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

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Музалевский, Константин Викторович, Фомин, Сергей Викторович
Заглавие : Сверхширокополосное импульсное зондирование слоистой структуры снежно-почвенного покрова. Экспериментальное исследование
Место публикации : Журн. радиоэлектрон.: электронный журнал. - 2020. - № 8. - Ст.5. - ISSN 1684-1719 (eISSN), DOI 10.30898/1684-1719.2020.8.15
Примечания : Библиогр.: 34. - Работа выполнена в рамках проекта РФФИ № 19-45-240010
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
Найти похожие

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Музалевский, Константин Викторович
Заглавие : Дистанционное измерение влажности в поверхностном слое минеральной почвы на двух частотах
Место публикации : Журн. радиоэлектрон.: электронный журнал. - 2020. - № 1. - С. 3. - ISSN 1684-1719 (eISSN), DOI 10.30898/1684-1719.2020.1.7
Примечания : 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
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
Найти похожие

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Чжан А. В., Дрокин, Николай Александрович, Ничкова Н. М., Мороз Ж. М.
Заглавие : Метод импедансной спектроскопии для тестирования увлажненных зерен пшеницы
Место публикации : Вестн. НГАУ. - 2022. - № 2. - С. 59-68. - ISSN 2072-6724, DOI 10.31677/2072-6724-2022-63-2-59-68; Bull. NSAU
Примечания : Библиогр.: 16
Аннотация: Представлены результаты исследования электрических и диэлектрических характеристик увлажнённых зёрен пшеницы методом измерений их комплексного электрического сопротивления (импеданса Z) в широком диапазоне частот (от 1 Гц до 100 МГц). Результаты измерений электрического импеданса зерна с поверхностным или объёмным содержанием влаги в разных условиях эксперимента могут дать полезную информацию о свойствах биологических тканей зерновых культур и использоваться для разработки нового типа импедансных датчиков для тестирования качества зерна и его влажности. В качестве объекта исследований использовались хорошо высушенные зёрна пшеницы и зёрна, насыщенные влагой и солевым раствором. Серьёзной проблемой при измерениях импеданса зёрен является выбор подходящего материала электродов, накладываемых на торцевые поверхности образцов. Электроды должны обеспечивать надёжный контакт с зерном и обладать минимальным переходным сопротивлением. Для исключения поперечной деформации торцевые поверхности прессованных образцов укрепляли защитным диэлектрическим кольцом. Такие контакты обеспечивали переходное сопротивление в пределах 1–2 Ом. В области низких частот выявлены процессы накопления электрических зарядов вблизи поверхности металлических электродов и на внутренних структурах зерна, приводящие к увеличению диэлектрической проницаемости и тангенса угла потерь. В области более высоких частот поведение активной и реактивной компонент импеданса определяется процессами диэлектрической релаксации. Полученные спектры импеданса сопоставлялись со спектрами наиболее подходящих эквивалентных электрических схем, радиотехнические компоненты которых позволяют понять основные механизмы прохождения переменного электрического тока через сложную неоднородную структуру зерна. Установлено, что увлажнение зерна подсоленной водой усиливает процесс накопления электрических зарядов и влияет на дисперсию действительной и мнимой компонент импеданса.The authors presented the results of a study of the electrical and dielectric characteristics of wetted wheat grains by measuring their complex electrical resistance (impedance Z) in a wide frequency range (from 1 Hz to 100 MHz). The results of electrical impedance measurements of grains with surface or volumetric moisture content under different experimental conditions can provide useful information on the properties of the biological tissues of grain crops. These results can also be used to develop a new type of impedance sensor for testing grain quality and moisture content. The authors used well-dried wheat grains and grains saturated with moisture and saline as objects of research. A major problem in grain impedance measurements is the selection of a suitable electrode material to be placed on the end surfaces of the samples. The electrodes must ensure reliable contact with the grain and have a minimum transient resistance. The end surfaces of the pressed samples were reinforced with a protective dielectric ring to prevent transverse deformation. These contacts provided a transition resistance between 1-2 ohms. The authors have identified processes of accumulation of electric charges near the surface of metal electrodes at low frequencies and on internal grain structures, leading to an increase in the dielectric permittivity and dissipation factor. The behavior of the active and reactive components of the impedance at higher frequencies is determined by dielectric relaxation processes. The obtained impedance spectra were compared with the spectra of the most suitable equivalent electrical circuits. The radio components of the circuits provide information about the basic mechanisms of alternating electric current flow through the complex inhomogeneous structure of the grain. The authors found that moistening the grain with saline water enhances the process of accumulation of electric charges and affects the dispersion of the real and imaginary components of the impedance.
Смотреть статью,
РИНЦ
Найти похожие

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Музалевский, Константин Викторович
Заглавие : Сверхширокополосное импульсное зондирование слоистой структуры снежно-почвенного покрова. Теоретическое исследование
Место публикации : Журн. радиоэлектрон.: электронный журнал. - 2020. - № 8. - Ст.4. - ISSN 1684-1719 (eISSN), DOI 10.30898/1684-1719.2020.8.14
Примечания : Библиогр.: 51. - Работа выполнена в рамках проекта РФФИ № 19-45-240010
Аннотация: В данной работе теоретически исследованы процессы отражения сверхширокополосного (СШП) импульса длительностью около 0,5 нс от слоистой структуры снежно-почвенного покрова в зависимости от влажности, плотности сухого сложения и температуры почвы, плотности, влажности и высоты снежного покрова, глубины промерзания почвы. Показано, что в случае, если влажность почвы меньше максимального количества прочносвязанной воды, то импульсными СШП радарными методами невозможно отличить талую почву от мерзлой при переходе температуры почвы через 0ºС. Наличие влажного снега является определяющим фактором (по отношению к температуре и влажности мерзлой почвы), влияющим на затухание амплитуды СШП импульса, отраженного от мерзлого почвенного покрова. Показана принципиальная возможность дистанционной диагностики: глубины промерзания почвы до 25см при вариации влажности снежного покрова от 0% до 3%, а также водного эквивалента снежного покрова при вариации толщины слоя снега от 5см до 35см и объемной влажности от 0% до 5%. В целом проведенные исследования показывают перспективность разработки радиолокационных импульсных СШП систем для дистанционного зондирования геофизических параметров слоистой структуры снежно-почвенного покрова.In this work, the processes of UWB pulse reflection duration of about 0.5 ns (bandwidth of 4.9 GHz at a level of -10 dB) from the layered structure of the snow-soil cover are theoretically investigated, depending on the moisture, dry bulk density and temperature of mineral soil, density, moisture and height of snow cover, depth of soil freezing. It is shown that if the soil moisture is less than the maximum content of bound water, then using pulsed UWB radar methods it is impossible to distinguish thawed soil from frozen soil. The presence of wet snow is a determining factor (in relation to the temperature and moisture of the frozen soil) affecting the attenuation of the amplitude of UWB pulse reflected from the frozen soil. The fundamental possibility of remote diagnostics of the depth of soil freezing up to 25 cm with a variation in the moisture content of the snow cover from 0% to 3%, as well as the water equivalent of the snow cover with a variation in its thickness from 5 cm to 35 cm and moisture content from 0% to 5% were demonstrated in the paper. In general, the studies carried out show the prospects for the development of pulsed UWB radar systems for remote sensing of the geophysical characteristics of snow and soil cover.
Смотреть статью,
РИНЦ,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Миронов, Валерий Леонидович, Савин, Игорь Викторович
Заглавие : Спектроскопическая многорелаксационная диэлектрическая модель талых и мерзлых арктических почв, учитывающая зависимости от температуры и содержания органического вещества
Место публикации : Исслед. Земли из космоса. - 2019. - № 1. - С. 62-73. - ISSN 02059614 (ISSN), DOI 10.31857/S0205-96142019162-73
Примечания : Библиогр.: 17
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
Найти похожие

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Музалевский, Константин Викторович
Заглавие : Дистанционное измерение профилей влажности в пахотном слое почвы на основе поляриметрических наблюдений коэффициента отражения в P- и C-диапазонах частот. Эксперимент
Место публикации : Соврем. проблемы дистанц. зондир. Земли из космоса. - 2020. - Т. 17, № 3. - С. 145-148. - ISSN 2070-7401 (ISSN), DOI 10.21046/2070-7401-2020-17-3-145-148. - ISSN 2411-0280 (eISSN)
Примечания : 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
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
Найти похожие

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Зейлигер А. М., Muzalevskiy K. V., Зинченко Е. В., Ермолаева О. С., Мелихов В. В.
Заглавие : Полевое тестирование метода картографического моделирования влагозапасов поверхностного слоя почвенного покрова, основанного на данных радарной съёмки Sentinel-1 и цифровой модели рельефа
Место публикации : Соврем. проблемы дистанц. зондир. Земли из космоса. - 2020. - Т. 17, № 4. - С. 113-128. - ISSN 2070-7401 (ISSN), DOI 10.21046/2070-7401-2020-17-4-113-128. - ISSN 2411-0280 (eISSN)
Примечания : Библиогр.: 32
Аннотация: Влагосодержание поверхностного слоя почвенного покрова (ВПС ПП) является одним из ключевых параметров, используемых для количественного описания гидрологического состояния поверхности почвы, а также при оценке доступности почвенной влаги растительному покрову. Поскольку коэффициент обратного радарного рассеяния чувствителен к влажности почвы, в настоящей работе применялись данные Sentinel-1 для картирования влажности почвы с высоким пространственным разрешением с целью отображения пространственных и временных закономерностей распределения почвенной влаги на уровне поля в практике управления почвенными и водными ресурсами. Прямые измерения ВПС ПП толщиной 5 см были реализованы в результате проведённого полевого мониторинга на экспериментальном участке, расположенном на территории Всероссийского научно-исследовательского института орошаемого земледелия (пос. Водный, Волгоградская обл.). В заданных координатах на тестовом участке были отобраны соответствующие почвенные образцы, влагосодержание которых было определено с использованием термостатно-весового метода. В результате создан первый точечный слой геоданных ВПС ПП. По данным радарной съёмки Sentinel-1 была выполнена оценка ВПС ПП для того же пространственного экстента экспериментального участка. Значения растрового набора значений влажности почвы по данным дистанционного зондирования (ВПС ПП-ДЗЗ) в пределах границ экспериментального участка были рассчитаны по данным радарной съёмки Sentinel-1. Эти расчёты основаны на оценке отражательной способности почвы, полученной методом нейронной сети, и дальнейшего решения обратной задачи с использованием диэлектрической модели, учитывающей содержание глинистой фракции почвы тестового участка. В ходе тренировки нейронной сети использовались входные данные коэффициентов обратного радарного рассеяния, измеренные Sentinel-1 на согласованной вертикальной и перекрёстной поляризации, и выходное значение отражательной способности почвы, оценённое на основе точечного слоя геоданных ВПС ПП и диэлектрической модели. Ортотрансформация снимка Sentinel-1 осуществлялась с использованием цифровой модели рельефа (ЦМР), созданной в результате стереосъёмки, выполненной с использованием беспилотного летательного аппарата Phantom 4 Pro. В результате сравнения наборов геоданных ВПС ПП и ВПС ПП-ДЗЗ, полученных в ходе полевого мониторинга и дистанционного зондирования соответственно, были оценены значения коэффициента детерминации (0,948) и стандартного отклонения (2,04 %). Этот результат подтверждает удовлетворительную линейную корреляцию между наборами ВПС ПП и ВПС ПП-ДЗЗ. Сравнение двух полученных точечных слоёв геоданных ВПС ПП указывает на удовлетворительное воспроизведение первого набора вторым. Такой вывод получен в результате наземного мониторинга и картографического моделирования, выполненного с помощью разработанного метода с использованием данных радарной съёмки Sentinel-1 и характеристик ЦМР. Результаты исследования позволяют сделать вывод, что разработанный метод может рассматриваться в качестве научной и методологической основы новой технологии картографического мониторинга ВПС ПП, которая рассматривается в настоящее время в качестве одной из основных базовых характеристик для использования в точном орошаемом земледелии.The surface moisture content (SMC) is one of the key parameters, which is used for the quantitative description of soil hydrological state as well as the estimation of soil water availability to vegetation canopy. Since the radar backscattering coefficient is sensitive to SMC, in this investigation Sentinel-1 data was used for soil moisture mapping with a high spatial resolution, based on which the spatial and temporal patterns of soil moisture distribution at field level was mapped for implementing in the management of soil and water resources. Direct measurements of SMC in a layer thickness of 5 cm were carried out during field monitoring at an experimental test site, located on the territory of the All-Russian Scientific Research Institute of Irrigated Agriculture (Vodny village, Volgograd region). In the given coordinates on the test site, soil samples were taken, the moisture content of which was determined using the thermostat-weight method. As a result, the first point georeferenced layer of SMC was created. At the same time, the estimation of SMC based on Sentinel-1 radar observations was performed for the same spatial extent of the test site. The raster set of SMC within the boundaries of the test site was calculated from the Sentinel-1 remote sensing (RS) observations. This layer will be named SMC-RS. These calculations were based on the assessment of soil reflectivity obtained by neural network (NN) method and the further solution of the inverse problem using a dielectric model, which takes into account the soil clay content at the test site. During the training of the NN, backscatter coefficients measured by Sentinel-1 at co- and cross-polarization were used as input data. As the output data of the NN, the value of soil reflectivity, which was estimated based on point georeferenced layer of SMC and a dielectric model were used. Terrain correction of Sentinel-1 image was carried out using a digital elevation model (DEM), created by Phantom 4 Pro unmanned aerial vehicle as the result of stereo photography. As a result of comparing the georeferenced data sets SMC and SMC-RS obtained during field monitoring and remote sensing, respectively, the following values of determination coefficient (0.948) and standard deviation (2.04 %) were estimated. This result confirms a satisfactory linear correlation between both data sets. The comparison of the two layers of point georeferenced data sets indicates that the first set is well correlated by the second. This conclusion was obtained as the result of ground monitoring and cartographic modelling carried out using the developed method, Sentinel-1 observation and DEM. The developed method can be considered as the scientific and methodological basis of the new technology for the cartographic monitoring of SMC, which is currently treated as one of the main basic characteristics to be used in precision irrigated agriculture. © 2020 Space Research Institute of the Russian Academy of Sciences. All rights reserved.
Смотреть статью,
РИНЦ,
Scopus,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Музалевский, Константин Викторович
Заглавие : Особенности радиометрического зондирования влажности тундровых почв в P-диапазоне частот
Колич.характеристики :21 с
Место публикации : Журн. радиоэлектрон. - 2023. - № 12. - ISSN 16841719 (eISSN), DOI 10.30898/1684-1719.2023.12.9; J. Radio Electron.
Примечания : Библиогр.: 25
Аннотация: В данной работе в P-диапазоне частот (409 МГц) теоретически исследуются особенности микроволнового излучения тундровых почв в процессе протаявания деятельного слоя. В вертикальном сечении, почвы деятельного слоя характеризовались профилями объемной влажности, весового содержания органического вещества, временными рядами физической температуры. Радиояркостная температура деятельного слоя тундровых почв рассчитывалась на основе феноменологической модели радиотеплового излучения слоисто-неоднородного неизотермического полупространства. При моделировании радиояркостной температуры использовалась диэлектрическая модель, позволяющая рассчитать действительную и мнимую части относительной комплексной диэлектрической проницаемости тундровых почв с высоким содержанием органического вещества 35%-80%, в диапазоне температур от −30 °С до +25 °С. Показано, что по мере протаявания деятельного слоя тундровых почв наблюдается явление интерференции излучательной способности, амплитуда которой определяется видом вертикального профиля содержания органического вещества. Для рассмотренных видов профилей влажности и содержания органического вещества, интерференцией излучательной способности можно пренебречь при протаявании деятельного слоя на глубину более 18.5 см. В случае, если объемная влажность протаявающей части деятельного слоя почв меньше (или близка к) максимальному содержанию связанной воды, то явление интерференции излучательной способности не наблюдается. Выполненные оценки показали, что средняя глубина зондирования влажности для рассмотренных тундровых почв не превышает 4.5см.In this paper, in the P-band (409 MHz), the features of tundra soils microwave emission are theoretically studied during the thawing of active layer. The soils in vertical section of active layer were characterized by the profiles of volumetric moisture, weight content of organic matter, and time series of physical temperature. The brightness temperature of the active layer of tundra soils was calculated based on the phenomenological model of microwave emission for a stratified non-isothermal half-space. A dielectric model that allows to calculate the real and imaginary parts of the relative complex dielectric constant of tundra soils with a high organic matter content of 35%-80%, in the temperature range from -30C to +25C was used to modeling the brightness temperature. As a result, It was shown that as the active layer of tundra soils thaws, the interference of emissivity is observed, the amplitude of which is determined by the kind of vertical profile of the organic matter content. The interference of emissivity can be neglected when the active layer thaws more than 18.5 cm. If the volumetric moisture of the thawing part of the active layer is less than (or close to) the maximum content of bound water, then interference of emissivity is not observed. Modeling showed that the average sensing depth of tundra soil moisture does not exceed 4.5 cm.
Смотреть статью,
РИНЦ
Найти похожие

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Каравайский, Андрей Юрьевич, Фомин, Сергей Викторович, Лукин, Юрий Иванович
Заглавие : Модель комплексной диэлектрической проницаемости органо-минеральных почв, учитывающая минеральный состав и содержание органического вещества
Колич.характеристики :21 с
Место публикации : Журн. радиоэлектрон. - 2024. - № 1. - Ст.6. - ISSN 16841719 (eISSN), DOI 10.30898/1684-1719.2024.1.9; J. Radio Electron.
Примечания : Библиогр.: 29
Аннотация: На основе рефракционной диэлектрической модели создана одночастотная диэлектрическая модель талых и мерзлых лесных почв корневой зоны, учитывающая влияние как минеральной, так и органической компоненты почвенной смеси. Модель разработана для частоты 435 МГц на основе диэлектрических измерений пяти почв, в которых содержание органического вещества варьировалось от 11,1 до 54,4 % и глины от 21,1 до 40,9 %. Диэлектрические измерения были проведены в диапазоне массовой влажности от сухого состояния до наименьшей влагоемкости и диапазоне температур от – 30 до 25 ℃. В исследуемом диапазоне температур коэффициент детерминации между рассчитанными с использованием предложенной модели и измеренными значениями действительной (ε') и мнимой (ε") частями комплексной диэлектрической проницаемости составляет 0,988 – 0,997 для ε' и 0,957 – 0,971 для ε". Нормированное среднеквадратическое отклонение при этом составило 6 – 5,6 % для ε' и 20,2 – 21,2 % для ε". Разработанная диэлектрическая модель может быть применена в алгоритмах дистанционного зондирования при восстановлении значения влажности лесных почв корневой зоны из данных радарного и радиометрического зондирования.The single-frequency dielectric model of thawed and frozen forest soils in the root zone based on the refractive dielectric model was created, taking into account the influence of both the mineral and organic components of the soil mixture. The dielectric model was created on at 435 MHz the basis of the laboratory dielectric measurements of five soils with organic matter content in the range from 11.1 to 54.4 % and clay content from 21.1 to 40.9 %. Dielectric measurements were carried out in the range of the gravimetric moisture from the dry state to the lowest moisture capacity and in the temperature range from –30 to 25 ℃. The coefficient of determination between the predicted and measured values for real and imaginary parts of the complex permittivity are 0.988 - 0.997 and 0.957 - 0.971, respectively. The normalized standard deviations in this case are 6 - 5.6 % and 20.2 - 21.2 % for real and imaginary parts of the complex permittivity, respectively. The developed dielectric model can be used in remote sensing algorithms of soil moisture retrieval of forest soils in the root zone from the data radar and radiometric.
Смотреть статью,
РИНЦ
Найти похожие

10.

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Каравайский, Андрей Юрьевич, Лукин, Юрий Иванович
Заглавие : Влияние органического вещества и влажности на пересечение спектров диэлектрической проницаемости почв
Колич.характеристики :21 с
Место публикации : Журн. радиоэлектрон. - 2024. - № 4. - Ст.4. - ISSN 16841719 (eISSN), DOI 10.30898/1684-1719.2024.4.11; J. Radio Electron.
Примечания : Библиогр.: 31. - Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда и Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности в рамках научного проекта № 22-27-20112
Аннотация: Проведено исследование пересечений спектров вещественной части комплексной диэлектрической проницаемости влажных органических почв с различным содержанием органического вещества от 11 до 54 % в диапазоне частот от 15 МГц до 15 ГГц и в диапазоне температур от 0 до 25 °С. На основании полученных экспериментальных зависимостей предложена эмпирическая модель для оценки среднего значения частот, на которых наблюдается пересечения спектров диэлектрической проницаемости почв, в диапазоне изменений значений этих частот при изменении температуры. Предложенная модель также включает формулу расчета значения объемной влажности, при которой появляется пересечение спектров диэлектрической проницаемости почв.The present study considers the crossover of the real part spectra of the complex dielectric constant obtained in the frequency range from 15 MHz to 15 GHz and temperature range from 0 to 25 °C for moist organic soils with the content of organic matter varying from 11 to 54 %. Based on the obtained experimental dependences, the empirical model is proposed to estimate the average value of the frequencies at which the crossover point of the soil dielectric constant spectra are observed with temperature changes. The proposed model also includes a formula for calculating the value of volumetric moisture at which the crossover point of the soil dielectric constant spectra appears.
Смотреть статью,
РИНЦ
Найти похожие

11.

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Каравайский, Андрей Юрьевич, Лукин, Юрий Иванович
Заглавие : Диэлектрическая модель верхнего органического слоя лесных почв для частоты 435 МГц
Колич.характеристики :16 с
Место публикации : Исслед. Земли из космоса. - 2023. - № 3. - С. 81-96. - ISSN 02059614 (ISSN), DOI 10.31857/S0205961423020021
Примечания : Библиогр.: 57. - Авторы выражают благодарность руководителю лаборатории "Радиофизики дистанционного зондирования" к. ф.-м. н. К. В. Музалевскому за оказанную поддержку при написании данной работы, а также И. В. Савину за отбор исследуемых почвенных образцовИсследование выполнено в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ, проект № 0287-2021-0034
Аннотация: Создана диэлектрическая модель, основанная на рефракционной диэлектрической модели смеси талых и мерзлых лесных органических почв корневой зоны для частоты 435 МГц. Модель разработана на основе диэлектрических измерений четырех почв, в которых содержание органического вещества варьировалось от 15 до 31%. Диэлектрические измерения были проведены в диапазоне массовой влажности от 0 до 0.6 г/г и диапазоне температур от –30 до 25°С. Коэффициент детерминации (R2) между рассчитанными с использованием модели и измеренными значениями действительной (ε') и мнимой (ε") частями комплексной диэлектрической проницаемости составил 0.97. Нормированное среднеквадратическое отклонение составило 16 и 21% для действительной и мнимой частей комплексной диэлектрической проницаемости соответственно. Разработанная диэлектрическая модель может быть применена в алгоритмах дистанционного зондирования при восстановлении значения влажности лесных почв корневой зоны из данных радарного и радиометрического зондирования.
Смотреть статью,
РИНЦ
Найти похожие

12.

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Фомин, Сергей Викторович, Миронов, Валерий Леонидович, Косолапова, Людмила Георгиевна
Заглавие : Тестирование в микроволновом диапазоне спектроскопической диэлектрической модели влажных почв, использующей в качестве входных параметров содержание глинистой фракции и влажность
Место публикации : Изв. вузов. Физика. - 2008. - Т. 51, № 9/2. - С. 93-97
Найти похожие

13.

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Каравайский, Андрей Юрьевич, Лукин, Юрий Иванович
Заглавие : Влияние диэлектрических релаксаций почвенной воды на температурную зависимость диэлектрической проницаемости почвы
Место публикации : Журн. радиоэлектрон. - 2023. - № 1. - Ст.4. - ISSN 16841719 (eISSN), DOI 10.30898/1684-1719.2023.1.4; J. Radio Electron.
Примечания : Библиогр.: 23. - Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда и Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности в рамках научного проекта № 22-27-20112
Аннотация: С помощью обобщенной рефракционной диэлектрической модели смеси изучено влияние спектров относительной диэлектрической проницаемости связанной и несвязанной воды в минеральной почве на характер температурной зависимости относительной диэлектрической проницаемости естественной минеральной почвы, с содержанием глинистой фракции 41,3 %, в диапазоне частот электромагнитного поля от 50 МГц до 15 ГГц. Изучены причины появления пересечений спектров относительной диэлектрической проницаемости минеральной почвы, полученных при различных температурах, но для образца одной влажности. Доказано, что появление такой точки пересечения в диапазоне частот до 1,5 ГГц связано с эффектом Максвелла-Вагнера в связанной воде. Изучены зависимости частоты точки пересечения спектров относительной диэлектрической проницаемости минеральной почвы от температуры и объемного содержания связанной и несвязанной воды.The influence of the dielectric constant spectra of bound and unbound water in mineral soil on the temperature dependences of the dielectric constant of mineral soil in the electromagnetic field frequency range from 50 MHz to 15 GHz was studied. The reasons for the appearance of the crossover frequency of the dielectric constant of mineral soil, obtained at different temperatures, but for a sample of the same moisture, were studied. It was proved that the appearance of crossover points in the frequency range up to 1.5 GHz is related to the Maxwell-Wagner effect in bound water. The dependences of the value of the crossover frequency of the dielectric constant of mineral soil on temperature and the volume content of bound and unbound water were studied.
Смотреть статью,
РИНЦ,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

14.

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Зейлигер А. М., Музалевский, Константин Викторович, Зинченко Е. В., Ермолаева О. С.
Заглавие : Метод мониторинга влажности почвы, покрытой растительным покровом, с использованием нейронной сети, радарных и мультиспектральных оптических данных Sentinel-1,2
Место публикации : Журн. радиоэлектрон. - 2023. - № 1. - Ст.7. - ISSN 16841719 (eISSN), DOI 10.30898/1684-1719.2023.1.8; J. Radio Electron.
Примечания : Библиогр.: 24. - Грант РФФИ №19-29-05261 «Картографическое моделирование влагозапасов почвенного покрова на основе комплексной геофизической влагометрии для целей цифрового орошаемого земледелия»
Аннотация: В данной работе проведен мониторинг пространственного распределения влажности поверхностного слоя агропочв тестового участка поля, покрытого растительностью, в Волгоградской области на основе данных радарной съемки спутника Sentinel-1 и мультиспектральной оптической съемки спутника Sentinel-2. Алгоритм восстановления влажности основан на применении нейронной сети для прогноза коэффициента отражения электромагнитной волны от почвенного покрова, с последующей инверсией во влажность почвы с использованием диэлектрической модели, учитывающей гранулометрический состав агропочвы. Входным параметром нейронной сети является отношение микроволнового радарного растительного индекса (рассчитанного на основе данных спутника Sentinel-1) к мультиспектральному оптическому индексу (рассчитанного на 8-11 каналах спутника Sentinel-2). Это отношение индексов обнаруживает существенно большую зависимость с влажностью почвы, чем с высотой растительности. Восстановленные значения влажности почвы сопоставлялись с влажностью отобранных образцов почвы, измеренных в лабораторных условиях термостатно-весовым методом. Предложенный метод позволяет с коэффициентом детерминации 0,435 и среднеквадратическим отклонением 2,4 % прогнозировать влажность почвы тестового участка, покрытого растительным покровом, относительно влажности почвы, измеренной контактным методом. Проведенное исследование создает научные основы новой всепогодной технологии мониторинга влажности агропочв как элемента системы точного земледелия.In this article, a method for the moisture monitoring of vegetation covered soil was proposed using neural network, radar and optical multispectral data of Sentinel-1,2. Test site was chosen in the Volgograd region at an agriculture field. The moisture retrieval algorithm is based on the use of a neural network to predict reflection coefficient of an electromagnetic wave from the soil, followed by inversion into soil moisture using a dielectric model that takes into account the soil texture. The input parameter of the neural network is the ratio of the microwave radar vegetation index (calculated on the basis of Sentinel-1 data) to the multispectral optical index (calculated on 8-11 channels of the Sentinel-2). Such way calculated index reveals a significantly greater dependence on soil moisture than on vegetation height. The retrieved values of soil moisture were compared with the moisture content of in-situ selected soil samples, which were measured under laboratory conditions by the thermostatic-weight method. The proposed method with a determination coefficient of 0.435 and a standard deviation of 2.4 % allows predicting the soil moisture content of a test area covered with vegetation, relative to soil moisture measured in-situ. The conducted research creates the scientific basis for a new all-weather technology for remote sensing the moisture content of agricultural soils as an element of the precision farming system.
Смотреть статью,
РИНЦ,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

15.

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Музалевский, Константин Викторович, Михайлов, Михаил Иванович, Миронов, Валерий Леонидович
Заглавие : Возможности бистатической радиолокации пространственных вариаций влажности и рельефа поверхности почвенного покрова на основе сигналов ГЛОНАСС и GPS
Место публикации : Совр. пробл. дистан. зондир. Земли из космоса. - 2018. - Т. 15, № 5. - С. 75-82. - ISSN 2070-7401, DOI 10.21046/2070-7401-2018-15-5-75-82
Примечания : 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.
Ключевые слова (''Своб.индексиров.''): 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
Найти похожие

16.

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Швецов Е. Г., Ружичка, Зденек, Миронов, Валерий Леонидович
Заглавие : Исследование применимости данных SMOS для оценки уровня пожарной опасностина территории Красноярского края
Место публикации : Вестник СибГАУ. - 2013. - № 2. - С. 110-115
Ключевые слова (''Своб.индексиров.''): 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.
Найти похожие

17.

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Миронов, Валерий Леонидович, Косолапова, Людмила Георгиевна, Савин, Игорь Викторович
Заглавие : Диэлектрическая модель талой и мерзлой органической почвы на частоте радиометра AMSR
Место публикации : Исслед. Земли из космоса. - 2015. - № 5. - С. 9-15. - ISSN 0205-9614, DOI 10.7868/S0205961415050061
Примечания : Библиогр.: 10
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
Найти похожие

18.

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Савин, Игорь Викторович, Миронов, Валерий Леонидович
Заглавие : Температурно-зависимая многорелаксационная спектроскопическая диэлектрическая модель талой и мерзлой арктической почвы Аляски в диапазоне 0,05-16 ГГц
Место публикации : Изв. вузов. Физика: Томский государственный университет, 2015. - Т. 58, № 8/3. - С. 19-21. - ISSN 0021-3411
Примечания : Библиогр.: 4. - Работа выполнена при поддержке грантом РФФИ № 13-05-00502
Ключевые слова (''Своб.индексиров.''): 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.
Найти похожие

19.

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Музалевский, Константин Викторович, Миронов, Валерий Леонидович
Заглавие : Измерение влажности талой почвы арктической тундры радиометром MIRAS космического аппарата SMOS
Место публикации : Изв. вузов. Физика. - 2013. - Т. 56, № 10/3: Физика взаимодействия электромагнитного излучения с веществом. Тематический вып. - С. 85-87
Примечания : Работа выполнена в рамках базовой программы II. 10.1: Радиофизические методы диагностики окружающей среды СO РАН
Ключевые слова (''Своб.индексиров.''): 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
Найти похожие

20.

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Миронов, Валерий Леонидович, Сорокин, Анатолий Васильевич, Михайлов, Михаил Иванович, Фомин, Сергей Викторович, Музалевский, Константин Викторович
Заглавие : Диагностика влажности почвы с использованием поляризационных рефлектограмм сигналов ГЛОНАСС и GPS
Место публикации : Вестник СибГАУ. - 2013. - № 5. - С. 107-109
Ключевые слова (''Своб.индексиров.''): 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
Найти похожие