Главная
Авторизация
Фамилия
Пароль
Регистрация
Библиотека института физики им. Л.В. Киренского СО РАН
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
Ключевые слова
Автор
Заглавие
Год издания
Место работы автора
в найденном
Формат представления найденных документов:
полный
информационный
краткий
Отсортировать найденные документы по:
автору
заглавию
году издания
типу документа
Поисковый запрос:
(<.>K=moisture<.>)
Общее количество найденных документов
:
86
Показаны документы
с 1 по 20
1.
Mironov, V. L.
Temperature-dependent spectroscopic dielectric model at 0.05–16 GHz for a thawed and frozen Alaskan organic soil / V. L. Mironov, I. V. Savin> // Satellite Soil
Moisture
Retrieval : Techniques and Applications : Elsevier, 2016. -
Siction III
: Microwave Soil
Moisture
Retrieval Techniques,
Chapter 9
. - P. 169-186,
DOI
10.1016/B978-0-12-803388-3.00009-7. - Cited References: P. 185-186
Перевод заглавия:
Температурно-зависимая спектроскопическая диэлектрическая модель талой и мерзлой органической почвы Аляски в диапазоне частот от 0.05 до 16 ГГц
Аннотация:
This book (пер. загл.: Спутниковое восстановление влажности почв. Техника и применение) provides a detailed reference that offers essential information on monitoring and understanding soil
moisture
retrieval techniques and their applications, and includes thought-provoking sections on techniques from microwave, optical and infrared satellite datasets, such as the universal triangle method, vegetation and indices based approaches.
Смотреть книгу
,
Смотреть главу
,
Scopus
,
WOS
Доп.точки доступа:
Savin, I. V.; Савин, Игорь Викторович; Миронов, Валерий Леонидович
}
Найти похожие
2.
Savin, I. V.
Dielectric Model for Thawed Organic Soils at Frequency of 435 MHz / I. V. Savin, K. V. Muzalevskiy> // IEEE Geosci. Remote Sens. Lett. - 2021. -
Vol. 18
. Is. 2. - P. 218-221,
DOI
10.1109/LGRS.2020.2975027. - Cited References: 16 . - ISSN 1545-598X. - ISSN 1558-0571
Перевод заглавия:
Диэлектрическая модель талых органических почв на частоте 435 МГц
Кл.слова (ненормированные):
BIOMASS ESA
--
dielectric model
--
moisture
--
organic soil
--
P-band
--
temperature
Аннотация:
To date, models describing the complex dielectric constant (CDC) of tundra soils with different contents of organic matter (more than 30%) in the P-band were poorly reported and not developed. In this letter, a refractive dielectric model for moist organic soils at a frequency of 435 MHz was developed. The model was developed on the basis of dielectric measurements of five samples of organic soils with different organic content from 35% to 80% and the soil
moisture
from air-dry to field capacity at a temperature of 20 °C. The developed model is a function of only two parameters, namely, the organic content by weight and volumetric soil
moisture
. The new model and future BIOMASS mission will be creating the bases for developing new soil
moisture
profile retrieving algorithms in the root zone.
Смотреть статью
,
Scopus
,
WOS
,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Kirensky Institute of Physics, 660036 Krasnoyarsk, Russia
Доп.точки доступа:
Muzalevskiy, K. V.; Музалевский, Константин Викторович; Савин, Игорь Викторович
}
Найти похожие
3.
Remote sensing of
the soil
moisture
at the agricultural test field in Volgograd region with the using Sentinel-1 observations and neural network-based algorithm / K. V. Muzalevskiy, A. Zeyliger, E. Zinchenko [et al.]> //
EGU General Assembly. - 2020. - Ст. 16529
DOI
10.5194/egusphere-egu2020-16529. - ited References: 11
Перевод заглавия:
Дистанционное зондирование влажности агропочвы на тестовом участке в Волгоградской области с использованием данных Sentinel-1 и нейросетевого алгоритма
Смотреть статью
,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Kirensky Institute of Physics Federal Research Center KSC SB RAS, 660036 Krasnoyarsk, Russia
Доп.точки доступа:
Muzalevskiy, K. V.; Музалевский, Константин Викторович; Zeyliger, A.; Zinchenko, E.; Ermolaeva, O.; Melikhov, V.; Novikov, A.; EGU General Assembly(2020 ; 4-8 May ; Online); European Geoscienses Union
}
Найти похожие
4.
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
5.
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
6.
Muzalevskiy, K. V.
A new method for remote sensing of
moisture
profiles in the arable layer at three frequencies; experimental case study / K. Muzalevskiy> // Int. J. Remote Sens. - 2021. -
Vol. 42
,
Is. 7
. - P. 2377-2390,
DOI
10.1080/01431161.2020.1851795. - Cited References: 35. - This work was supported by the Russian Foundation for Basic Research (grant No. 18-05-00405) in part of the sensing depth investigation and retrieving soil
moisture
. The method of the formation of radio impulses was created in part of SB RAS project No. 0356-2019-0004 . - ISSN 0143-1161
Перевод заглавия:
Новый способ дистанционного зондирования профилей влажности пахотного слоя почвы на трёх частотах. Экспериментальное исследование
Кл.слова (ненормированные):
microwave remote sensing
--
radar
--
UAV
--
soil
moisture
profile
--
soil permittivity
Аннотация:
In this paper, the possibilities of remote sensing of
moisture
profiles in the arable layer were theoretically and experimentally studied based on the nadir measurements of reflection coefficients at three frequencies of 1.26 GHz, 796 MHz and 641 MHz. The reflection coefficients were measured by the impulse method during natural cycles of evaporation and moistening of an arable layer at the agricultural field being under steam, located at 56°05ʹN, 92°40ʹ E in the area of the Minino village, Krasnoyarsk region, the Russian Federation. The soil
moisture
profiles were retrieved in the course of solving the inverse problem, in which the reflection coefficients at different frequencies acted as an informative sign. The root-mean-square error and the determination coefficient (R 2) between retrieved and measured
moisture
values in the topsoil thickness of 0.15 m were 3.3% and 0.79, respectively. In the course of theoretical calculations, it was shown that in practice, it is impossible to predict the sensing depth of the arable layer without preliminary information on the form of
moisture
profile. Moreover, the sensing depth depends not only on the form of soil
moisture
profile but also on frequency. In this regard, it is impossible to correlate the effective soil
moisture
, retrieved from single-frequency measurements of the reflection coefficient in the approximation of homogeneous topsoil, with the specific thickness of topsoil. The study shows the promise of developing multi-frequency radar systems for remote sensing of soil
moisture
profiles in the arable layer, the potential of which can be realized on lightweight unmanned area vehicle (UAV) platforms.
Смотреть статью
,
Scopus
,
WOS
,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Laboratory of Radiophysics of the Earth Remote Sensing, Kirensky Institute of Physics Federal Research Center KSC Siberian Branch Russian Academy of Sciences, Krasnoyarsk, Russian Federation
Доп.точки доступа:
Музалевский, Константин Викторович
}
Найти похожие
7.
Field test of
the surface soil
moisture
mapping using Sentinel-1 radar data / A. M. Zeyliger, K. V. Muzalevskiy, E. V. Zinchenko, O. S. Ermolaeva> // Sci. Total Environ. - 2022. -
Vol. 807
,
Part 2
. - Ст. 151121,
DOI
10.1016/j.scitotenv.2021.151121. - Cited References: 43. - The research was performed within the framework of the Russian Foundation for Basic Research project 19-29-05261 mk “Cartographic modelling of soil
moisture
reserves based on complex geophysical water content measurements for digital irrigated agriculture” . - ISSN 0048-9697
Кл.слова (ненормированные):
Sentinel-1
--
UAV
--
Digital elevation model
--
Radar backscattering
--
Artificial neural network
--
Soil
moisture
Аннотация:
Soil surface
moisture
is one of the key parameters for describing the hydrological state and assessing the potential availability of water for irrigated plants. Because the radar backscattering coefficient is sensitive to soil
moisture
, the application of Sentinel-1 data may support soil surface
moisture
mapping at high spatial resolution by detecting spatial and temporal changes at the field scale for precision irrigation management. This mapping is required to control soil water erosion and preferential water flow to improve irrigation water efficiency and minimise negative impacts on surface and ground water bodies. Direct observations of soil surface
moisture
(5-cm thickness) were performed at an experimental plot in the study site of the All-Russian Scientific Research Institute of Irrigated Agriculture, near the village Vodnyy, Volgograd region. Soil surface
moisture
retrieval from Sentinel-1 was performed at the same location. A second set of soil surface
moisture
was calculated for the soil sampling sites using the permittivity model, based on the estimates of soil surface characteristics: a) reflectivity, obtained by the neural network method from Sentinel-1 observations; b) roughness, obtained from the geodata of the stereoscopic survey with unmanned aerial vehicle Phantom 4 Pro. The raster set of soil surface
moisture
geodata was obtained based on the reflectivity geodata raster set to solve the inverse problem using a permittivity model that considers the soil texture of the experimental plot. The determination coefficient (0.948) and standard deviation (2.04%) were obtained by comparing both sets of soil
moisture
point geodata taken from the same soil sampling sites. The values confirmed a satisfactory linear correlation between the directly measured and indirectly modelled sets. A comparison of the two sets of geodata indicated a satisfactory reproduction of the first set by the second set. As a result, the developed method can be considered as the scientific and methodological basis of the new technology of soil surface
moisture
monitoring by radar, which is one of the basic characteristics used in precision irrigation management.
Смотреть статью
,
Scopus
,
WOS
,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Academy, Moscow, Russian Federation
Kirensky Institute of Physics of the Siberian Branch of the RAS – Division of Federal Research Center, Krasnoyarsk Scientific Center of the Siberian Branch of the RAS, Krasnoyarsk, Russian Federation
Siberian Federal University, Krasnoyarsk, Russian Federation
All-Russian Scientific Research Institute of Irrigated Agriculture, Volgograd, Russian Federation
Доп.точки доступа:
Zeyliger, A. M.; Muzalevskiy, K. V.; Музалевский, Константин Викторович; Zinchenko, E. V.; Ermolaeva, O. S.
}
Найти похожие
8.
Error of
Moisture
Retrieving from the SMOS Radiobrightness with the Use of the Temperature Dependable Soil Dielectric Model / V. L. Mironov, L. G. Kosolapova, F. Demontoux> //
Proc. PIER. - 2011. - P709-711
eLibrary
Доп.точки доступа:
Mironov, V. L.; Миронов, Валерий Леонидович; Kosolapova, L. G.; Косолапова, Людмила Георгиевна; Demontoux, F.; Progress In Electromagnetics Research Symposium(2011 ; Sept. 12-16 ; Suzhou, China)
}
Найти похожие
9.
Muzalevskiy, K. V.
Application of Sentinel-1B polarimetric observations to soil
moisture
retrieval using neural networks: Case study for bare Siberian chernozem soil / K. Muzalevskiy, A. Zeyliger> // Remote Sens. - 2021. -
Vol. 13
,
Is. 17
. - Ст. 3480,
DOI
10.3390/rs13173480. - Cited References: 21. - This work was supported by the Russian Foundation for Basic Research (grant No. 19-29-05261 mk). The field experiment and EC-5 Decagon sensor calibration in laboratory conditions were carried out with the support of Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation, project No. 0287-2021-0034 (basic state assignment) . - ISSN 2072-4292
РУБ
Environmental Sciences + Geosciences, Multidisciplinary + Remote Sensing + Imaging Science & Photographic Technology
Рубрики:
SURFACE
MODEL
PARAMETERS
ROUGHNESS
INVERSION
DUBOIS
IEM
OH
Кл.слова (ненормированные):
microwave remote sensing
--
Sentinel-1
--
bare soil
--
soil
moisture
--
soil permittivity
Аннотация:
Sentinel-1 is currently the only synthetic-aperture radar, which radar measurements of the earth’s surface to be carried out, regardless of weather conditions, with high resolution up to 5–40 m and high periodicity from several to 12 days. Sentinel-1 creates a technological platform for the development of new globally remote sensing algorithms of soil
moisture
, not only for hydrological and climatic model applications, but also on a single field scale for individual farms in precision farming systems used. In this paper, the potential of soil
moisture
remote sensing using polarimetric Sentinel-1B backscattering observations was studied. As a test site, the fallow agricultural field with bare soil near the Minino village (56.0865°N, 92.6772°E), Krasnoyarsk region, the Russian Federation, was chosen. The relationship between the cross-polarized ratio, reflectivity, and the soil surface roughness established Oh used as a basis for developing the algorithm of soil
moisture
retrieval with neural networks (NNs) computational model. Two NNs is used as a universal regression technique to establish the relationship between scattering anisotropy, entropy and backscattering coefficients measured by the Sentinel-1B on the one hand and reflectivity on the other. Finally, the soil
moisture
was found from the soil reflectivity in solving the inverse problem using the Mironov dielectric model. During the field campaign from 21 May to 25 August 2020, it was shown that the proposed approach allows us to predict soil
moisture
values in the layer thickness of 0.00–0.05 m with the root-mean-square error and determination coefficient not worse than 3% and 0.726, respectively. The validity of the proposed approach needs additional verification on a wider dataset using soils of different textures, a wide range of variations in soil surface roughness, and
moisture
.
Смотреть статью
,
Scopus
,
WOS
,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Russian Acad Sci, Lab Radiophys Earth Remote Sensing, Kirensky Inst Phys, Fed Res Ctr KSC,Siberian Branch, Krasnoyarsk 630090, Russia.
Russian State Agr Univ, Dept Appl Informat, Moscow Timiryazev Agr Acad, Moscow 127550, Russia.
Доп.точки доступа:
Zeyliger, Anatoly; Музалевский, Константин Викторович; Russian Foundation for Basic ResearchRussian Foundation for Basic Research (RFBR) [19-29-05261 mk]; Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation [0287-2021-0034]
}
Найти похожие
10.
Fomin, S. V.
A dielectric model for frozen mineral soils at a frequency of 435 MHz / S. Fomin, K. Muzalevskiy> // Remote Sens. Lett. - 2021. -
Vol. 12
,
Is. 9
. - P. 944-950,
DOI
10.1080/2150704X.2021.1947537. - Cited References: 16. - This work was supported by the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation [project No. 0287-2021-0034] . - ISSN 2150-704X
Кл.слова (ненормированные):
Mean square error
--
Mixer circuits
--
Permittivity
--
Remote sensing
--
Soil
moisture
--
Soil surveys
--
Coefficient of determination
--
Complex relative permittivity
--
Dielectric measurements
--
Practical engineering
--
Retrieval algorithms
--
Root mean square errors
--
Spectroscopic models
--
Volumetric soil moistures
--
Frozen soils
Аннотация:
A single frequency refractive mixing dielectric model at 435 MHz for frozen mineral soils is proposed. The model was created based on the laboratory dielectric measurements of three soil samples in the ranges of soil
moisture
from 0.01cm3 cm−3 to 0.42cm3 cm−3, temperature from– 30°C to– 1°C, clay content (by weight) from 9.1% to 41.3%. Coefficient of determination R2 and root mean square error (RMSE) predicted by the model and measured values for real () and imaginary () part of the complex relative permittivity (CRP) are = 0.988 (= 0.323) and = 0.987 (= 0.100). Compared to well-known spectroscopic models, this model is simpler in practical engineering use. The input parameters of the model are the volumetric soil
moisture
, temperature and the content of the clay fraction. The output parameters are the real and imaginary parts of the CRP. The created model may be used to develop new remote sensing retrieval algorithms of temperature, the content of unfrozen water and ice in the root zone of frozen soils for northern regions.ε 'ε ''R2ε 'RMSEε 'R2ε ''RMSEε ''
Смотреть статью
,
Scopus
,
WOS
,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Laboratory of Radiophysics of the Earth Remote Sensing, Kirensky Institute of Physics Federal Research Center KSC Siberian Branch Russian Academy of Sciences, Krasnoyarsk, Russian Federation
Доп.точки доступа:
Muzalevskiy, K. V.; Музалевский, Константин Викторович; Фомин, Сергей Викторович
}
Найти похожие
11.
Muzalevskiy, K. V.
Shielded open-circuited probe for in-situ measurements of soil permittivity in Very high frequency (VHF) and Ultra high frequency (UHF) bands / K. Muzalevskiy, A. Karavaysky> // Trans. Inst. Meas. Control. - 2021. -
Vol. 43
,
Is. 16
. - P. 3566-3572,
DOI
10.1177/01423312211037791. - Cited References: 30. - The author(s) disclosed receipt of the following financial support for the research, authorship, and/or publication of this article: This work was supported by the SB RAS project No. 0287-2021-0034 . - ISSN 0142-3312. - ISSN 1477-0369
РУБ
Automation & Control Systems + Instruments & Instrumentation
Рубрики:
DIELECTRIC CHARACTERIZATION
MOISTURE
Кл.слова (ненормированные):
Soil measurements
--
dielectric spectroscopy
--
frequency domain reflectometry
--
complex permittivity
--
shielded open-circuited probe
Аннотация:
In this paper, the shielded open-circuited probe operating in the wide frequency range from 75MHz to 2GHz is proposed. The probe is made of an SubMiniature version A (SMA) flange connector. The central rod of the SMA connector emerges from a coaxial transition in the flange and shielded by four rods. The robe design allows us to calculate of the probe reflection coefficient S11 used simple analytical transmission line model (TEM wave mode), the parameters of which were calibrated on a set of substances with a known frequency spectrum of permittivity. The refractive index (RI) and normalized attenuation coefficient (NAC) retrieval technique is based on solving the inverse problem of minimizing the residual norm between measured and calculated frequency spectra of reflection coefficient S11. After calibration, the root-mean-square error (determination coefficient) between the measured and calculated module and phase of the reflection coefficient S11 for the sets of calibration media air, distilled water, butanol, pure ice, water solution with NaCl of salinity of 8.9% do not exceed 0.26dB (0.995) and 0.03 rad (0.999), respectively, in the frequency range from 75MHz to 2GHz. The root-mean-square error (determination coefficient) between the measured RI and NAC spectra for four soil cover samples (variation of the clay fraction from 10.5 g/g to 47.6 g/g) using the proposed probe and a precision coaxial cell not exceeds 0.109 (0.993) and 0.057 (0.986), respectively, in the frequency range from 75 MHz to 2 GHz. As a result, it is experimentally shown that RI и NAC can be measured by the proposed non-precision probe with an error comparable to the precision coaxial cell.
Смотреть статью
,
WOS
,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Russian Acad Sci, Kirensky Inst Phys, Fed Res Ctr KSC, Siberian Branch, Akademgorodok 50-38, Krasnoyarsk 660036, Russia.
Доп.точки доступа:
Karavaysky, A. Yu.; Каравайский, Андрей Юрьевич; Музалевский, Константин Викторович; SB RAS project [0287-2021-0034]
}
Найти похожие
12.
Музалевский, Константин Викторович
.
Возможности дистанционного зондирования профилей влажности почв на основе поляриметрических наблюдений обратного рассеяния волн в P- и C-диапазонах частот / К. В. Музалевский> // Совр. пробл. дистан. зондир. Земли из космоса. - 2019. -
Т. 16
,
№ 5
. - С. 203-216,
DOI
10.21046/2070-7401-2019-16-5-203-216. - Библиогр.: 44. - Исследование предельной глубины зондирования и восстановление влажности почвы в L-диапазоне частот для сигналов GPS, ГЛОНАСС выполнено в рамках проекта No 0356-2019-0004 СО РАН, методика измерения профилей влажности на двух частотах 435 МГц и 5,4 ГГц получена в рамках проекта Российского фонда фундаментальных исследований No 18-05-00405. . - ISSN 2070-7401. - ISSN 2411-0280
Перевод заглавия:
Possibilities of remote sensing of soil
moisture
profile based on backscattering polarimetric observations in P- and C-bands
Кл.слова (ненормированные):
обратное радарное рассеяние
--
бистатическое радарное рассеяние
--
агропочвы
--
профиль влажности
--
комплексная диэлектрическая проницаемость
--
backscattering
--
bistatic scattering
--
agro-soil
--
moisture
profile
--
complex dielectric constant
Аннотация:
В данной теоретической работе предложен двухчастотный поляриметрический метод измерения профилей влажности в поверхностном слое агропочв толщиной до 30 см. Рассмотрен случай монотонного изменения влажности почвы с глубиной для профилей, которые измерялись в течение 37 дней после орошения. В качестве исходных значений сечений обратного радарного рассеяния выступали величины, рассчитанные на согласованных поляризациях методом Кирхгофа в скалярном приближении и методом малых возмущений на частотах 5,4 ГГц и 435 МГц соответственно. В этих расчётах использовались экспериментальные профили влажности и спектроскопическая рефракционная модель комплексной диэлектрической проницаемости для почвы с содержанием глинистой фракции, равной 14 %. Профили влажности почвы восстанавливались в ходе решения обратной задачи, информативным признаком в которой были отношения сечений обратного рассеяния на согласованных поляризациях, рассчитанные на двух частотах для измеренного и модельного профилей влажности почвы. В качестве модельного профиля влажности почвы выступала экспоненциальная функция. Среднеквадратичное отклонение и квадрат коэффициента корреляции между восстановленными и измеренными значениями влажности в поверхностном слое почвы толщиной 30 см оказались равны 0,01 см3/см3 и 0,92 соответственно. Выводы работы справедливы также и в случае бистатической конфигурации схемы зондирования. Исследование показывает перспективность разработки многочастотных радиолокационных систем комбинированного СВЧ- и дециметрового диапазонов для дистанционного зондирования профилей влажности почв.
In this theoretical work, a two-frequency polarimetric method is proposed for measuring
moisture
profiles in topsoil 30 cm thick. The problem was considered for monotonic
moisture
profiles, which were measured during 37 days after soil irrigation. Original values of co-polarization backscattering coefficients were calculated in scalar approximation by the Kirchhoff method and small perturbations method at a frequency of 5.4 GHz and 435 MHz, respectively. Experimentally measured
moisture
profiles and dielectric model of soil with a clay content of 14 % were used in the calculations. Soil
moisture
profiles were retrieved in the course of solving the inverse problem for the two frequencies, the cost function in which was selected as ratio of co-polarized HH-VV backscattering coefficients. Exponential function was used for modeling soil
moisture
profile. Standard error and square of correlation coefficient between the retrieved and measured values of soil
moisture
were found to be 0.01 cm3/cm3, and 0.92, respectively. These estimates were made for topsoil 30 cm thick. The obtained results remain suitable for the bistatic configuration of radar measurements. The study shows that the success of remote sensing of
moisture
profiles in the arable topsoil depends on selection of frequency range of radar. In this regard radar measurements are most expedient to carry out simultaneously at several frequencies of the ultra and super high frequency bands.
Смотреть статью
,
РИНЦ
,
Scopus
,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН, Красноярск, Россия
Доп.точки доступа:
Muzalevskiy, K. V.
}
Найти похожие
13.
Mironov, V. L.
Spectroscopic Multirelaxation Dielectric Model of Thawed and Frozen Arctic Soils Considering the Dependence on Temperature and Organic Matter Content / V. L. Mironov, I. V. Savin> // Izv. Atmos. Ocean. Phys. - 2019. -
Vol. 55
,
Is. 9
. - P. 986-995,
DOI
10.1134/S0001433819090305. - Cited References: 16 . - ISSN 0001-4338. - ISSN 1555-628X
РУБ
Meteorology & Atmospheric Sciences + Oceanography
Рубрики:
SMOS BRIGHTNESS TEMPERATURES
RELAXATION
BOREAL
Кл.слова (ненормированные):
dielectric model
--
moisture
--
temperature
--
organic soil
--
remote sensing
--
wet soil
Аннотация:
A temperature spectroscopic dielectric model of moist soils developed on the basis of measurements of six samples of thawed and frozen Arctic soils with different contents of organic matter, from 30 to 90%, is presented. This model allows predicting complex permittivity values of moist soil that are in a good agreement with dielectric measurements. It is applicable in a frequency range from 0.05 to 15 GHz, a temperature range from ‒30° to +25°C, and a
moisture
range from 0.009 to 1.001 g/g. It can be recommended for use in remote sensing algorithms of
moisture
and temperature of soil using space radiometric and radar data.
Смотреть статью
,
Scopus
,
WOS
Публикация на русском языке
Миронов, Валерий Леонидович. Спектроскопическая многорелаксационная диэлектрическая модель талых и мерзлых арктических почв, учитывающая зависимости от температуры и содержания органического вещества [Текст] / В. Л. Миронов, И. В. Савин // Исслед. Земли из космоса. - 2019. - № 1. - С. 62-73
Держатели документа:
Russian Acad Sci, Kirensky Inst Phys, Siberian Branch, Krasnoyarsk, Russia.
Доп.точки доступа:
Savin, I. V.; Савин, Игорь Викторович; Миронов, Валерий Леонидович
}
Найти похожие
14.
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
15.
Experimental analysis and
empirical model of the complex permittivity of five organic soils at 1.4 GHz in the temperature range from −30 °C to 25 °C / V. L. Mironov [et al.]> // IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing. - 2019. -
Vol. 51
,
Is. 6
. - P. 3778 - 3787,
DOI
10.1109/TGRS.2018.2887117. - Cited References: 26. - This work was supported by the Russian Foundation for Basic Research under Grant 16-05-00572. . - ISSN 0196-2892
Перевод заглавия:
Экспериментальный анализ и эмпирическая модель диэлектрической проницаемости пяти органических почв на частоте 1,4 ГГц в диапазоне температур от -30°C до 25°C
Кл.слова (ненормированные):
Dielectric measurement
--
microwave measurement
--
predictive models
--
soil
moisture
Аннотация:
The dielectric measurements were made for five organic soils taken from the tundra territories of Alaska, Yamal, and Taimyr, with the content of organic matter varying from 35% to 80%. The measurements were carried out in the temperature range from −30 °C to 25 °C, frequencies from 0.45 to 16 GHz and soil
moisture
from close to zero to the field
moisture
capacity. The refractive mixing model was applied to fit the measurements of the soil’s complex refractive index (CRI) as a function of soil
moisture
, with the values of temperature being fixed. As a result, a respective dielectric model was developed. The amounts of bound and transient water in the thawed and frozen soils were introduced as parameters of the developed model and derived as a function of temperature and content of soil organic matter. The other parameters which concern the CRIs of soil solids as well as bound, transient, and liquid soil water or ice components were derived as a function of temperature. The errors of the proposed model estimated in terms of the values of normalized root-mean-sqaure error for the real and imaginary parts of the soil complex relative permittivity appeared to be 6%–7% and 23%, respectively. The proposed dielectric model can be applied in active and passive remote sensing, in particular, for the SMOS, SMAP, and Aquarius missions after testing in ground-based experiments.
Смотреть статью
,
Scopus
,
WOS
,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Radiophysics of Remote Sensing Laboratory, Kirensky Institute of Physics, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Krasnoyarsk, Russia.
Доп.точки доступа:
Mironov, V. L.; Миронов, Валерий Леонидович; Kosolapova, L. G.; Косолапова, Людмила Георгиевна; Fomin, S. V.; Фомин, Сергей Викторович; Savin, I. V.; Савин, Игорь Викторович
}
Найти похожие
16.
Dielectric model for
thawed and frozen organic soils at 1.4 GHz / V. L. Mironov [et al.]> //
International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS) : IEEE, 2018. -
Vol. 2018-July
: 38th Annual IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium, IGARSS 2018 (22 July 2018 through 27 July 2018, ) Conference code: 141934. - Ст. 8518443. - P. 7180-7183,
DOI
10.1109/IGARSS.2018.8518443. - Cited References: 6. - The study was supported by a grant from the Russian Foundation for Basic Research (project № 16-05-00572), and project №0356-2018-0060.
Кл.слова (ненормированные):
1.4 GHz
--
Dielectric model
--
Moisture
--
Organic soils
--
Remote sensing
--
Temperature
--
Thawed and frozen soils
Аннотация:
Dielectric measurements of organic soils for five samples with different contents of organic matter are carried out in the temperature range from -30 °C to 25 °C in a wide frequency range from 0.45 to 16 GHz. On their basis, a simple single-frequency dielectric model of thawed and frozen organic soils has been created to calculate the complex relative permittivity of thawed and frozen organic soils, depending on the
moisture
, temperature and organic matter content at 1.4 GHz.
Смотреть статью
,
Scopus
,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Kirensky Institute of Physics SB RAS, Russian Federation
Доп.точки доступа:
Mironov, V. L.; Миронов, Валерий Леонидович; Kosolapova, L. G.; Косолапова, Людмила Георгиевна; Fomin, S. V.; Фомин, Сергей Викторович; Savin, I. V.; Савин, Игорь Викторович; Muzalevskiy, K. V.; Музалевский, Константин Викторович; IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium(2018 ; July ; 22-27 ; Valencia, Spain)
}
Найти похожие
17.
Muzalevskiy, K. V.
Retrieving soil
moisture
profiles based on multifrequency polarimetric radar backscattering observations. Theoretical case study / K. Muzalevskiy> // Int. J. Remote Sens. - 2021. -
Vol. 42
,
Is. 2
. - P. 506-519,
DOI
10.1080/01431161.2020.1809743. - Cited References: 46. - This work was supported by the Russian Foundation for Basic Research (grant No. 18-05-00405) in part of the sensing depth investigation and retrieving soil
moisture
in the L-band, a technique for measuring
moisture
profiles at two frequencies of 435 MHz and 5.4 GHz was created in part of SB RAS project No. 0356-2019-0004 . - ISSN 0143-1161
Перевод заглавия:
Восстановление профилей влажности почвы на основе многочастотных поляриметрических наблюдений обратного радарного рассеяния
Кл.слова (ненормированные):
Antennas
--
Backscattering
--
Cost functions
--
Exponential functions
--
Inverse problems
--
Perturbation techniques
--
Polarimeters
--
Radar
--
Remote sensing
--
Soil
moisture
Аннотация:
In this theoretical work, a dual-frequency polarimetric method is proposed for measuring
moisture
profiles in the topsoil up to 0.30 m thick. A case of measuring soil
moisture
profiles, which monotonically changes with depth, during 37 days after irrigation is considered. Original values of backscattering coefficients are calculated by the Oh model and by the small perturbation method at frequencies of 5.4 GHz and 435 MHz, respectively. In these calculations, we used measured
moisture
profiles and spectroscopic refractive mixing dielectric model of non-saline mineral soil with a clay fraction of 9.1%. Soil
moisture
profiles are retrieved by solving the inverse problem, the cost function of which is constructed based on the co- and cross-polarized ratios, calculated at two frequencies for the measured and modelled soil
moisture
profiles. An exponential function is used as a modelled soil
moisture
profile. It is shown that the standard deviation between the retrieved and measured soil
moisture
values in the surface layer 0.30 m thick appears to be ≤0.02 m3 m−3 (theoretical limit), and the determination coefficient is 0.881. The study shows a promising path towards developing multi-frequency radar systems for remote sensing of soil
moisture
profiles using satellites-based and unmanned aerial vehicles air-based platforms.
Смотреть статью
,
Scopus
,
WOS
,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
Laboratory of Radiophysics of the Earth Remote Sensing, Kirensky Institute of Physics Federal Research Center KSC Siberian Branch Russian Academy of Sciences, Krasnoyarsk, Russian Federation
Доп.точки доступа:
Музалевский, Константин Викторович
}
Найти похожие
18.
Музалевский, Константин Викторович
.
Сверхширокополосное импульсное зондирование слоистой структуры снежно-почвенного покрова. Теоретическое исследование / К. В. Музалевский> // Журн. радиоэлектрон. : электронный журнал. - 2020. -
№ 8
. - Ст. 4,
DOI
10.30898/1684-1719.2020.8.14. - Библиогр.: 51. - 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. Theoretical 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 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
Держатели документа:
Институт физики им. Л.В. Киренского
Доп.точки доступа:
Muzalevskiy, K. V.
}
Найти похожие
19.
Полевое тестирование метода
картографического моделирования влагозапасов поверхностного слоя почвенного покрова, основанного на данных радарной съёмки Sentinel-1 и цифровой модели рельефа / А. М. Зейлигер, K. V. Muzalevskiy, Е. В. Зинченко [и др.]> // Соврем. проблемы дистанц. зондир. Земли из космоса. - 2020. -
Т. 17
,
№ 4
. - С. 113-128,
DOI
10.21046/2070-7401-2020-17-4-113-128. - Библиогр.: 32 . - ISSN 2070-7401. - ISSN 2411-0280
Перевод заглавия:
Field testing of the cartographic modeling of soil water content of the surface layer of soil cover based on Sentinel-1 radar survey and digital elevation model
Кл.слова (ненормированные):
почвенный покров
--
влажность почвы
--
точечные данные
--
растровые данные
--
гранулометрический состав
--
шероховатость земной поверхности
--
цифровая модель местности
--
БПЛА
--
радарная съёмка
--
Sentinel-1
--
обратное радарное рассеяние
--
нейронные сети
--
диэлектрическая модель почвы
--
Soil cover
--
Soil
moisture
--
Raster data
--
Particle size distribution
--
Surface roughness
--
Digital terrain model
--
UAV
--
Radar imaging
--
Sentinel-1
--
Radar backscatter
--
Neural networks
--
Dielectric soil model
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
Держатели документа:
Российский государственный аграрный университет ― МСХА имени К. А. Тимирязева, Москва, Россия
Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН, Красноярск, Россия
Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия, Волгоград, Россия
Доп.точки доступа:
Зейлигер, А. М.; Muzalevskiy, K. V.; Музалевский, Константин Викторович; Зинченко, Е. В.; Ермолаева, О. С.; Мелихов, В. В.
}
Найти похожие
20.
High
moisture
resistance
of an efficient Mn4+-activated red phosphor Cs2NbOF5:Mn4+ for WLEDs / J. Zhou, Y. Chen, C. Jiang [et al.]> // Chem. Eng. J. - 2021. -
Vol. 405
. - Ст. 126678,
DOI
10.1016/j.cej.2020.126678. - Cited References: 43. - This work was financially supported by grants from the National Natural Science Foundation of China (No. 51802359, 21801254, 51902354) and its Joint Funds of Yunnan and Guangdong Province (No. U1702254 and No. U1801253), Special Fund of Guangdong Province Project for Applied Science and Technology Research and Development (No. 2017B090917001), Guangdong Basic and Applied Basic Research Foundation (No. 2020A1515010556), the Fundamental Research Funds for the Central Universities (No. 19lgpy123), and China Postdoctoral Science Foundation (No. 2019M663230). M. G. Brik thanks the supports from the National Recruitment Program of High-end Foreign Experts (No. GDT20185200479 and GDW20145200225), the Programme for the Foreign Experts (No. W2017011) and Wenfeng High-end Talents Project (No. W2016-01) offered by Chongqing University of Posts and Telecommunications (CQUPT) , Estonian Research Council grant PUT PRG111, and European Regional Development Fund (TK141) . - ISSN 1385-8947
Перевод заглавия:
Высокая влагостойкость эффективного Mn4+ -активированного красного люминофора Cs2NbOF5: Mn4+ для ламп белых светодиодов
Кл.слова (ненормированные):
Light-emitting diodes
--
Moisture
resistance
--
Mn4+
--
Self-protection
--
Photoluminescence
Аннотация:
Mn4+-activated fluoride red phosphors, the most important red phosphors for warm white light emitting diodes (LEDs), usually suffer from inherent poor
moisture
resistance which is a major obstacle to their long-lasting outdoor applications in a high humidity environment. Surface modification of phosphors by coating with either organic or inorganic shells is an effective way to improve waterproof stability. However, the coating procedure usually has a negative impact on the luminous efficacy due to the increased passivation shell thickness. In this work, Mn4+-activated oxyfluoroniobate (Cs2NbOF5), a highly efficient phosphor with internal quantum efficiency of ca. 82%, has been successfully synthesized and it is interesting to note that Cs2NbOF5:Mn4+ can exhibit remarkably improved waterproof stability even without surface coating compared to well-accepted commercial fluoride red-emitting phosphor, K2SiF6:Mn4+. The results obtained indicate that Nb5+ ions inside red phosphor play a crucial role in improving the water-resistant performance of Mn4+, which provides a new concept for overcoming the downside of their waterproof in humid conditions and maintaining the luminescence efficiency. In the final phase white LEDs with a high luminous efficacy of 174 lm/W (higher than commercial fluoride red phosphors), low correlated color temperature (3164 K) and high color rendering index (Ra = 90 and R9 = 85) have been fabricated using Cs2NbOF5:Mn4+.
Смотреть статью
,
Scopus
,
WOS
,
Читать в сети ИФ
Держатели документа:
School of Marine Sciences/School of Chemistry, Sun Yat-Sen University, Zhuhai 519082, Guangzhou, 510275, China
Laboratory of Crystal Physics, Kirensky Institute of Physics, Federal Research Center KSC SB RAS, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation
Siberian Federal University, Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation
Department of Physics, Far Eastern State Transport University, Khabarovsk, 680021, Russian Federation
College of Sciences, Chongqing University of Posts and Telecommunications, Chongqing, 400065, China
Institute of Physics, University of Tartu, W. Ostwald Str. 1, Tartu, 50411, Estonia
Institute of Physics, Jan Dlugosz University, Armii Krajowej 13/15, Czestochowa, PL-42200, Poland
Frank Laboratory of Neutron Physics, Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, 141980, Russian Federation
Guangdong Institute of Semiconductor Industrial Technology, Guangzhou, 510650, China
Доп.точки доступа:
Zhou, J.; Chen, Y.; Jiang, C.; Milicevic, B.; Molokeev, M. S.; Молокеев, Максим Сергеевич; Brik, M. G.; Bobrikov, I. A.; Yan, J.; Li, J.; Wu, M.
}
Найти похожие
полный формат
краткий формат
все найденные
отмеченные
кроме отмеченных
Стандартный
Расширенный
Профессиональный
Распределенный
По словарю
ГРНТИ-навигатор
УДК-навигатор
Тематический навигатор
Другие библиотеки
Центральная Научная Библиотека КНЦ СО РАН
Библиотека института биофизики
Библиотека института химии и химический технологии
Библиотека института вычислительного моделирования
Библиотека института леса
Библиотека СФУ
Краевая научная библиотека
© Международная Ассоциация пользователей и разработчиков электронных библиотек и новых информационных технологий
(Ассоциация ЭБНИТ)