Разработка радиотехнической системы дистанционного мониторинга лесных и торфяных пожаров на базе геоинформационных технологий

• Автор: Мармалюк, Александр Алексеевич
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 234 с. : ил.

ffl E
1. Назначение, структура и. возможности современных систем
ринга
. Тематические задачи мониторинга Земли
I. Системы мони торинга природной среды
3. Авиационные сисземы дистанционного зондирования Земли
.4. Российская система дистанционного мониторинга лесных

.5. Общая методика проектирования систем мониторинга Земли
1А2.Электродинамическая модель поверхностного слоя, полей лшия и радиотеплового излучения в задачах дистанционного
ирования
2.1.Электродинамическая модель нолей рассеяния и радиотеплового учения в задачах дистанционного зондирования
2.2. Электрофизические и диэлектрические характеристики (поверхностных сред
2.2.1. Электродинамические параметры модели сред с плоской верхносгыо
2.2.2. Электродинамические параметры модели елоисчых земных окровов с плоскими границами
2.2.3. Электродинамические параметры модели сред с юлиномиальными и экспоненциальными законами изменения щэлектрической проницаемое! и
2.2.4. Электродинамические параметры модели сред со случайно-неоднородным изменением показателя преломления подповерхностной среды
2.2.5. Электродинамические параметры модели сред с мелкомасштабными поверхностями
2.2.6. Электродинамические параметры модели сред с шероховатыми границами
2.3. Структура модели
2.4. Моделирование природных сред
2.5. Применение библиотек модели природных сред для задач дистанционного зондирования
2.5.1. Моделирование среды с экспоненциальной зависимостью диэлектрической проницаемости подстилающей поверхности от глубины
погружения
ГЛАВА 3. Экспериментальные исследования моделей природных сред
3.1. Планирование эксперимента
3.2. Разработка экспериментальных установок для проведения исследований
3.2.1.Активный метод
3.2.2. Пассивный мегод
3.3. Разработка методик экспериментальных исследований
3.3.1.Активный метод
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Назначение, структура и возможности современных систем мониторинга
1.1. Тематические задачи мониторинга Земли
1.2. Системы мониторинга природной среды
1.3. Авиационные системы дистанционного зондирования Земли
1.4. Российская система дистанционного мониторинга лесных пожаров
1.5. Общая методика проектирования систем мониторинга Земли
ГЛАВА2.Электродинамическая модель поверхностного слоя, полей рассеяния и радиотеплового излучения в задачах дистанционного зондирования
2.1.Электродинамическая модель полей рассеяния и радиотеплового излучения в задачах дистанционного зондирования
2.2. Электрофизические и диэлектрические характеристики подповерхностных сред
2.2.1. Электродинамические параметры модели сред с плоской поверхностью
2.2.2. Электродинамические параметры модели слоистых земных покровов с плоскими границами
2.2.3. Электродинамические параметры модели сред с полиномиальными и экспоненциальными законами изменения диэлектрической проницаемости
2.2.4. Электродинамические параметры модели сред со случайнонеоднородным изменением показателя преломления подповерхностной среды
2.2.5. Электродинамические параметры модели сред с мелкомасштабными поверхностями
2.2.6. Электродинамические параметры модели сред с шероховатыми границами
2.3. Структура модели
2.4. Моделирование природных сред
2.5. Применение библиотек модели природных сред для задач дистанционного зондирования
2.5.1. Моделирование среды с экспоненциальной зависимостью диэлектрической проницаемости подстилающей поверхности от глубины
погружения
ГЛАВА 3. Экспериментальные исследования моделей природных сред
3.1. Планирование эксперимента
3.2. Разработка эксперимен тальных установок для проведения исследований
3.2.1.Активный метод
3.2.2. Пассивный метод
3.3. Разработка методик экспериментальных исследований
3.3.1.Активный метод

3.3.2.Пассивный метод
3.4. Результаты экспериментальных исследований
3.4.1 .Исследование влажности и неровности грунта
скаттерометром
3.4.2.Исследование очагов возгораний радиометром
3.4.3.Исследование многослойных сред ска ттерометром и
радиометром
ГЛАВА 4. Разработка системы радиомониторинга торфяных и лесных пожаров и методики се использования
4.1 Обзор типов беспилотных летательных аппаратов
4.2. Управление полетом БИЛА
4.2.1. Бортовой комплекс БИЛА
4.3.Летательный аппарат (ЛА) и его оборудование
4.4. Обоснование выбора типа ГИС
4.5. Разработка методики обнаружения очагов самовозгорания торфа
и лесных пожаров
4.5.1. Собственное излучение лесных пожаров
4.5.2. Собственное СВЧ-излучение торфяных образований
4.6. Методика обнаружения лесных пожаров и очагов самовозгорания торфа
4.6.1. Точность радиометрических измерений в условиях внешних помехообразующих воздействий
4.6.2 . Экспериментальное определение чувствительности радиометра и анализ вероятностных характеристик обнаружения
4.6.3 Определение характеристик обнаружения
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

В НПО «Вега» (Московский научно-исследовательский институт приборостроения) был разработан, изготовлен и испытан макет четырехчастотного многополяризационного авиационного радиолокатора бокового землеобзора с синтезированной апертурой антенны и цифровой обработкой сигнала (ИМАРК). Он предназначен для получения информации в интересах различных отраслей народного хозяйства, в том числе, геологии (поверхностное и подповерхностное геологическое картирование различных горных пород, поиск полезных ископаемых, изучение рельефа, картирование водоносных горизонтов, линз пресных и минеральных вод и т.п.), океанологии (обнаружение поверхностноактивных пленок и других загрязнений, оценка состояния ледового покрова и его сезонной подвижки), сельского и лесного хозяйства, экологии и картографирования (мониторинг лесных массивов, обследование сельхозугодий, выявление нарушений растительного покрова, оценка влагосодсржа-ния в почве, земельный кадастр и т.п.). Основные характеристики комплекса ИМАРК приводятся в таблице. 1.2.
Таблица 1.2. Основные характеристики комплекса ИМАРК
Параметры Длина волны,см

Полоса обзора, км 6 и 12
Разрешающая способность, м 5...7 8...10 О ос
Мощность излучения. кВт 50.0 1.3 0
Вид излучаемого сигнала импульсный лчм ЛЧМ импульсный
Поляризация ГГ. ВВ. ГВ. ВГ гг. вв. ГВ
Углы наблюдения от мадира. град 60
Потребляемая мощность. кВА 4
Масса аппаратуры, кг" 2600
Высота съемки, м 500... 3000
Скорость полета, км/ч 600... 700
В качестве носителя использовался самолет Ту-134А. Обнаружены линзы подземных вод, залегающие на глубинах 50...70 м. Результаты