Важнейшие результаты исследований

Разработан алгоритм выделения распределенных отражателей оценки смещений природных объектов с применением с спутниковых радарных снимков

22.10.2020

Руководитель: В.О. Михайлов, ИФЗ РАН

Отражатели на природных ландшафтах часто демонстрируют невысокую (на отдельных временных интервалах) когерентность фаз. Многие соседние пиксели показывают схожую отражательную способность, так как они принадлежат одному и тому же природному объекту. Это открывает возможность для совместного анализа временных рядов смещений.

В целях создания отечественных импортозамещающих технологий для обработки данных дистанционного зондирования Земли для решения задач мониторинга катастрофических природных явлений (землетрясения, оползни, вулканические извержения и проч.) с использованием данных спутниковой РСА-интерферометрии реализован алгоритм выделения распределенных отражателей, удалось встроить в стандартный граф обработки радарных спутниковых снимков пакета StaMPS/MTI (некоммерческий программный пакет) в виде программного модуля.

На начальном этапе в данном алгоритме реализована процедура адаптивной фильтрации амплитуды стека снимков, и выделяются пространственно связанные кластеры статистически однородных пикселей (СОП). Далее выполняется адаптивная фильтрация значений амплитуды во всей временной цепочке снимков в данном кластере и, при условии постоянства фазы на всем множестве СОП, проводится фильтрация фазы с использованием метода, предложенного в работе Samiei-Esfahany с коллегами (IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 201654(10):1-17)). Задача сводится к решению системы линейных уравнений, в которую включены дополнительные целочисленные неизвестные и успешно решается с использованием взвешенного целочисленного метода наименьших квадратов.

Карты средних скоростей смещений в направлении на спутник для устойчивых отражателей, полученных в результате (А) - совместного поиска и распределенных и устойчивых отражателей (найдено 8099 отражателей); (Б) - по оригинальным снимкам спутника ALOS PALSAR (найдено 6753 устойчивых отражателя). Дополнительные  отражатели получены на природных ландшафтах, где: либо плотность отражателей была невелика (например, область, выделенная пунктиром), либо где они не были обнаружены обычными методами (овал).

Публикации по теме
  1. Киселева .Е.А., Михайлов В.О., Смольянинова Е.И., Дмитриев П.Н. К вопросу мониторинга смещений земной поверхности методами радарной спутниковой интерферометрии. / Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 5. С. 122-132. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-5-122-132
  2. Киселева Е.А., Михайлов В.О., Черепанцев А.С., Смольянинова Е.И., Дмитриев П.Н. О поиске распределенных отражателей с использованием свободно распространяемого программного обеспечения (StaMPS/MTI). Сборник тезисов докладов Шестнадцатой Всероссийской конференции "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса". 2018. с.95. ISBN 978-5-00015-018-4, DOI: 10.21046/2070-16DZZconf-2018a.