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

Формат представления найденных документов:
полный	информационный	краткий

Отсортировать найденные документы по:
автору	заглавию	году издания	типу документа

Поисковый запрос: (<.>K=roughness<.>)

Общее количество найденных документов : 12
Показаны документы с 1 по 12

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Wigneron J. P., Chanzy A., Kerr Y. H., Lawrence H., Shi J. C., Escorihuela M. J., Mironov V. L., Mialon A., Demontoux F., de Rosnay P., Saleh-Contell K.
Заглавие : Evaluating an improved parameterization of the soil emission in L-MEB
Коллективы : Workshop on Remote Sensing and Modeling of Surface Properties (2nd; Jun 09-11, 2009; Toulouse, France)
Место публикации : IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing: IEEE-Institute Electrical and Electronics Engineers, 2011. - Vol. 49, Is. 4. - P.1177-1189. - ISSN 0196-2892, DOI 10.1109/TGRS.2010.2075935
Примечания : Cited References: 26
Предметные рубрики: BAND MICROWAVE EMISSION
SURFACE-ROUGHNESS
1.4 GHZ
MODEL
MOISTURE
LAND
RADIOMETER
FREQUENCY
FIELDS
SPACE
Ключевые слова (''Своб.индексиров.''): microwave remote sensing--radiometry--roughness--soil moisture (sm)--soil moisture and ocean salinity (smos)--soil surface
Аннотация: In the forward model [L-band microwave emission of the biosphere (L-MEB)] used in the Soil Moisture and Ocean Salinity level-2 retrieval algorithm, modeling of the roughness effects is based on a simple semiempirical approach using three main "roughness" model parameters: H-R, Q(R), and N-R. In many studies, the two parameters Q(R) and N-R are set to zero. However, recent results in the literature showed that this is too approximate to accurately simulate the microwave emission of the rough soil surfaces at L-band. To investigate this, a reanalysis of the PORTOS-93 data set was carried out in this paper, considering a large range of roughness conditions. First, the results confirmed that Q(R) could be set to zero. Second, a refinement of the L-MEB soil model, considering values of N-R for both polarizations (namely, N-RV and N-RH), improved the model accuracy. Furthermore, simple calibrations relating the retrieved values of the roughness model parameters H-R and (N-RH - N-RV) to the standard deviation of the surface height were developed. This new calibration of L-MEB provided a good accuracy (better than 5 K) over a large range of soil roughness and moisture conditions of the PORTOS-93 data set. Conversely, the calibrations of the roughness effects based on the Choudhury approach, which is still widely used, provided unrealistic values of surface emissivities for medium or large roughness conditions.
Смотреть статью,
Смотреть исправление,
WoS,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Komogortsev S. V., Varnakov S. N., Satsuk S. A., Yakovlev I. A., Ovchinnikov S. G.
Заглавие : Magnetic anisotropy in Fe films deposited on SiO2/Si(001) and Si(001) substrates
Место публикации : J. Magn. Magn. Mater.: Elsevier Science, 2014. - Vol. 351. - P.104-108. - ISSN 0304-8853, DOI 10.1016/j.jmmm.2013.09.058. - ISSN 873-4766
Примечания : Cited References: 40. - The work has been supported by RFBR Grant 11-03-00168-a, 12-02-00943-a, 13-02-01265-a, Interdisciplinary integration of fundamental research of SB RAS (2012-2014) project No. 64. Also the study was supported by The Ministry of Education and Science of Russian Federation, project 14.513.11.0016.
Предметные рубрики: UNIAXIAL ANISOTROPY
SURFACE
SILICON
ROUGHNESS
Ключевые слова (''Своб.индексиров.''): epitaxial growth--iron--magnetic anisotropy--thin film
Аннотация: The magnetic anisotropy of 10 nm iron films deposited in an ultra high vacuum on the Si(001) surface and on the Si(001) over caped by 1.5 nm layer of SiO2 was investigated. There is in-plane uniaxial magnetic anisotropy caused by oblique sputtering in the Fe films on a SiO2 buffer layer. The easy magnetization axis is always normal to the atomic flux direction but the value of the anisotropy field is different depending on the axial angle among sputtering direction and the substrate crystallographic axes. It is argued that the uniaxial magnetic anisotropy results from elongated surface roughness formation during film deposition. Several easy magnetization axes are found in Fe/Si(001) film without the SiO2 buffer layer. The mutual orientation of the main easy axes and Si crystallographic axes indicates that there is epitaxial growth of Fe/Si(001) film with the following orientation relative to the substrate: Fe[100] ?Si[110]. The anisotropy energy of Fe/Si(001) film is estimated by simulation of angle dependence of remnant magnetization m r as the sum of the mr angle plot from uniaxial anisotropy (induced by oblique deposition) and the polar plot from biaxial magnetocrystalline anisotropy. В© 2013 Elsevier B.V.
Смотреть статью,
Scopus,
WoS,
WOS,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

Вид документа : Статья из сборника (однотомник)
Шифр издания :
Автор(ы) : Mironov V. L., Muzalevskiy K. V.
Заглавие : The new algorithm for retrieval of soil moisture and surface roughness from GNSS reflectometry
Коллективы : IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (2012 ; July ; 22-27; Munich, Germany)
Место публикации : IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGRASS): Proceedings. - Munich, 2012. - P.7530-7532. - ISBN 978-1-4673-1159-5, DOI 10.1109/IGARSS.2012.6351889
Аннотация: In this paper we propose a new simple algorithm for data processing of GNSS reflectometry. At first step of data processing of interference patterns the algorithm allows to retrieve the modulus of the reflection coefficient and then retrieve soil moisture and surface roughness of the soil. This method allows to not take into account information about the antenna pattern and height of GNSS antenna, and also excludes the impact of geodesic relief roughness. The proposed methodology was used for the retrieval moisture and surface roughness of soil using data recorded GPS receiver on a vertical polarization.
Обложка,
Материалы конференции,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Belyaev B. A., Izotov A. V.
Заглавие : FMR study of the anisotropic properties of an epitaxial Fe3Si film on a Si(111) vicinal surface
Место публикации : JETP Letters. - 2016. - Vol. 103, Is. 1. - P.41-45. - ISSN 00213640 (ISSN), DOI 10.1134/S0021364016010033
Примечания : Cited References: 28
Предметные рубрики: Thin magnetic-films
Ferromagnetic-resonance
Cobalt films
Metal-films
Spectrometer
Spintronics
Roughness
Аннотация: The anisotropic characteristics of an iron silicide (Fe3Si) epitaxial thin magnetic film grown on a Si(111) silicon vicinal surface with a misorientation angle of 0.14° have been measured by the ferromagnetic resonance method. It has been shown that the polar and azimuth misorientation angles of the crystallographic plane of the substrate can be determined simultaneously from the angular dependences of the ferromagnetic resonance field of the epitaxial film. The effective saturation magnetization of the film M eff = 1105 G and the constant of the cubic magnetocrystalline anisotropy K 4 = 1.15 × 105 erg/cm3 have been determined. The misorientation of the substrate plane leads to the formation of steps on the film surface and, as a result, to the appearance of uniaxial magnetic anisotropy of the magnetic dipole nature with the constant K 2 = 796 erg/cm3. Small unidirectional magnetic anisotropy (K 1 = 163 erg/cm3), which may be associated with symmetry breaking on the steps of the film and is due to the Dzyaloshinskii–Moriya interaction, has been detected.
Смотреть статью,
Scopus,
WOS,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Gritsenko, C.h., Dzhun I., Volochaev M. N., Gorshenkov M., Babaytsev G., Chechenin N., Sokolov A. Е., Tretiakov, Oleg A., Rodionova V.
Заглавие : Temperature-dependent magnetization reversal in exchange bias NiFe/IrMn/NiFe structures
Коллективы : Russian Foundation for Basic Research (RFBR) [17-32-50170]; MEXT, Japan [17 K05511, 17H05173]; Center for Science and Innovation in Spintronics (Core Research Cluster), Tohoku University; JSPS; RFBR under the Japan-Russian Research Cooperative Program; Ministry of Education and Science of the Russian Federation [3.9002.2017/6.7]
Место публикации : J. Magn. Magn. Mater. - 2019. - Vol. 482. - P.370-375. - ISSN 0304-8853, DOI 10.1016/j.jmmm.2019.03.044. - ISSN 1873-4766(eISSN)
Примечания : Cited References: 55. - Ch. G. and M. G. acknowledge financial support by the Russian Foundation for Basic Research (RFBR grant. 17-32-50170). Ch. G. acknowledges the 5 top 100 Russian Academic Excellence Project at the Immanuel Kant Baltic Federal University. O.A.T. acknowledges support by the Grants-in-Aid for Scientific Research (Grant Nos. 17 K05511 and 17H05173) from MEXT, Japan, by the grant of the Center for Science and Innovation in Spintronics (Core Research Cluster), Tohoku University, by JSPS and RFBR under the Japan-Russian Research Cooperative Program. V.R. acknowledges the Ministry of Education and Science of the Russian Federation in the framework of government assignment 3.9002.2017/6.7. Electron microscopy examination was carried out at the Center for Collective Use of the Krasnoyarsk Scientific Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences. We also thank Montserrat Rivas for helpful discussions.
Предметные рубрики: COERCIVITY
FILM
ROUGHNESS
THICKNESS
HEADS
IRMN
Аннотация: We demonstrate magnetization reversal features in NiFe/IrMn/NiFe thin-film structures with 40% and 75% relative content of Ni in Permalloy in the temperature range from 80 K to 300 K. The magnetization reversal sequence of the two ferromagnetic layers is found to depend on the type of NiFe alloy. In the samples with 75% relative content of Ni, the bottom ferromagnetic layer reverses prior to the top one. On the contrary, in the samples with 40% of Ni, the top ferromagnetic layer reverses prior to the bottom one. These tendencies of magnetization reversal are preserved in the entire range of temperatures. These distinctions can be explained by the morphological and structural differences of interfaces in the samples based on two types of Permalloy.
Смотреть статью,
Scopus,
WOS,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Belyaev B. A., Izotov A. V., Skomorokhov G. V., Solovev P. N.
Заглавие : Experimental study of the magnetic characteristics of nanocrystalline thin films: the role of edge effects
Коллективы : RFBRRussian Foundation for Basic Research (RFBR) [18-32-00086]; Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation [3.1031.2017/PCh]
Место публикации : Mater. Res. Express. - 2019. - Vol. 6, Is. 11. - Ст.116105. - ISSN 2053-1591, DOI 10.1088/2053-1591/ab4456
Примечания : Cited References: 37. - This work was supported by RFBR according to the research project no. 18-32-00086 and by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation no. 3.1031.2017/PCh.
Предметные рубрики: FERROMAGNETIC-RESONANCE
ANISOTROPIES
ROUGHNESS
SUBSTRATE
Аннотация: Magnetic characteristics and their spatial distribution of magnetron sputtered nanocrystalline NiFe thin films of various compositions were investigated by ferromagnetic resonance (FMR) and magneto-optical Kerr effect microscopy. A sharp increase in the FMR line width and a strong deviation of the uniaxial magnetic anisotropy field were observed near the film edges. It was shown that the observed magnetic anisotropy behavior can be explained by assuming that besides the field-induced uniaxial magnetic anisotropy an additional source of the uniaxial anisotropy near the film edges exists, with the easy axis parallel to the edges. The possible origins of this additional contribution were discussed.
Смотреть статью,
Scopus,
WOS,
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) : Shishatskaya, Ekaterina, Nemtsev I. V., Lukyanenko A. V., Vasiliev A. D., Kiselev, Evgeniy, Sukovatyi, Aleksey, Volova, Tatiana
Заглавие : Polymer Films of Poly-3-hydroxybutyrate Synthesized byCupriavidus necatorfrom Different Carbon Sources
Коллективы : RFBRRussian Foundation for Basic Research (RFBR); KKRF [19-43-240012]; Ministry of Education and Science of the Russian FederationMinistry of Education and Science, Russian Federation [FSRZ-2020-0006]
Место публикации : J. Polym. Environ. - 2021. - Vol. 29. - P.837-850. - ISSN 1566-2543, DOI 10.1007/s10924-020-01924-3. - ISSN 1572-8919(eISSN)
Примечания : Cited References: 54. - The reported study was funded by RFBR and KKRF Grant No. 19-43-240012 "Biological and physical principles of production of new generation biomaterials". The work was carried out as part of the State Assignment of the Ministry of Education and Science of the Russian Federation No. FSRZ-2020-0006. The authors would like to express their special thanks to Krasnoyarsk Regional Center of Research Equipment of Federal Research Center "Krasnoyarsk Science Center SB RAS" for providing equipment to ensure the accomplishment of this project
Предметные рубрики: CHEMOMECHANICAL PROPERTIES
RALSTONIA-EUTROPHA
SURFACE-ROUGHNESS
Аннотация: Films were prepared from 2% solutions of biodegradable poly-3-hydroxybutyrate [P(3HB)] and investigated. The polymer was synthesized by the Cupriavidus necator B-10646 bacterium cultivated using various carbon sources (glucose and glycerol of different degrees of purity, containing 0.3 to 17.93% impurities). Glycerol as the substrate influenced molecular-weight properties and crystallinity of the polymer without affecting its temperature characteristics. The P(3HB) specimens synthesized from glycerol had reduced Mw (300–400 kDa) and degree of crystallinity (50–55%) compared to the specimens synthesized from glucose (860 kDa and 76%, respectively). The low-crystallinity P(3HB) specimens, regardless of the degree of purity of glycerol, produced a beneficial effect on the properties of polymer films, which had a better developed folded surface and increased hydrophilicity. The values of the highest roughness (Ra) of the films synthesized from glycerol were 1.8 to 4.0 times lower and the water angles 1.4–1.6 times smaller compared to the films synthesized from glucose (71.75 nm and 87.4°, respectively). Those films performed better as cell scaffolds: the number of viable NIH fibroblasts was 1.7–1.9 times higher than on polystyrene (control) or films of P(3HB) synthesized from glucose.
Смотреть статью,
Scopus,
WOS,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

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

10.

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Музалевский, Константин Викторович, Фомин, Сергей Викторович, Каравайский, Андрей Юрьевич
Заглавие : Зависимость отражательных свойств агропочв в сверхширокой полосе частот от типа, степени шероховатости поверхности и профилей влажности агропочв
Место публикации : Журн. радиоэлектрон. - 2022. - № 11. - Ст.6. - ISSN 16841719 (eISSN), DOI 10.30898/1684-1719.2022.11.15; J. Radio Electron.
Примечания : Библиогр.: 30. - Работа выполнена в рамках гранта РНФ и Красноярского краевого фонда науки No 22-17-20042
Аннотация: В данной работе исследовано влияние объемной влажности от 0% до 40% (вертикальных профилей влажности), плотности сухого сложения от 0.4 до 1.8 г/см3, содержания глинистой фракции от 0.15 до 0.55 г/г (типа агропочвы), среднеквадратических отклонений (СКО) высот неровностей поверхности от 0 до 4 см почвенного покрова на вариации коэффициента отражения в сверхширокой полосе частот от 100-400 МГц до 1.26-2.4 ГГц. Расчет коэффициента отражения выполнен для гладкой и шероховатой границы почвенного покрова. При расчете коэффициента отражения использовалась двух-релаксационная диэлектрическая модель Миронова (входные параметры: плотность сухого сложения, содержание глинистой фракции, объемная влажность почвы, частота электромагнитной волны). Показано, что коэффициент отражения является неоднозначной функцией содержания глинистой фракции и плотности сухого сложения почв; погрешность восстановления высоких значений влажности почв может быть в 5 раз выше, чем для сухих почв. По отношению к содержанию глинистой фракции и плотности сухого сложения почвы, СКО высот неровностей поверхности почвы является доминирующим параметром неопределенность в задании, которого существенно влияет на погрешность восстановления влажности почв. Для рассмотренных разнообразных вертикальных профилей влажности почвы, показано, что эффективная толщина поверхностного слоя агропочвы, формирующего коэффициент отражения, не превышает 2 см при частоте зондирования выше 1 ГГц. При объемной влажности поверхности почвы более 28% величина коэффициента отражения во всем исследованном диапазоне частот от 433 МГц до 1.26 ГГц не зависит от вертикального распределения влаги. Проведенные исследования устанавливают количественные ограничения на точность восстановления влажности почвы при заданной погрешности исходных параметров модели: содержание глинистой фракции, плотности сухого сложения почвы, степени шероховатости поверхности почвы, которые должны учитываться при разработке алгоритмов дистанционного зондирования влажности агропочв.In this article, the impact of volumetric moisture from 0% to 40% (vertical moisture profiles), dry bulk density from 0.4 to 1.8 g/cm3, clay content from 0.15 to 0.55 g/g (agrosoil type), standard deviations heights of surface roughness from 0 to 4 cm of soil on the variations of reflection coefficient in the ultra-wide frequency band from 100-400 MHz to 1.26-2.4 GHz were investigated. The reflection coefficient was calculated for a smooth and rough soil surface. Mironov's two-relaxation dielectric model was used (input parameters: dry bulk density, clay content, volumetric moisture, frequency of electromagnetic wave) to calculating the reflection coefficient. It is shown that the reflection coefficient is an ambiguous function of the clay content and the dry bulk density; the error in retrieving high values of soil moisture can be 5 times higher than for dry soils. In relation to the clay content and the dry bulk density, the soil roughness is the dominant parameter, which uncertainty, significantly effects on the error of soil moisture retrieving. For the considered various vertical profiles of soil moisture, it is shown that the effective thickness of topsoil, which forms the reflection coefficient, does not exceed 2 cm at a sensing frequency above 1 GHz. When the volumetric moisture content of soil surface is more than 28%, the reflection coefficient in the frequency range from 433 MHz to 1.26 GHz does not depend on the vertical distribution of moisture in soil. The conducted studies establish quantitative limitations on the accuracy of soil moisture retrieval for a given error in the initial parameters of the model: the clay content, the dry bulk density, soil surface roughness, which should be taken into account when developing algorithms for remote sensing of agrosoil moisture.
Смотреть статью,
РИНЦ,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

11.

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Музалевский, Константин Викторович
Заглавие : Широкополосный рефлектометрический метод измерения влажности и степени шероховатости поверхности почвы
Место публикации : Журн. радиоэлектрон. - 2022. - № 12. - Ст.6. - ISSN 16841719 (eISSN), DOI 10.30898/1684-1719.2022.12.5
Примечания : Библиогр.: 31. - Работа выполнена в рамках гранта РНФ и Красноярского краевого фонда науки № 22-17-20042
Аннотация: В данной работе предложена численно-аналитическая модель коэффициента отражения электромагнитной волны от шероховатой границы почвенного покрова, на основе которой, в диапазоне частот от 520 МГц до 1,26 ГГц, разработан широкополосный метод измерения среднеквадратического отклонения (СКО) высот неровностей и объемной влажности поверхности почв. При построении модели коэффициента отражения, поле отраженной волны от шероховатой границы почвенного покрова представлено в виде суммы вторичных полей от бесконечного множества элементарных горизонтальных рассеивающих площадок (с заданным средним размером), набор которых на поверхности почвы осуществляется в пределах первой зоны Френеля. Поле каждой элементарной рассеивающей площадки представляется в виде среднего поля от результата стохастической интерференции бесконечного множества когерентных элементарных источников вторичных волн с плоским фронтом, вертикальное положение которых определено высотой неровностей в каждой точке поверхности почвы в пределах размеров элементарной рассеивающей площадки. Показано, что созданная модель описывает величину полного значения коэффициента отражения (когерентная и диффузная компоненты) с коэффициентом детерминации R2=0,981 и СКО не более 0,35дБ относительно коэффициента отражения, рассчитанного с использованием метода конечных разностей и метода интегральных уравнений. На примере 16 почвенных образцов, комплексная диэлектрическая проницаемость которых измерена для широкого диапазона плотностей 0,7–1,8 г/см3, влажности, гранулометрического состава (0–76%) и содержания органического вещества (0,6–6,9%) показана принципиальная возможность восстановления СКО высот неровностей и объемной влажности шероховатой поверхности почвенного покрова с коэффициентом детерминации СКО не хуже, чем R2=0,909 (СКО=0,4 см) и R2=0,975 (СКО=2%), соответственно, относительно истинных значений. Результаты работы имеют широкое прикладное значения как для одночастотных, так и многочастотных методов обработки радарных и радиометрических данных с целью разработки новых алгоритмов повышенной точности измерения влажности почв.In this article, a numerical-analytical model of the reflection coefficient of an electromagnetic wave from a rough soil surface is proposed. Based on the created model of reflection coefficient, in the frequency range from 520 MHz to 1.26 GHz, a broadband method for the root-mean-square deviation (RMS) of heights and volumetric moisture of rough soil surface is developed. When the model of reflection coefficient creating, the field of reflected wave from the rough soil surface was presented as the sum of secondary fields from an infinite set of elementary horizontal scattering plates (with a given average size). The field from each elementary scattering plate is represented as an average field from the result of stochastic interference of an infinite set of coherent elementary sources of secondary waves. The vertical position of the elementary sources is determined by the stochastic height of the soil surface within elementary plate. It is shown that the created model describes the total value of reflection coefficient (coherent and diffuse components) with the determination coefficient of R2=0.981 and root-mean square error (RMSE) no more than 0.35 dB, relative to the reflection coefficient, calculated by the finite difference method and the advanced integral equations method. The possibility of RMS heights and volumetric moisture of rough soil surface retrieval, relative to the true values, was shown no worse than R2=0.909 (RMSE=0.4 cm) and R2=0.975 (RMSE=2%), respectively. This analysis was carried out on the example of 16 soil samples, the complex permittivity of which was measured for a wide range of dry bulk densities from 0.7 g/cm3 to 1.8 g/cm3, moisture content, texture with variation clay content from 0% to 76% and organic matter content from 0.6% to 6.9%. The results have a wide application value both for single-frequency and multi-frequency radar and radiometric methods of soil moisture measuring.
Смотреть статью,
РИНЦ,
Читать в сети ИФ
Найти похожие

12.

Вид документа : Статья из журнала
Шифр издания :
Автор(ы) : Подопригора, Владимир Георгиевич, Раковская С. А.
Заглавие : Определение характеристик поверхности диэлектрических пластин с помощью рассеяния света
Место публикации : Международ. журн. прикл. и фундамент. исслед. - 2023. - № 6. - С. 59-62. - ISSN 19963955 (ISSN), DOI 10.17513/mjpfi.13554
Примечания : Библиогр.: 5
Аннотация: В работе предложен новый способ определения параметров шероховатостей и корреляционной функции (КФ) сверхгладких диэлектрических пластин. Способ основан на нахождении из экспериментальной индикатрисы рассеивания света коэффициентов разложения (КФ) в ряд по системе ортогональных функций с последующим вычислением среднеквадратичных отклонений высот неровностей поверхности σ и периода корреляции Т. Отличительными особенностями метода являются: 1) отсутствие неоднозначности, возникающей при подгонке к экспериментальной кривой рассеяния теоретических зависимостей с разными корреляционными функциями, которые сами зависят от параметров шероховатостей; 2) возможность избежать необходимости измерять индикатрису рассеяния во всей полусфере над образцом. Данный способ определения КФ и параметров шероховатости поверхности может применяться для любого типа границ раздела при соблюдении критерия Рэлея, определяющего степень неровности поверхности отражения по отношению к длине волны падающего излучения. Поэтому объектами исследования могут быть не только поверхности с нанометровыми шероховатостями, облучаемые лазерным светом, но и, например, земные покровы при их дистанционном зондировании радиосигналами навигационных спутников. Для полированных пластин кварца получены значения параметров поверхностей, близкие к аналогичным величинам, измеренным независимо на лазерном интерференционном профилометре другими авторами.The paper proposes a new method for determining the roughness parameters and the correlation function (CF) of supersmooth dielectric plates. The method is based on finding the expansion coefficients (CF) from the experimental light scattering indicatrix in a series according to a system of orthogonal functions, followed by the calculation of the standard deviations of the surface irregularity heights σ and the correlation period Т. Distinctive features of the method are: 1) the absence of ambiguity that arises when fitting theoretical dependences with different correlation functions, which themselves depend on the roughness parameters, to the experimental scattering curve; 2) the possibility of avoiding the need to measure the scattering indicatrix in the entire hemisphere above the sample. This method for determining the CF and surface roughness parameters can be used for any type of interface, subject to the Rayleigh criterion, which determines the degree of roughness of the reflection surface with respect to the wavelength of the incident radiation. Therefore, the objects of study can be not only surfaces with nanometer roughness irradiated by laser light, but also, for example, earth covers during their remote sensing by radio signals from navigation satellites. For polished quartz plates, the values of the surface parameters were obtained close to similar values measured independently on a laser interference profilometer by other authors.
Смотреть статью,
РИНЦ
Найти похожие