Фалалеева В.А.   Фомин Б.А.   Сушкевич Т.А.  

Гиперспекральный подход на основе метода Монте-Карло в ДЗЗ с учетом поляризации в условиях Арктики

Reporter: Фалалеева В.А.

ГИПЕРСПЕКТРАЛЬНЫЙ ПОДХОД НА ОСНОВЕ МЕТОДА МОНТЕ-КАРЛО В ДЗЗ С УЧЕТОМ ПОЛЯРИЗАЦИИ В УСЛОВИЯХ АКРТИКИ

В. А. Фалалеева 1, Б. А. Фомин 1, Т. А. Сушкевич 1
1ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, Москва
tamaras@keldysh.ru

Цель исследования связана с необходимостью создания вычислительной инфраструктуры использования данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), когда на передний план выдвигаются разработки, касающиеся повышения информативности и достоверности обрабатываемых аэрокосмических данных.
Составной частью таких разработок являются вычислительные процедуры распознавания природно-техногенных объектов по гиперспектральным аэрокосмическим изображениям (сотни спектральных каналов в видимой и ближней инфракрасной области, разрешение в единицы нанометра). Буквально в последние несколько лет благодаря достижениям в элементной базе оптоэлектронного приборостроения внимание исследователей привлекли и проблемы, связанные с учетом состояния поляризации и деполяризации излучения. В качестве инструментария решения этой фундаментальной задачи служат разработанные авторами ранее и предполагаемые для дальнейшего развития методы, алгоритмы и расчетные программы обработки данных гиперспектрального зондирования на основе решения прямых и обратных задач теории переноса излучения и новых подходов в теории информатики. Эти задачи относятся к классу самых сложных вычислительных задач в кинетической теории переноса электромагнитного излучения в рассеивающих и поглощающих средах и аэрокосмического ДЗЗ [1].
Для моделирования и обработки таких измерений В.А.Фалалеевой разрабатывается поляризационная модель переноса солнечной радиации, основанная на методах Line-by-Line (LbL) для учета спектрального поглощения атмосферными газами с требуемым для практики разрешением по спектру длин волн и Монте-Карло, в основе которого лежит интегральное представление кинетического уравнения Больцмана, позволяющая моделировать измерения излучения и характеристик его поляризации с высокой точностью и любым спектральным разрешением [2-5]. Помимо модели, рассмотрены информационные аспекты применения данного метода в ДЗЗ не только аэрозольного загрязнения атмосферы в видимом диапазоне спектра солнечного излучения, но и перистых облаков, для которых характерна анизотропная среда, как и в условиях региона Арктики.
Исследование проведено при частичной финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты 15-01-00783, 14-01-00197).

ЛИТЕРАТУРА
1. Сушкевич Т.А. Математические модели переноса излучения. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. 661 с.
2. Фалалеева В.А. Гиперспектральная модель переноса солнечного излучения в облаках с учетом анизотропии среды и поляризации // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015 (в печати).
3. Fomin B.A., Falaleeva V.A. The vertical structure of aerosols and clouds derived from satellites equipped with high-resolution polarization sensors // International Journal of Remote Sensing. 2014. V. 35. No. 15. P. 5800-5811.
4. Fomin B. A., Falaleeva V. A., Cahalan R.F., et al. The Line-by-Line and Polarized Monte Carlo Atmospheric Radiative Transfer Model // Radiation Processes in the Atmosphere and Ocean (IRS2012): Proceedings of American Institute of Physics The International Radiation Symposium (IRC/IAMAS). 2013. № 1531. P. 47-50.
5. Fomin B., Falaleeva V. A Polarized Atmospheric Radiative Transfer Model For Calculations Of Spectra Of The Stokes Parameters Of Shortwave Radiation Based On The Line-By-Line And Monte Carlo Methods. // Atmosphere. 2012. № 3(4). С. 451-467.


To reports list