maxima of the radiation pattern of which were oriented at an angle of 35 to the normal, lowered onto a flat soil surface. Simultaneously with remote reflectometric measurements, contact measurements of the moisture and temperature profiles of the upper soil layer 0-17 cm, as well as the height and density of the snow cover were carried out. Experimental observations continued from November 8, 2019 to March 22, 2020. It is shown that the use of a UWB electromagnetic pulse with a duration of about 0.3 ns makes it possible to identify the thawed or frozen state of the soil at any time during the accumulation and melting of the snow cover (up to 30 cm high), as well as to estimate the value of the water equivalent of the snow cover with the standard deviation of 7.0 mm and the determination coefficient of 0.832. Experimental studies have shown that the development of pulsed UWB radar systems for remote sensing of the geophysical parameters of the layered structure of the snow-soil cover is promising.

Смотреть статью,
РИНЦ,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского

Доп.точки доступа:
Фомин, Сергей Викторович; Fomin, S. V.; Muzalevskiy, K. V.
}
Найти похожие

19.

    Музалевский, Константин Викторович.
    Дистанционное измерение влажности в поверхностном слое минеральной почвы на двух частотах / К. В. Музалевский // Журн. радиоэлектрон. : электронный журнал. - 2020. - № 1. - С. 3, DOI 10.30898/1684-1719.2020.1.7. - Библиогр.: 21. - Работа выполнена в рамках проекта РФФИ №18-05-00405, методика формирования радиоимпульсов и измерения коэффициентов отражения была развита при поддержке проекта Госзадания №0356-2019-0004 . - ISSN 1684-1719
   Перевод заглавия: Measuring moisture in the surface layer of mineral soil at two frequencies
Кл.слова (ненормированные):
радиолокация -- влажность почвы -- radiolocation -- soil moisture
Аннотация: В данной работе экспериментально исследовалась возможность дистанционного зондирования влажности в поверхностном слое минеральной почвы на частоте 5,4ГГц (С-диапазон) и на частоте 0,63ГГц (P-диапазон). Применялась бистатическая схема измерения коэффициента отражения в свободном пространстве на фиксированном угле зондирования 35° на горизонтальной и вертикальной поляризации. Вследствие широкой диаграммы направленности используемых антенн применялся радиоимпульсный метод для разделения во временной области прямого и отраженного от почвенного покрова сигналов. В качестве приемной и передающей антенн использовалась рупорная (5,4ГГц) и логопериодическая (0,63ГГц) антенны. Радиоимпульсы формировались с использованием векторного анализатора цепей Agilent N9918A FieldFoх. Методика оценки коэффициента отражения состояла в измерении максимума огибающей радиоимпульса, отраженного от почвенного покрова относительно максимума огибающей радиоимпульса, отраженного от металлического экрана, размещенного на почвенном покрове. Экспериментально установлено, что дистанционно измеренная объемная влажность почвы на частоте 5,4ГГц, в приближении однородного диэлектрического полупространства, с квадратом коэффициента корреляции 0,780-0,897 и среднеквадратическим отклонением 1,3-2,3% (в зависимости от используемой поляризации) согласуется с влажностью поверхности почвы, измеренной контактным методом в слое 0-0,5см. Использование частоты 5,4ГГц как основной для восстановления влажности поверхности почвы нуждается в дополнительной проверке в различных условиях шероховатости поверхности почвы и растительного покрова. Предложенная модель профиля влажности почвы в виде кусочно-линейной функции позволяет дистанционно рефлектометрическим методом на двух частотах измерять объемную влажность почвы в слое 10см с квадратом коэффициента корреляции 0,758 и среднеквадратическим отклонением 2,4% относительно влажности почвы, измеренной контактным методом. Автор видит неоспоримое преимущество использования сверхширокополосных (СШП) импульсных сигналов, спектр которых сосредоточен в мегагерцовом диапазоне частот, для дальнейшего развития технологии дистанционного измерения профилей влажности в пахотном слое агропочв. Использование сверхширокополосных электромагнитных импульсов с непрерывным спектром в мегагерцовом диапазоне частот позволит решить многопараметрическую задачу по восстановлению профиля влажности в пахотном слое агропочв. В будущем технология СШП импульсного зондирования благодаря доступности миниатюрных электронных устройств может быть реализована для платформ сверхлёгкого беспилотного летательного аппарата с целью картирования влажности в пахотном слое агропочв.
In this work, the possibility of remote sensing of moisture in the mineral topsoil at a frequency of 5.4 GHz (C-band) and at a frequency of 0.63 GHz (P-band) was experimentally investigated. Bistatic scheme for measuring of the reflection coefficient at a fixed angle of 25° on horizontal and vertical polarization was used. Due to the wide radiation pattern of the used antennas, the radio impulse method was used to separate in the time domain the direct and reflected signals from the soil cover. As the receiving and transmitting antennas the pair of horn (5.4 GHz) and pair log-periodic (0.63 GHz) antennas were used. Radio impulses were generated in an unreal time scale using an Agilent N9918A FieldFox vector network analyzer. The technique for measuring the reflection coefficient consisted in the measurement of the maximum of the envelope of the radio impulse, reflected from the soil cover, relative to the maximum of the envelope of the radio impulse reflected from the metal screen placed on the soil cover. It is experimentally established that the soil moisture, which was remotely measured at a frequency of 5.4 GHz, in the approximation of a homogeneous dielectric half-space, with a correlation coefficient of 0.780-0.897 and a standard deviation of 1.3-2.3% (depending on wave polarization) is consistent with the soil surface moisture measured by the contact method in a layer of 0-0.5 cm. Using the frequency of 5.4 GHz as the main one for retrieving soil surface moisture needs additional verification in various conditions of roughness of the soil surface and vegetation cover. The proposed model of the soil moisture profile in the form of a piecewise-linear function allows remotely measuring on two-frequencies soil moisture in topsoil with a correlation coefficient of 0.758 and a standard deviation of 2.4% relative to the soil moisture measured by the contact method. The author sees the indisputable advantage of using ultra-wideband (UWB) pulsed signals, the spectrum of which is concentrated in the megahertz frequency range, for the further development of technology for remote measurement of moisture profiles in the arable layer of agricultural soils. The use of ultra-wideband electromagnetic pulses with a continuous spectrum in the megahertz frequency range will allow us to solve the multi-parameter problem of restoring the moisture profile in the arable layer of agricultural soils. In the future, the UWB technology of pulsed sounding due to the availability of miniature electronic devices can be implemented for platforms of an ultra-light unmanned aerial vehicle with the aim of mapping moisture in the arable layer of agricultural soils.

Смотреть статью,
Смотреть статью,
РИНЦ,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского - обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН

Доп.точки доступа:
Muzalevskiy, K. V.
}
Найти похожие

20.

    Музалевский, Константин Викторович.
    Дистанционное измерение профилей влажности в пахотном слое почвы на основе поляриметрических наблюдений коэффициента отражения в P- и C-диапазонах частот. Эксперимент / К. В. Музалевский // Соврем. проблемы дистанц. зондир. Земли из космоса. - 2020. - Т. 17, № 3. - С. 145-148, DOI 10.21046/2070-7401-2020-17-3-145-148. - Библиогр.: 5. - Работа выполнена в рамках проекта Российского фонда фундаментальных исследований № 18-05-00405, методика измерения коэффициентов отражения была развита при поддержке проекта государственного задания № 0356-2019-0004 . - ISSN 2070-7401. - ISSN 2411-0280
   Перевод заглавия: Remote sensing of moisture profiles in the arable soil layer based on polarimetric observations of the reflection coefficient in the P- and C-bands. Experiment
Кл.слова (ненормированные):
радиолокация -- беспилотный летательный аппарат -- агропочвы -- влажность почвы -- пахотный слой -- диэлектрическая проницаемость -- Radar -- Unmanned aerial vehicle -- Agricultural soils -- Soil moisture -- Arable layer -- Dielectric constant
Аннотация: В данном сообщении экспериментально подтверждена принципиальная возможность дистанционного измерения профилей влажности в пахотном слое почвы с пригодной для практического применения точностью на основе поляриметрических измерений коэффициента отражения на двух частотах 630 МГц и 5,4 ГГц. Коэффициенты отражения измерялись под углом 35° импульсным методом в ходе естественных циклов испарения и увлажнения пахотного слоя почвы на участке сельскохозяйственного поля, находящегося под паром в районе пос. Минино, Красноярский край. Профили влажности почвы восстанавливались в ходе решения обратной задачи, информативным признаком в которой выступало отношение коэффициентов обратного радарного рассеяния на согласованных линейных поляризациях. Отношение коэффициентов обратного радарного рассеяния было оценено в скалярном приближении метода Кирхгофа в виде отношения коэффициентов отражения по мощности, измеренных на горизонтальной и вертикальной поляризациях. Среднеквадратическое отклонение и коэффициент детерминации между восстановленными и измеренными значениями объёмной влажности в поверхностном слое почвы толщиной 10 см оказались равны 2,2 % и 0,91 соответственно. Исследование показывает перспективность разработки поляриметрических многочастотных радиолокационных систем комбинированного сверхвысокочастотного и дециметрового диапазонов для дистанционного зондирования профилей влажности пахотного слоя почв.
This report experimentally confirmed the fundamental possibility of remote sensing of moisture profiles in the arable soil layer with practical acceptable accuracy based on polarimetric measurements of the reflection coefficient at two frequencies of 630 MHz and 5.4 GHz. Reflection coefficients were measured at an angle of 35° by the impulse method, during natural cycles of the evaporation and moistening of soil arable layer in a plot of an agricultural field under steam in the area of Minino village, Krasnoyarsk region. Soil moisture profiles were retrieved in the course of solving the inverse problem, in which cost function was the ratio of the backscattering coefficients taken on coincident linear polarizations. The ratio of the backscattering coefficients was estimated by the scalar Kirchhoff approximation in the form of a ratio of power reflection coefficients, which were measured on horizontal and vertical polarizations. The standard deviation and the determination coefficient between the retrieved and measured soil moisture in the 10 cm topsoil were 2.2 % and 0.91, respectively. The study shows the prospects of developing polarimetric multi-frequency radar systems of combined UHF and SHF bands for remote sensing of moisture profiles in the arable layer of soils.

Смотреть статью,
РИНЦ,
Scopus,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Kirensky Institute of Physics SB RAS, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation

Доп.точки доступа:
Muzalevskiy, K. V.
}
Найти похожие