1️⃣ Схема циклона и антициклона.
2️⃣ Средняя оптическая толщина аэрозоля в окрестностях Красноярска 15–20 марта 2023 года.
3️⃣ Концентрация мелких твердых частиц PM2.5: прогноз на 28 июня 2023 года.
2️⃣ Средняя оптическая толщина аэрозоля в окрестностях Красноярска 15–20 марта 2023 года.
3️⃣ Концентрация мелких твердых частиц PM2.5: прогноз на 28 июня 2023 года.
Радар с синтезированной апертурой
Ранее мы столкнулись с проблемой низкого разрешения радара по азимуту (вдоль направления полета). Чтобы увеличить это разрешение, нужно увеличивать длину антенны. Но длинная антенна рано или поздно перестанет помещаться под головной обтекатель ракеты-носителя. Есть другой способ решения этой проблемы. Его мы и рассмотрим.
В 1952 году Карл Уайли, инженер компании Goodyear Aircraft Cooperation, сделал важное открытие, которое позволило решить проблему разрешения по азимуту. Он заметил, что существует однозначное соответствие между координатой отражающего объекта вдоль пути радара (относительно радара) и мгновенным доплеровским сдвигом частоты сигнала, отраженного этим объектом (и полученного радаром). Далее он предположил, что частотный анализ записанных сигналов обеспечит более высокое разрешение вдоль направления полета, чем то, которое достигается системами без учета частоты (фазы) отраженного сигнала. Открытие Уайли назвали “синтезом апертуры”* и оно является ключевым элементом всех современных радарных систем с высоким разрешением.
На рисунке 1️⃣ показаны последовательные положения антенны, в которых радар испускает импульсы. Каждый импульс направляется к цели (Т), а отраженные от цели сигналы (отклики) собираются той же антенной. Радарная система сохраняет фазы откликов для каждого положения радара, по мере перемещения реального луча через сцену. Так как скорость движения космического аппарата с радаром намного меньше скорости, с которой распространяются импульсы (скорости света), то каждая точечная цель, за время перемещения радара в ее окрестности, оказывается освещенной тысячами импульсов.
Доплеровский сдвиг — это изменение частоты волны в зависимости от относительных скоростей передатчика и цели. В пределах широкого луча антенны (рисунок 2️⃣), отклики от объектов, расположенных впереди радарной платформы, будут иметь более высокие частоты. И наоборот, отклики из области позади радарной платформы будут иметь более низкие частоты. Отклики от объектов, расположенных вблизи центральной линии ширины луча, будут иметь незначительный сдвиг частоты или не будут иметь его вовсе.
Система обработки сигналов радара выполняет взвешивание, сдвиг и суммирование всех этих тысяч сигналов, фокусируясь на каждой точечной цели по очереди. Затем она строит изображение, помещая полный энергетический отклик, полученный при фокусировке на конкретной цели, в положение на изображении, соответствующее этой цели.
Таким образом, обрабатывая отклики в соответствии с их доплеровскими сдвигами, можно получить очень малую эффективную ширину луча: энергия отраженного сигнала, распределенная по многим импульсам, концентрируется в одном месте, благодаря обработке сигнала. Это приводит к огромному увеличению энергии отклика от цели, по сравнению с откликом от единичного импульса. Благодаря этому, удается синтезировать космические антенны, длиной в несколько километров. Все космические радары, служащие для получения изображений, являются радарами с синтезированной апертурой (РСА) или, по-английски, Synthetic-aperture radar (SAR).**
Итак, последовательные положения реальной антенны рассматриваются так, как если бы они были последовательными элементами одной длинной антенны. На рисунке 3️⃣ видно, что цели, расположенные ближе к траектории радара, просматриваются пропорционально меньшим количеством элементов синтезированной антенны, чем точки на дальней дистанции. То есть эффективная длина антенны увеличивается с дальностью. Это приводит к практически постоянному разрешению по азимуту независимо от дальности (рисунок 4️⃣).
*Фактически, речь идет о синтезе длины антенны.
**Поэтому по отношению к космическим радарам мы рассматриваем термины “радар” и “SAR” как синонимы.
#SAR #основы
Ранее мы столкнулись с проблемой низкого разрешения радара по азимуту (вдоль направления полета). Чтобы увеличить это разрешение, нужно увеличивать длину антенны. Но длинная антенна рано или поздно перестанет помещаться под головной обтекатель ракеты-носителя. Есть другой способ решения этой проблемы. Его мы и рассмотрим.
В 1952 году Карл Уайли, инженер компании Goodyear Aircraft Cooperation, сделал важное открытие, которое позволило решить проблему разрешения по азимуту. Он заметил, что существует однозначное соответствие между координатой отражающего объекта вдоль пути радара (относительно радара) и мгновенным доплеровским сдвигом частоты сигнала, отраженного этим объектом (и полученного радаром). Далее он предположил, что частотный анализ записанных сигналов обеспечит более высокое разрешение вдоль направления полета, чем то, которое достигается системами без учета частоты (фазы) отраженного сигнала. Открытие Уайли назвали “синтезом апертуры”* и оно является ключевым элементом всех современных радарных систем с высоким разрешением.
На рисунке 1️⃣ показаны последовательные положения антенны, в которых радар испускает импульсы. Каждый импульс направляется к цели (Т), а отраженные от цели сигналы (отклики) собираются той же антенной. Радарная система сохраняет фазы откликов для каждого положения радара, по мере перемещения реального луча через сцену. Так как скорость движения космического аппарата с радаром намного меньше скорости, с которой распространяются импульсы (скорости света), то каждая точечная цель, за время перемещения радара в ее окрестности, оказывается освещенной тысячами импульсов.
Доплеровский сдвиг — это изменение частоты волны в зависимости от относительных скоростей передатчика и цели. В пределах широкого луча антенны (рисунок 2️⃣), отклики от объектов, расположенных впереди радарной платформы, будут иметь более высокие частоты. И наоборот, отклики из области позади радарной платформы будут иметь более низкие частоты. Отклики от объектов, расположенных вблизи центральной линии ширины луча, будут иметь незначительный сдвиг частоты или не будут иметь его вовсе.
Система обработки сигналов радара выполняет взвешивание, сдвиг и суммирование всех этих тысяч сигналов, фокусируясь на каждой точечной цели по очереди. Затем она строит изображение, помещая полный энергетический отклик, полученный при фокусировке на конкретной цели, в положение на изображении, соответствующее этой цели.
Таким образом, обрабатывая отклики в соответствии с их доплеровскими сдвигами, можно получить очень малую эффективную ширину луча: энергия отраженного сигнала, распределенная по многим импульсам, концентрируется в одном месте, благодаря обработке сигнала. Это приводит к огромному увеличению энергии отклика от цели, по сравнению с откликом от единичного импульса. Благодаря этому, удается синтезировать космические антенны, длиной в несколько километров. Все космические радары, служащие для получения изображений, являются радарами с синтезированной апертурой (РСА) или, по-английски, Synthetic-aperture radar (SAR).**
Итак, последовательные положения реальной антенны рассматриваются так, как если бы они были последовательными элементами одной длинной антенны. На рисунке 3️⃣ видно, что цели, расположенные ближе к траектории радара, просматриваются пропорционально меньшим количеством элементов синтезированной антенны, чем точки на дальней дистанции. То есть эффективная длина антенны увеличивается с дальностью. Это приводит к практически постоянному разрешению по азимуту независимо от дальности (рисунок 4️⃣).
*Фактически, речь идет о синтезе длины антенны.
**Поэтому по отношению к космическим радарам мы рассматриваем термины “радар” и “SAR” как синонимы.
#SAR #основы
1️⃣ Последовательность положений реальной антенны, образующая синтетическую апертуру.
2️⃣ Доплеровский сдвиг при взаимном перемещении радара и цели.
3️⃣ Изменение эффективной длины антенны с дальностью до цели.
4️⃣ Изменение с расстоянием размера ячейки разрешения на местности для систем с реальной апертурой (a) и систем с синтезированной апертурой (b).
Источники рисунков:
* 1 — Lusch D. Introduction To Microwave Remote Sensing. Michigan State University, 1999.
* 2–4 — Lillesand T.M., Kiefer R.W., Chipman J. Remote Sensing and Image Interpretation (7th edition), Wiley, 2015. Chapter 6.
2️⃣ Доплеровский сдвиг при взаимном перемещении радара и цели.
3️⃣ Изменение эффективной длины антенны с дальностью до цели.
4️⃣ Изменение с расстоянием размера ячейки разрешения на местности для систем с реальной апертурой (a) и систем с синтезированной апертурой (b).
Источники рисунков:
* 1 — Lusch D. Introduction To Microwave Remote Sensing. Michigan State University, 1999.
* 2–4 — Lillesand T.M., Kiefer R.W., Chipman J. Remote Sensing and Image Interpretation (7th edition), Wiley, 2015. Chapter 6.
Вот еще одна иллюстрация последовательности наблюдений, используемой для формирования синтетической апертуры (источник). Обозначения: V — скорость движения радарной платформы, P — цель (координата цели в положении вдоль трассы: x = 0), R0 — расстояние от радара до цели P, β — ширина луча антенны радара.
Длина синтезированной антенны вычисляется по формуле (см. также)
L_SA = λ / L * R0 ≈ β * R0,
где λ — длина волны радара, L — длина реальной антенны радара.
Длина синтезированной антенны вычисляется по формуле (см. также)
L_SA = λ / L * R0 ≈ β * R0,
где λ — длина волны радара, L — длина реальной антенны радара.
Засуха в Канзасе. U.S. Drought Monitor
Штат Канзас производит около четверти урожая озимой пшеницы США. Но в нынешнем году урожай под угрозой: из-за засухи, преследовавшей штат на протяжении большей части вегетационного периода, пшеничные поля заполнены чахлыми коричневеющими растениями.
Перед началом уборки, которая длится с июня до середины июля, данные U.S. Drought Monitor показали, что около двух третей посевов пшеницы в штате большую часть нынешнего года находились в условиях экстремальной или исключительной засухи. Засушливым был и прошлый год.
Согласно карте 1️⃣, условия засухи наблюдаются на 79% территории Канзаса: 6% посевов озимой пшеницы, в основном в центре штата, находились в условиях исключительной засухи, 46% — в условиях экстремальной засухи и 22% — в условиях сильной засухи. По данным Министерства сельского хозяйства США, более половины урожая пшеницы в штате в середине июня оценивались как "плохой" или "очень плохой" и всего 1% посевов — как находящийся в "отличном" состоянии. С исключительной засухой столкнулись также некоторые районы Небраски и Техаса, но там фермеры реже выращивают озимую пшеницу.
В течение трех лет подряд наблюдалась Ла-Нинья — явление, характеризующееся более холодной, чем обычно, температурой поверхности океана в центральной и восточной части тропической зоны Тихого океана. Ла-Нинья часто приносит сухую погоду на юго-запад США. В конце весны этого года Ла-Нинья сменилась Эль-Ниньо, который обычно приносит дождливую погоду на средний запад США. Но, видимо, Эль-Ниньо еще не набрал обороты. На 20 июня в условиях засухи в Канзасе находятся 64% площадей посевов кукурузы и 57% сои.
U.S. Drought Monitor — карта, показывающая районы США, подверженные засухе. Публикуется еженедельно, начиная с 1999 года, и находится в свободном доступе. В Google Earth Engine есть копия данных Drought Monitor: https://gee-community-catalog.org/projects/usdm/
Код: https://code.earthengine.google.com/4b63e0827987739140f6bf423414b28f
На карте используется пять классов засушливых условий: аномально сухая погода (abnormally dry – D0), которая показывает районы только вступающие в засуху или уже выходящие из нее, и четыре уровня засухи: умеренная (moderate – D1), сильная (severe – D2), экстремальная (extreme – D3) и исключительная (exceptional – D4).
U.S. Drought Monitor — не прогноз, а результат анализа метеорологических данных. Засуха — очень сложное явление. У нее есть масса разновидностей и у каждой свои критерии наступления. Создатели Drought Monitor выбрали пять самых известных критериев 2️⃣, и по их согласованной оценке присваивают засухе ту или иную категорию.
Результаты оценки засух по критериям появляются во вторник утром. Еще два рабочих дня уходит на изучение последних данных. Если в среду в зоне засухи выпадет много осадков, то засуха будет удалена с карты только на следующей неделе. Засуха — медленно меняющаяся опасность: чтобы положить ей конец, может потребоваться не один хороший дождь, особенно если засуха длится долгое время.
#данные #GEE #сельхоз
Штат Канзас производит около четверти урожая озимой пшеницы США. Но в нынешнем году урожай под угрозой: из-за засухи, преследовавшей штат на протяжении большей части вегетационного периода, пшеничные поля заполнены чахлыми коричневеющими растениями.
Перед началом уборки, которая длится с июня до середины июля, данные U.S. Drought Monitor показали, что около двух третей посевов пшеницы в штате большую часть нынешнего года находились в условиях экстремальной или исключительной засухи. Засушливым был и прошлый год.
Согласно карте 1️⃣, условия засухи наблюдаются на 79% территории Канзаса: 6% посевов озимой пшеницы, в основном в центре штата, находились в условиях исключительной засухи, 46% — в условиях экстремальной засухи и 22% — в условиях сильной засухи. По данным Министерства сельского хозяйства США, более половины урожая пшеницы в штате в середине июня оценивались как "плохой" или "очень плохой" и всего 1% посевов — как находящийся в "отличном" состоянии. С исключительной засухой столкнулись также некоторые районы Небраски и Техаса, но там фермеры реже выращивают озимую пшеницу.
В течение трех лет подряд наблюдалась Ла-Нинья — явление, характеризующееся более холодной, чем обычно, температурой поверхности океана в центральной и восточной части тропической зоны Тихого океана. Ла-Нинья часто приносит сухую погоду на юго-запад США. В конце весны этого года Ла-Нинья сменилась Эль-Ниньо, который обычно приносит дождливую погоду на средний запад США. Но, видимо, Эль-Ниньо еще не набрал обороты. На 20 июня в условиях засухи в Канзасе находятся 64% площадей посевов кукурузы и 57% сои.
U.S. Drought Monitor — карта, показывающая районы США, подверженные засухе. Публикуется еженедельно, начиная с 1999 года, и находится в свободном доступе. В Google Earth Engine есть копия данных Drought Monitor: https://gee-community-catalog.org/projects/usdm/
Код: https://code.earthengine.google.com/4b63e0827987739140f6bf423414b28f
На карте используется пять классов засушливых условий: аномально сухая погода (abnormally dry – D0), которая показывает районы только вступающие в засуху или уже выходящие из нее, и четыре уровня засухи: умеренная (moderate – D1), сильная (severe – D2), экстремальная (extreme – D3) и исключительная (exceptional – D4).
U.S. Drought Monitor — не прогноз, а результат анализа метеорологических данных. Засуха — очень сложное явление. У нее есть масса разновидностей и у каждой свои критерии наступления. Создатели Drought Monitor выбрали пять самых известных критериев 2️⃣, и по их согласованной оценке присваивают засухе ту или иную категорию.
Результаты оценки засух по критериям появляются во вторник утром. Еще два рабочих дня уходит на изучение последних данных. Если в среду в зоне засухи выпадет много осадков, то засуха будет удалена с карты только на следующей неделе. Засуха — медленно меняющаяся опасность: чтобы положить ей конец, может потребоваться не один хороший дождь, особенно если засуха длится долгое время.
#данные #GEE #сельхоз
1️⃣ Карта U.S. Drought Monitor на 20 июня 2023 года.
2️⃣ Категории засухи, используемые в U.S. Drought Monitor.
2️⃣ Категории засухи, используемые в U.S. Drought Monitor.
Запущены "Метеор-М" № 2-3 и 42 малых космических аппарата
27 июня 2023 г. в 14:34:49 МСК с космодрома Восточный выполнен пуск ракеты-носителя "Союз-2.1б" с разгонным блоком "Фрегат" и метеорологическим спутником "Метеор-М" № 2-3. В качестве попутной нагрузки на борту находятся 42 малых космических аппарата. Пуск выполнен успешно, разгонный блок с космическими аппаратами выведен на околоземную орбиту. Дальнейшее выведение космических аппаратов на расчетные орбиты будет продолжено с помощью разгонного блока.
В числе 42 малых аппаратов запущены:
* 16 университетских образовательных CubeSat’ов проекта Space π по программе “Дежурный по планете”.
* 9 космических аппаратов по программе “УниверСат” в образовательных и научных целях.
* 17 космических аппаратов в интересах российских и зарубежных коммерческих заказчиков.
Поздравляем всех причастных! Следим за дальнейшим выведением космических аппаратов.
27 июня 2023 г. в 14:34:49 МСК с космодрома Восточный выполнен пуск ракеты-носителя "Союз-2.1б" с разгонным блоком "Фрегат" и метеорологическим спутником "Метеор-М" № 2-3. В качестве попутной нагрузки на борту находятся 42 малых космических аппарата. Пуск выполнен успешно, разгонный блок с космическими аппаратами выведен на околоземную орбиту. Дальнейшее выведение космических аппаратов на расчетные орбиты будет продолжено с помощью разгонного блока.
В числе 42 малых аппаратов запущены:
* 16 университетских образовательных CubeSat’ов проекта Space π по программе “Дежурный по планете”.
* 9 космических аппаратов по программе “УниверСат” в образовательных и научных целях.
* 17 космических аппаратов в интересах российских и зарубежных коммерческих заказчиков.
Поздравляем всех причастных! Следим за дальнейшим выведением космических аппаратов.
Forwarded from Госкорпорация «Роскосмос»
Космический аппарат «Метеор-М» № 2-3, запущенный с космодрома Восточный ракетой-носителем «Союз-2.1б», добрался до нужной орбиты и отделился от «Фрегата». Разгонный блок продолжает выводить на целевые орбиты 42 российских и иностранных попутных спутников.
«Метеор-М» № 2-3 будет изучать природные ресурсы Земли, мониторить климат и окружающую среду. На нём установлена аппаратура системы поиска и спасания КОСПАС-САРСАТ.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Геометрические особенности радарных снимков: искажение масштаба вдоль наклонной дальности
Геометрия радарных изображений принципиально отличается от геометрии изображений оптических. Оптическая съемка сохраняет угловые соотношения между объектами сцены и их изображениями в фокальной плоскости сенсора (рисунок 1️⃣). Радар же, в первую очередь, представляет собой средство измерения расстояний. Это обуславливает такие особенности радарных изображений, как искажение масштаба вдоль наклонной дальности и смещение рельефа.
Радар собирает данные вдоль направления, по которому к нему возвращаются отраженные от объектов наблюдения сигналы. Это направление называется наклонной дальностью. Но для практического применения радарных данных, их нужно спроецировать на поверхность Земли, то есть преобразовать из наклонной дальности в наземную дальность. Соответственно, исходные радарные снимки — это изображения, сделанные вдоль наклонной дальности, а целевые снимки — это изображения, сделанные вдоль наземной дальности.
У изображений, сделанных вдоль наклонной дальности, расстояние между пикселями в направлении дальности прямо пропорционально интервалу времени между принятыми импульсами. Этот интервал, в свою очередь, пропорционален расстоянию от радара до объекта (а не горизонтальному расстоянию от линии надира до объекта). В результате, такое изображение сжимается вблизи от радара и расширяется по мере удаления от него. Напротив, в представлении радарных снимков, связанном с наземной дальностью, пиксели изображения располагаются на расстоянии, прямо пропорциональном их расстоянию вдоль теоретической плоской поверхности земли.
На рисунке 2️⃣ в точках A, B и C расположены объекты одинакового размера, равноудаленные друг от друга. Соответствующие наземные дальности этих точек — GRA, GRB и GRC. Основанное на времени возврата сигнала, изображение вдоль наклонной дальности покажет разные расстояния между объектами, а также разную ширину объектов. В результате меняется масштаб изображения, который имеет минимум вблизи радара и увеличивается по гиперболическому закону до максимума в дальней зоне. Таким образом, вдоль наклонной дальности ширина объектов A1 < B1 < C1, а расстояние AB < BC. Применяя гиперболическую поправку, можно сформировать изображение по наземной дальности практически постоянного масштаба с шириной объектов A = B = C и расстоянием AB = BC. Из рисунка 2️⃣ видно, что наземная дальность GR может быть получена из наклонной дальности SR и высоты съемки H, в предположении, что поверхность плоская.
При заданной ширине полосы обзора, изменение масштаба изображения уменьшается с увеличением высоты съемки. Таким образом, спутниковые системы имеют меньшие искажения масштаба изображения по дальности, чем воздушные системы.
#SAR #основы
Геометрия радарных изображений принципиально отличается от геометрии изображений оптических. Оптическая съемка сохраняет угловые соотношения между объектами сцены и их изображениями в фокальной плоскости сенсора (рисунок 1️⃣). Радар же, в первую очередь, представляет собой средство измерения расстояний. Это обуславливает такие особенности радарных изображений, как искажение масштаба вдоль наклонной дальности и смещение рельефа.
Радар собирает данные вдоль направления, по которому к нему возвращаются отраженные от объектов наблюдения сигналы. Это направление называется наклонной дальностью. Но для практического применения радарных данных, их нужно спроецировать на поверхность Земли, то есть преобразовать из наклонной дальности в наземную дальность. Соответственно, исходные радарные снимки — это изображения, сделанные вдоль наклонной дальности, а целевые снимки — это изображения, сделанные вдоль наземной дальности.
У изображений, сделанных вдоль наклонной дальности, расстояние между пикселями в направлении дальности прямо пропорционально интервалу времени между принятыми импульсами. Этот интервал, в свою очередь, пропорционален расстоянию от радара до объекта (а не горизонтальному расстоянию от линии надира до объекта). В результате, такое изображение сжимается вблизи от радара и расширяется по мере удаления от него. Напротив, в представлении радарных снимков, связанном с наземной дальностью, пиксели изображения располагаются на расстоянии, прямо пропорциональном их расстоянию вдоль теоретической плоской поверхности земли.
На рисунке 2️⃣ в точках A, B и C расположены объекты одинакового размера, равноудаленные друг от друга. Соответствующие наземные дальности этих точек — GRA, GRB и GRC. Основанное на времени возврата сигнала, изображение вдоль наклонной дальности покажет разные расстояния между объектами, а также разную ширину объектов. В результате меняется масштаб изображения, который имеет минимум вблизи радара и увеличивается по гиперболическому закону до максимума в дальней зоне. Таким образом, вдоль наклонной дальности ширина объектов A1 < B1 < C1, а расстояние AB < BC. Применяя гиперболическую поправку, можно сформировать изображение по наземной дальности практически постоянного масштаба с шириной объектов A = B = C и расстоянием AB = BC. Из рисунка 2️⃣ видно, что наземная дальность GR может быть получена из наклонной дальности SR и высоты съемки H, в предположении, что поверхность плоская.
При заданной ширине полосы обзора, изменение масштаба изображения уменьшается с увеличением высоты съемки. Таким образом, спутниковые системы имеют меньшие искажения масштаба изображения по дальности, чем воздушные системы.
#SAR #основы
1️⃣ Оптическая съемка сохраняет угловые соотношения между объектами сцены и их изображениями в фокальной плоскости сенсора. Источник: Synthetic Aperture Radar Polarimetry. Chapter 1. Synthetic Aperture Radar (SAR) Imaging Basics
2️⃣ Различия между изображениями в наклонной и наземной дальности. Источник: Lillesand T.M., Kiefer R.W., Chipman J. Remote Sensing and Image Interpretation (7th edition), Wiley, 2015. Chapter 6.
2️⃣ Различия между изображениями в наклонной и наземной дальности. Источник: Lillesand T.M., Kiefer R.W., Chipman J. Remote Sensing and Image Interpretation (7th edition), Wiley, 2015. Chapter 6.
Forwarded from Госкорпорация «Роскосмос»
Аппарат был запущен вчера с космодрома Восточный вместе с 42 российскими и иностранными попутными спутниками. «Метеор-М» будет изучать природные ресурсы Земли, мониторить климат и окружающую среду. На нём установлена аппаратура системы поиска и спасания КОСПАС-САРСАТ.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Обсуждение запуска 27 июня среди радиолюбителей сети SatNOGS (кто вышел на связь): Soyuz-2.1b / Fregat Vostochny launch 2023-06-27 11:34 UTC
Телеметрия малых космических аппаратов:
* сайт: https://r4uab.ru/satdb/
* тг-бот: @EfirNet_bot
Описание 16 спутников проекта Space-π.
#наблюдение
Телеметрия малых космических аппаратов:
* сайт: https://r4uab.ru/satdb/
* тг-бот: @EfirNet_bot
Описание 16 спутников проекта Space-π.
#наблюдение
Геометрические особенности радарных снимков: смещения рельефа
Cмещение рельефа на радарных снимках является одномерным и перпендикулярно направлению полета. Направление смещения рельефа на радарных снимках противоположно тому, что наблюдается на оптических (рисунок 1️⃣). Это связано с тем, что на радарных снимках отображаются расстояния от особенностей рельефа до антенны. Когда вертикальный объект встречается с импульсом сигнала радара, вершина объекта может достигаться раньше, чем его основание. Соответственно, обратные сигналы от вершины вертикального объекта достигают антенны радара раньше, чем сигналы от основания объекта. Это приводит к тому, что вертикальный объект "накладывается" (lay over) на более близкие объекты, создавая впечатление, будто он наклонен к надиру.
Склоны местности, обращенные к антенне и находящиеся вблизи радара, часто отображаются на снимке с эффектом наложения (layover): при достаточно большом уклоне, верхняя часть склона отображается раньше его нижней части. Этому условию отвечает пирамида 1 на рисунке 2️⃣. Эта пирамида расположена вблизи радара, и сигнал приходит к ней под очень крутым углом падения. Эффект наложения наиболее выражен при малых расстояниях между радаром и объектом, и при крутых углах падения.
Когда рельеф и/или угол падения становятся более пологими, наложение сменяется сокращением. На рисунке 2️⃣, по мере удаления пирамиды от радара, импульс радара сначала достигает основания объекта одновременно с его вершиной, а затем раньше, чем вершины. Тем не менее, склоны пирамид, обращенные к радару, выглядят сжатыми, по сравнению со склонами с противоположной стороны. Это и есть эффект сокращения (foreshortening) — разновидность искажений рельефа, менее серьезная, чем наложение.
На рисунке 2️⃣ правая сторона каждой пирамиды обращена в противоположную от антенны радара сторону. В случае пирамиды 1 крутизна склона меньше угла падения, и поэтому правая сторона все равно будет освещена радарным импульсом. Однако эта освещенность будет слабой, а значит слабыми будут и отраженные сигналы. В результате, этот склон будет выглядеть на снимке более темным, чем склон со стороны радара. В случае пирамиды 4, расположенной дальше всего от радара, наклон ее правой стороны круче, чем угол падения радарного импульса. В результате, сигналы не попадут на нее и она будет казаться абсолютно черной. Это и есть эффект радарной тени. Эта пирамида будет отбрасывать радарную тень на область, простирающуюся дальше в направлении от радара. Длина затененной области увеличивается с ростом расстояния от радара из-за все более пологого угла падения.
Указанные геометрические эффекты отчетливо видны на радарном снимке холмистой местности вокруг плотины “Три ущелья” на реке Янцзы в Китае (рисунок 3️⃣). Радар расположен слева, так что склоны с этой стороны ярче освещены и кажутся наклоненными в сторону радара. Склоны с противоположной стороны выглядят более темными и вытянутыми. Тот же эффект наблюдается на рисунке 4️⃣ — радарном снимке западного побережья острова Ванкувер в Британской Колумбии (Канада). Трасса спутника находится слева от снимка. Кроме того, на снимке заметен эффект наложения из-за относительно крутого угла падения радарного сигнала и гористой местности.
Как видно, существует связь между смещением рельефа и затенением. Радарные снимки, полученные под крутыми углами падения, будут иметь сильное сокращение и наложение, но незначительное затенение. Напротив, снимки, полученные под более пологими углами падения, будут иметь меньшее смещение рельефа, но большую область радарной тени.
Искажения масштаба и смещения рельефа в значительной степени сокращаются после соответствующей обработки радарных снимков.
#SAR #основы
Cмещение рельефа на радарных снимках является одномерным и перпендикулярно направлению полета. Направление смещения рельефа на радарных снимках противоположно тому, что наблюдается на оптических (рисунок 1️⃣). Это связано с тем, что на радарных снимках отображаются расстояния от особенностей рельефа до антенны. Когда вертикальный объект встречается с импульсом сигнала радара, вершина объекта может достигаться раньше, чем его основание. Соответственно, обратные сигналы от вершины вертикального объекта достигают антенны радара раньше, чем сигналы от основания объекта. Это приводит к тому, что вертикальный объект "накладывается" (lay over) на более близкие объекты, создавая впечатление, будто он наклонен к надиру.
Склоны местности, обращенные к антенне и находящиеся вблизи радара, часто отображаются на снимке с эффектом наложения (layover): при достаточно большом уклоне, верхняя часть склона отображается раньше его нижней части. Этому условию отвечает пирамида 1 на рисунке 2️⃣. Эта пирамида расположена вблизи радара, и сигнал приходит к ней под очень крутым углом падения. Эффект наложения наиболее выражен при малых расстояниях между радаром и объектом, и при крутых углах падения.
Когда рельеф и/или угол падения становятся более пологими, наложение сменяется сокращением. На рисунке 2️⃣, по мере удаления пирамиды от радара, импульс радара сначала достигает основания объекта одновременно с его вершиной, а затем раньше, чем вершины. Тем не менее, склоны пирамид, обращенные к радару, выглядят сжатыми, по сравнению со склонами с противоположной стороны. Это и есть эффект сокращения (foreshortening) — разновидность искажений рельефа, менее серьезная, чем наложение.
На рисунке 2️⃣ правая сторона каждой пирамиды обращена в противоположную от антенны радара сторону. В случае пирамиды 1 крутизна склона меньше угла падения, и поэтому правая сторона все равно будет освещена радарным импульсом. Однако эта освещенность будет слабой, а значит слабыми будут и отраженные сигналы. В результате, этот склон будет выглядеть на снимке более темным, чем склон со стороны радара. В случае пирамиды 4, расположенной дальше всего от радара, наклон ее правой стороны круче, чем угол падения радарного импульса. В результате, сигналы не попадут на нее и она будет казаться абсолютно черной. Это и есть эффект радарной тени. Эта пирамида будет отбрасывать радарную тень на область, простирающуюся дальше в направлении от радара. Длина затененной области увеличивается с ростом расстояния от радара из-за все более пологого угла падения.
Указанные геометрические эффекты отчетливо видны на радарном снимке холмистой местности вокруг плотины “Три ущелья” на реке Янцзы в Китае (рисунок 3️⃣). Радар расположен слева, так что склоны с этой стороны ярче освещены и кажутся наклоненными в сторону радара. Склоны с противоположной стороны выглядят более темными и вытянутыми. Тот же эффект наблюдается на рисунке 4️⃣ — радарном снимке западного побережья острова Ванкувер в Британской Колумбии (Канада). Трасса спутника находится слева от снимка. Кроме того, на снимке заметен эффект наложения из-за относительно крутого угла падения радарного сигнала и гористой местности.
Как видно, существует связь между смещением рельефа и затенением. Радарные снимки, полученные под крутыми углами падения, будут иметь сильное сокращение и наложение, но незначительное затенение. Напротив, снимки, полученные под более пологими углами падения, будут иметь меньшее смещение рельефа, но большую область радарной тени.
Искажения масштаба и смещения рельефа в значительной степени сокращаются после соответствующей обработки радарных снимков.
#SAR #основы