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=влажность почвы<.>)

Общее количество найденных документов : 13
Показаны документы с 1 по 10

1-10 11-13

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

10.

    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