|◄◄   Наиболее важные результаты исследований

1. Предложен метод комплексной оценки состояния и динамики лесного подроста для количественной и качественной оценки степени общего восстановления и степени восстановления основной породы сосны (или её замещения на лиственные породы).

   Суть метода заключается в исследовании временной динамики изменения нормализованного вегетационного индекса NDVI и радарного вегетационного индекса RVI участка лесовосстановления на плоскости NDVI-RVI. Для описания такой динамики введены два количественных индекса: DRI - показатель степени лесовосстановления и RSI - показатель степени восстановления основной породы.

2. На примере ямальского кратера, ученые из Улан-Удэ совместно с НИИ «Аэрокосмос» предложили методику радиолокационного обнаружения аномальных бугров пучения

   Предложена методика обнаружения и оценки аномальной динамики бугров пучения в арктических регионах. Первоначально, в предположении значительных изменений угла склона бугра пучения, по направлению на спутниковый радиолокатор, выявляются участки с аномальным увеличением интенсивности обратного радарного рассеяния на согласованной горизонтальной и кросс поляризации в L-диапазоне. Увеличение радиолокационного эхо-сигнала на кросс поляризации свидетельствует также об увеличении локальных неоднородностей микрорельефа бугра пучения. Для валидации и количественной оценки обнаруженной аномалии предлагается использовать данные бистатической радиолокационной интерферометрии X-диапазона и дифференциальной радарной интерферометрии L-диапазона.

3. НИИ «Аэрокосмос» и ИФМ СО РАН предложили методологию дистанционной оптико-микроволновой оценки процессов лесовосстановления после пожаров

   В высокорейтинговом журнале Forests (№ 13, 2022 г.) опубликована новая статья академика БОНДУРА В.Г., ЧИМИТДОРЖИЕВА Т.Н., КИРБИЖЕКОВОЙ И.И. и ДМИТРИЕВА А.В. под названием «Estimation of Postfire Reforestation with SAR Polarimetry and NDVI Time Series/Оценка лесовосстановления после пожаров с использованием временных рядов NDVI и данных РСА-поляриметрии».

   Статья посвящена методологии комплексного дистанционного зондирования процессов лесовосстановления после аномальных лесных пожаров. Предложена количественная оценка относительного индекса лесовосстановления с помощью многоспектральных оптических изображений. Оценка увеличения геометрических размеров и количества стволов и ветвей деревьев, соизмеримых с длиной волны 24 см производилась с помощью радиолокационных поляриметрических данных. Показано, что потенциал роста надземной биомассы в различных местах исследуемого участка составляет 35-70 %. Подобный подход является новым и позволит в дальнейшем более точно учитывать роль бореальных лесов, как одного из крупнейших стоков углерода.

   Библиографические данные: Bondur, V.; Chimitdorzhiev, T.; Kirbizhekova, I.; Dmitriev, A. Estimation of Postfire Reforestation with SAR Polarimetry and NDVI Time Series. Forests 2022, 13, 814. https://doi.org/10.3390/f13050814.

4. Предложено комплексирование методов радиолокационной поляриметрии и мультивременной интерферометрии, что позволило обнаружить зону реактивации оползня на р. Бурея и оценить динамику в бесснежные периоды времени 2019-2021 гг.

   Bondur, V.; Chimitdorzhiev, T.; Dmitriev, A.; Dagurov, P. Fusion of SAR Interferometry and Polarimetry Methods for Landslide Reactivation Study, the Bureya River (Russia) Event Case Study. Remote Sens. 2021, 13, 5136. https://doi.org/10.3390/rs13245136

   Оценка реактивации оползня на реке Бурея методами радарной интерферометрии / В. Г. Бондур, Т. Н. Чимитдоржиев, А. В. Дмитриев, П. Н. Дагуров // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. – 2022. – Т. 502. – № 2. – С. 83-89. – DOI 10.31857/S2686739722020025. – EDN IUEMHH.

5. Ученые из Улан-Удэ совместно с НИИ «Аэрокосмос» при помощи методов спутниковой радиолокации обнаружили деформации земной поверхности в районе Байкальского ЦБК.

   При помощи методов спутниковой радиолокационной интерферометрии по данным Sentinel-1B обнаружены два подвижных блока с границей между промзоной БЦБК и Солзанским полигоном отходов. Показано, что блок «Байкальск - Утулик» опускается относительно положения 11 июня 2017 г., а условный блок «Солзанский полигон» поднимается. При этом различие между значениями подвижек блоков в октябре 2020 г. составило 17-20 мм, что может свидетельствовать о возрастании напряженно деформированного состояния на данном участке Байкальского рифта. Так перед крупным сейсмособытием в 2008 г., по интерферометрическим данным радара ALOS PALSAR были получены аналогичные результаты.

6. Разработана новая модель для дистанционного определения глубины снежного покрова и водного эквивалента снега на основе измерения интерферометрической фазы космического радиолокатора. Модель впервые учитывает обратное рассеяние от поверхности снега помимо обратной волны от поверхности почвы. Получено уравнение, связывающее интерферометрическую фазу и водный эквивалент снега. Оценены ошибки аппроксимации интерферометрического определения фазы. Проведено экспериментальное исследование по определению глубины снежного покрова на полигоне, расположенном у озера Байкал.

   P.N. Dagurov, T.N. Chimitdorzhiev, A.V. Dmitriev & S.I. Dobrynin (2020) Estimation of snow water equivalent from L-band radar interferometry: simulation and experiment, International Journal of Remote Sensing, 41:24, 9328-9359, DOI: 10.1080/01431161.2020.1798551.

7. Предложена новая поляризационная сигнатура (сигнатура лакунарности) для учета пространственных вариаций обратного радарного рассеяния. В отличие от фрактальной сигнатуры, характеризующей степень неоднородности пространственных вариаций, поляриметрическая сигнатура лакунарности позволяет определить так называемую "степень заполняемости" пространства. Данная характеристика является дополнительной к фрактальной размерности. В целом, две такие сигнатуры более полно описывают пространственные вариации обратного радарного рассеяния лесной растительности при различных состояниях поляризационного эллипса.

   Результат включен в «ПРИОРИТЕТНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ, ПОЛУЧЕННЫЕ В ОБЛАСТИ ФИЗИКИ В 2019 ГОДУ (ИЗ ОТЧЕТНОГО ДОКЛАДА АКАДЕМИКА-СЕКРЕТАРЯ ОФН РАН)», ДОКЛАДЫ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК. ФИЗИКА, ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ, 2020, том 492, с. 4–53.

   ОЦЕНКА ПРОСТРАНСТВЕННОЙ АНИЗОТРОПИИ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ ЛЕСНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ АЗИМУТАЛЬНЫХ УГЛАХ РАДАРНОГО ПОЛЯРИМЕТРИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ. Бондур В.Г., Чимитдоржиев Т.Н., Дмитриев А.В., Дагуров П.Н. Исследование Земли из космоса. 2019. № 3. С. 92-103. Spatial Anisotropy Assessment of the Forest Vegetation Heterogeneity at Different Azimuth Angles of Radar Polarimetric Sensing Izvestiya - Atmospheric and Ocean Physics. Volume 55, Issue 9, 1 December 2019, Pages 926-934. DOI: 10.1134/S0001433819090093

8. В Институте физического материаловедения СО РАН исследуют изменения рельефа в месте обрушения берега реки Бурея.

   МЕТОДЫ РАДАРНОЙ ПОЛЯРИМЕТРИИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗМЕНЕНИЙ МЕХАНИЗМОВ ОБРАТНОГО РАССЕЯНИЯ В ЗОНАХ ОПОЛЗНЕЙ НА ПРИМЕРЕ ОБРУШЕНИЯ СКЛОНА БЕРЕГА РЕКИ БУРЕЯ. Бондур В.Г., Чимитдоржиев Т.Н., Дмитриев А.В., Дагуров П.Н., Захаров А.И., Захарова Л.Н. Исследование Земли из космоса. 2019. № 4. С. 3-17.

9. Ученые ИФМ СО РАН совместно с НИИ «АЭРОКОСМОС» выполнили радиолокационную интерферометрическую оценку динамики рельефа в месте обрушения берега реки Бурея.

   ДОЛГОВРЕМЕННЫЙ МОНИТОРИНГ ОПОЛЗНЕВОГО ПРОЦЕССА НА БЕРЕГУ РЕКИ БУРЕЯ ПО ДАННЫМ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКОЙ СЪЁМКИ РАДАРОВ L-ДИАПАЗОНА. Бондур В.Г., Захарова Л.Н., Захаров А.И., Чимитдоржиев Т.Н., Дмитриев А.В., Дагуров П.Н. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 5. С. 113-119.

   МОНИТОРИНГ ОПОЛЗНЕВЫХ ПРОЦЕССОВ С ПОМОЩЬЮ КОСМИЧЕСКИХ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКИХ РАДАРОВ L-ДИАПАЗОНА НА ПРИМЕРЕ ОБРУШЕНИЯ СКЛОНА БЕРЕГА РЕКИ БУРЕЯ. Бондур В.Г., Захарова Л.Н., Захаров А.И., Чимитдоржиев Т.Н., Дмитриев А.В., Дагуров П.Н. Исследование Земли из космоса. 2019. № 5. С. 3-14.

10. Показана принципиальная возможность определения высоты снежного покрова при помощи радиолокационной интерферометрии L-диапазона на основе использования эталонных уголковых отражателей. Результаты получены в рамках выполнения государственного задания и частично гранта РФФИ № 15-29-06003 ОФИ_М.

    РАДИОЛОКАЦИОННАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ L-ДИАПАЗОНА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СНЕЖНОГО ПОКРОВАPDF
    П.Н. Дагуров, Т.Н. Чимитдоржиев, А.В. Дмитриев, С.И. Добрынин, А.И. Захаров, А.К. Балтухаев, М.Е. Быков, И.И. Кирбижекова.
    ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ, ISSN 1684-1719, N5, 2017

11. В результате сопоставления результатов радарных интерферометрических измерений деформации почвы с полевыми геодезическими данными обнаружено, что в летний период, расхождение результатов больше, чем в зимний период. Для оценки наблюдаемых невязок предложена фазовая модель обратного рассеяния микроволн двухслойной влажной почвой с шероховатыми границами. Модель, основанная на лучевом подходе и предположении малости неровностей границ, в отличие от существующих подходов позволяет оценить фазу волны обратного рассеяния. Приведены результаты численных расчетов, показывающие, что слоистая структура влажности почвы может вызывать заметные вариации фазы волны обратного рассеяния.

    Радиолокационная интерферометрия сезонных деформаций почвы и фазовая модель обратного рассеяния микроволн двухслойной средой с шероховатыми границами.PDF
    П.Н. Дагуров, А.В. Дмитриев, С.И. Добрынин, А.И. Захаров, Т.Н. Чимитдоржиев.
    Оптика атмосферы и океана, 2016, Т.29. № 7, С. 585-591.

12. Получены поляризационно-угловые зависимости радиояркостной температуры, измеренной космическим радиометром SMOS в L-диапазоне частот на различных участках земной поверхности. В ряде случаев результаты измерений не описываются существующей моделью для коэффициента отражения микроволн, что приводит к ошибкам при восстановлении влажности почвы. Показано, что слоистая структура влажности почвы оказывает существенное влияние на поведение радиояркостной температуры. Предложено при восстановлении влажности почвы учитывать её слоистое строение по глубине.

    Радиояркостная температура земных покровов, измеренная микроволновым радиометром SMOS, и задача восстановления влажности почвы.PDF
    П.Н. Дагуров, А.В. Дмитриев, Ж.Б. Дымбрылов, С.Б. Раднаева.
    Оптика атмосферы и океана, 2014, Т.27. № 7, С. 605-609.

13. Предложен новый тип поляризационной сигнатуры, предполагающий оценку пространственных флуктуаций интенсивности обратного радарного рассеяния с помощью фрактального анализа, предполагающего самоподобие на различных пространственных масштабах. Физический механизм образования данных флуктуаций связан с влиянием спекл-шума и собственно самих пространственных вариаций обратного радарного рассеяния вследствие неоднородностей рассеивающих объектов. Предложенная фрактальная сигнатура позволяет оценить анизотропию пространственного распределения дискретных неоднородностей, в частности, ветвей деревьев. На основе анализа предложенных сигнатур, полученных при зондировании соснового леса, установлена азимутальная зависимость распределения интенсивности обратного радарного рассеяния, которая коррелирует с результатами полевого обследования распределения ветвей.

    New type of polarization signature for radar images of the Earth cover with fractal properties.PDF
    Dmitriev A.V., Chimitdorzhiev T.N., Dagurov P.N.
    Optoelectronics, Instrumentation and Data Processing. 2016. Т. 52. № 3. С. 245-251.

14. Установлено, что в зимний период расхождение между спутниковыми радиолокационными интерферометрическими и полевыми геодезическими измерениями вертикальных деформаций болотных почв не превышает 1 см, а в летний период при изменении влажности верхнего слоя почв указанное расхождение достигает 2÷2.7 см. Сделан вывод о необходимости учета влажности почвы и её профиля в летний период или выборе данных радарной интерферометрии зимнего периода.

    Comparison of ALOS PALSAR interferometry and field geodetic leveling for marshy soil thaw/freeze monitoring, case study from Baikal lake region, Russia.VVV
    T.N. Chimitdorzhiev • P.N. Dagurov • M.E. Bykov • A.V. Dmitriev • I.I. Kirbizhekova.
    JOURNAL OF APPLIED REMOTE SENSING 10(1):016006 • JANUARY 2016. : 1.18. DOI: 10.1117/1. JRS.10.016006)

15. Разработано и внедрено в НЦ ОМЗ ОАО «Российские космические системы» специализированное программное обеспечение, позволяющее в автоматизированном режиме выполнять потоковую обработку радиолокационных данных с перспективных российских и зарубежных радиолокационных систем для формирования базовых продуктов радиолокации.

    Дмитриев А.В., Чимитдоржиев Т.Н., Гусев М.А., Дагуров П.Н., Емельянов К.С., Захаров А.И., Кирбижекова И.И.
    Базовые продукты зондирования земли космическими радиолокаторами с синтезированной апертурой.
    Исследование Земли из космоса. 2014. № 5. C. 83-87.

    Автоматизированные программные средства создания базовых продуктов дистанционного зондирования земли на основе радиолокационной информаци. PDF

16. Совместно с учеными из ИФ им. Л.В. Киренского СО РАН, ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, ИНГГ им. А.А.Трофимука СО РАН проведен космический радарный мониторинг участка территории Кузбасса, который подвержен локальным геодинамическим процессам, возникающим вследствие подземной добычи угля. По данным радиолокационной интерферометрической съемки с помощью космического аппарата ALOS PALSAR обнаружены области просадок грунта до 12 см за период с 17 июня по 2 августа 2010г.

    A.I. Zakharov, M.I. Epov, V.L. Mironov, T.N. Chymitdorzhiev, V.S. Seleznev, A.F. Emanov, M.E. Bykov, V.A. Cherepenin.
    Earth Surface Subsidence in the Kuznetsk Coal Basin Caused by Manmade and Natural Seismic Activity According to ALOS PALSAR Interferometry.VVV PDF
    IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN APPLIED EARTH OBSERVATIONS AND REMOTE SENSING, VOL. 6, NO. 3, JUNE 2013 pp 1578-1583. DOI: 10.1109/JSTARS.2013.2259220.