Ви є тут

Наземне забезпечення радіогеографічного моніторингу земної поверхні

Автор: 
Лаврут Тетяна Валеріївна
Тип роботи: 
Дис. канд. наук
Рік: 
2003
Артикул:
3403U003839
129 грн
Додати в кошик

Вміст

РОЗДІЛ 2
МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕННЯ ВІДДЗЕРКАЛЮЮЧИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ РІЗНИХ ТИПІВ РАДІОГЕОСИСТЕМ

Для вирішення основної мети дослідження - створення наземного забезпечення радіогеографічного моніторингу земної поверхні - необхідна методика дослідження, яка була б спрямована, з одного боку на виявлення особливостей динаміки радіогеохарактеристик різних радіогеосистем, а з іншого - на визначення інтенсивності віддзеркаленого РЛ- сигналу та його зіставлення з радіогеохарактеристиками. Загальна структурно-логічна схема дослідження представлена на рис. 2.1.

2.1. Методика дослідження радіогеохарактеристик фітоагрономічних та дендрогенних радіогеосистем

Відомо, що при зондуванні земних покривів у різних діапазонах визначальними є різні параметри об'єкту. Так, дослідженнями радіогеографів встановлено, що основним фактором, який визначає інтенсивність віддзеркаленого РЛ- сигналу, є радіоформуюча структура [70, 71, 72]. У зв'язку з цим, а також базуючись на численних висновках інших учених [88, 89, 90], у якості головних радіогеохарактеристик, які формують віддзеркалений РЛ- сигнал, були визначені висота рослини, довжина, ширина, площа листя, потужність радіоформуючого об'єму та проективне покриття фітоагрономічних радіогеосистем [70, 71, 72]. Для дендрогенних радіогеосистем вихідними параметрами було визначено довжину, ширину, площу листя, значення коефіцієнта просвітчастості та приросту бічних пагонів. Частота вимірювань кожної радіогеохарактеристики залежить від багатьох факторів, тому слід визначити об'єм вибірки.
Об'єм вибірки (n) - залежить від варіювання значень досліджуваного параметра ?2х і заданої помилки визначення середнього ?х. Співвідношення для визначення числа вимірювань має вигляд:
,

де t - параметр критерію Стьюдента для ?= n-1, n - число попередніх спостережень [1, 20].
Враховуючи, що як наземні спостереження природних і фітоагрономічних РГС, так і вимірювання значень інтенсивності відбитого РЛ- [22, 63] повинні задовольняти суворі статистичні вимоги, було прийнято об'єм вибірки n=100.
Щоб повноцінно охарактеризувати діапазон висот посівів фітоагрономічних РГС, був використаний метод трансект. Подаємо його суть. На полі закладають не менше 4-х взаємоперпендикулярних відрізка довжиною в залежності від періоду вегетації, від 2 до 5 м ( у 4-х кутах поля). В основі рослини по вісі рядка і перпендикулярно рядку розміщується рулетка у вигляді хреста із сантиметровими поділками. Вздовж кожної рулетки із заданим кроком (від 2 до 5 см) рейкою заміряється показник природної висоти рослини, що дозволяє отримати амплітуду реальних висот рослини.
Для визначення площі листя використовувався метод, який полягає у наступному. Вимірювались довжина і ширина листя, визначалась експериментальним шляхом кореляція між їх добутком і площею листя. Далі впродовж всього вегетаційного періоду визначається площа за формулою

SL= k a b,

де ab - добуток довжини і ширини листя, а k- розрахований коефіцієнт кореляції.
Визначення довжини та ширини листя виконувалось стандартним способом, який описаний у ряді джерел [74], тобто за допомогою звичайної лінійки.

Рис. 2.1. Структурно-логічна схема дослідження

Під час закладання трансект виконують заміри такої важливої характеристики як проективне покриття. Проективне покриття - показник, який безперервно змінюється. В проведених дослідженнях проективне покриття визначалося в такий спосіб: у посіві прокладалися трансекти вздовж напрямку рядків і впоперек їх з кроком 2 см від вісьової лінії закладались горизонтальні перпендикуляри, на яких фіксувалася відстань від вісі до краю проекції рослини, а також на ранніх фазах вегетації при дуже розрідженому посіві фіксувалось точне положення рослини відносно вісі трансекти і точна форма його проекції. Далі в камеральних умовах виконувалося зіставлення РЛ- характеристик і проективного покриття та аналіз отриманих результатів. У результаті визначався відсоток, який вносить ґрунт у формування РЛ- сигналу впродовж кожного етапу динаміки ЕПР.

2.2. Методика дослідження та виявлення закономірностей динаміки ефективної площі розсіювання різних радіогеосистем

У дистанційних дослідженнях, що проводяться в НВЧ- діапазоні, основним джерелом інформації про просторово-часові зміни земної поверхні є варіація значення ЕПР (основної характеристики інтенсивності РЛ- сигналу). На значення величини віддзеркаленого РЛ- сигналу, крім радіогеохарактеристик радіогеосистем, впливають довжина хвилі, поляризація та кут нахилу зондуючої хвилі. Тому слід зазначити, що отримані результати дослідження будуть давати адекватні результати при їх застосуванні на практиці лише за східних технічних умов зондування.
В роботі були використані, з одного боку, результати аналізу РЛ- знімків Харківського міжнародного аерокосмічного полігону, виконані впродовж вегетаційних періодів 1984, 1993, 1999 року на довжині хвилі 3см і під кутом 40? за допомогою літака - лабораторії ІЛ-18 [93, 95] (рис. 2.2, 2.3 ), та РЛ- знімки цього ж полігону за вегетаційний період 1990 року на довжині хвилі 8 мм і під кутом 0?. З іншого боку, в роботі також були використані результати наземних спостережень радіогеохарактеристик РГС, утворених посівами соняшника кукурудзи та цукрового буряка, пшениці, хвойного та широколистяного лісу за ці ж періоди, одержані кафедрою геоекології та конструктивної географії.

Рис. 2. 2. Радіолокаційне зображення тестового полігону (р-н с. Гайдари), отримане 27.10.1993 МРЛК "МАРС" (ІРЕ НАНУ). Радіолокаційне зображення, отримане радіолокатором бокового огляду (довжина хвилі 3см)
Карту радіогеосистем території Харківського міжнародного аерокосмічного полігону створено за результатами аналізу зображень результатів РЛ- зйомки