Четверг, 13 декабря 2018   Подписка на обновления  RSS  Письмо редактору
11:56, 09 июля 2012

Анализ зондирования лесов


Анализ зондирования лесовДля зондирования лесов наиболее перспективными представляются радиотехнические системы космического базирования микроволнового диапазона. Они всепогодны и высокопроизводительны. Целью настоящей работы является анализ возможно сти использования данных сверхпшрокополосной  радиолокации для проведения радиотомографического картографирования лесов. Такой подход, насколько нам известно из литературы, является новым и применяется впервые. Предметом исследования ставятся точностные возможности метода, следующие из экспериментального исследования действующего макета сверхширокополосного радара. Кафедра радиофизики Томского государственного университета совместно с proximity на полигоне Института леса СО РАИ провела испытания макета импульсного СШП локатора для измерений параметров эталонного лиственничного леса. В составе макета был использован специализированный формирователь, который генерирует пикосекундные импульсы с фронтом 50 пс . Спектр сигнала составляет от 500 МГц до 17 ГГц и с легкостью перекрывает диапазон полупрозрачности леса.

Пикосекундное зондирование необходимо также для обеспечения необходимого временного разрешения элементов структуры леса (стволов, ветвей и т. д.). Временное разрешение напрямую связано с разрешением по дальности. Поперечное разрешение СШП локатора определяется его диаграммой направленности (ДН). На 2 (кривая 1) приведены результаты оценки реальной ДН, полученные по отраженному уголковым отражателем сигналу . Использована амплитуда соответствующего аналитического сигнала. Кривой 2 показан вид аппроксимационной кривой, которая будет использована дальше при томографической обработке. Как видно, ширина ДН локатора по уровню половинной мощности составляет 4°-5°. При томографии леса необходимо учитывать, что лес одновременно является и объектом зондирования, и средой распространения излучения. В первом приближении можно считать, что рассеяние волн происходит на отдельных неоднородностях леса (стволах, ветках, листьях и иголках), но до них и от них излучение идет сквозь всю толщу лесного полога, испытывая многократное ослабление. Это означает, что амплитуда отраженных сигналов будет экспоненциально убывать с расстоянием до точки рассеяния. Отсюда следует первая операция в восстановлении томограммы леса — выравнивание многоракурсных радарных данных путем их перенормировки с учетом найденной усредненной зависимости. Вторая операция состоит в сжатии радарного отклика по времени (дальности). Эта операция достаточно традиционна и осуществляется с использованием согласованной фильтрации.

Здесь используется упомянутая в предыдущем разделе аппроксимационная ДН антенны. Деконволюция осуществляется с использованием винеровской фильтрации с регуляризацией.   Окружностями обозначено местоположение деревьев на независимо снятом ландшафтном плане исследуемого участка леса. Несмотря на предварительный характер работы, отмечается хорошее согласие полученных результатов с ландшафтным планом вплоть до положения отдельных деревьев. Это согласие получается приблизительно в 70 % случаев. Видно, что на полученной томограмме, кроме вьщеленных деревьев, наблюдаются некоторые дополнительные неоднородности, которые, по-видимому, связаны с крупными ветками лесного полога. Работа выполнена при поддержке гранта УР.01.01.395 по программе «Университеты России».

Об авторе: Bogomil


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

© 2018 Про авто не совру!
Дизайн и поддержка: GoodwinPress.ru