Сибирский федеральный университет

Перевод названия: INVESTIGATION OF GRADIENT FIELDS OF THE EARTH SURFACE BASED ON SATELLITE DATA

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2015

Ключевые слова: calculation of gradients, sea surface frontal zones, the interaction of physical and biological fields, surface heterogeneity, variability, расчет градиентов, фронтальные зоны океана, взаимодействие физических и биологических полей, неоднородности поверхности, изменчивость

Аннотация: На основе обработки и анализа многолетних спутниковых данных рассматриваются возможности использования расчетных градиентных характеристик для интерпретации космических изображений с целью определения закономерностей формирования горизонтальных неоднородностей физических и биологических компонент природной среды. В качестве исходных данных в работе используются спутниковые изображения, полученные аппаратными средствами с высоким и низким разрешением AVHRR MCSST, CZCS, SeaWIFS, MIRAS AQUARIUS, MODIS, MSS за различные периоды времени со спутников NOAA, TERRA, AQUA, SPOT, LANDSAT. Спутниковые данные использовались для вычисления усредненных градиентных полей по температуре воды, солености и концентрации хлорофилла в океане за различные периоды времени и на разных масштабах сеточной области. Для вычисления меридиональных, широтных и абсолютных градиентов, а также пространственного и временного усреднения применялось авторское программное обеспечение, позволяющее проводить статистический анализ для основных фронтальных зон Мирового океана. Реализуется методология изучения изменчивости поверхностных градиентных полей водных систем как динамических объектов и рельефа земной поверхности как статического объекта на основе расчета пространственных градиентов соответствующих характеристик с различным временным усреднением. Показаны закономерности пространственно-временной изменчивости поверхностных градиентных полей в океане по температуре воды, солености и концентрации хлорофилла, их взаимодействие и корреляционная связь. По спутниковым данным рассматривается горизонтальная структура поля мутности и температуры поверхностного слоя малого водного объекта на примере озера Шира (Россия, Хакасия). Протестирована возможность выявления градиентных зон со значительным перепадом высот рельефа поверхности Земли по спутниковым изображениям. В этом случае использовалось программное обеспечение ENVI 4.7, и на языке программирования IDL для выбранного участка проведен расчет абсолютных (по модулю) градиентов высот поверхности. В перспективе необходимо обратить внимание на возможности измерения градиентных показателей поверхности Земли непосредственно из космоса. To determine the horizontal structure of the physical and biological heterogeneities calculated are time-space gradients based on long-term satellite data. AVHRR MCSST, CZCS, SeaWIFS, MIRAS AQUARIUS, MODIS, MSS and NOAA, TERRA, AQUA, SPOT, LANDSAT picture images were used as input satellite data. Satellite data was used to calculate mean gradient fields of temperature, salinity and chlorophyll concentration in the ocean for different periods of time. The software calculates and averages the horizontal gradients in the ocean for different grids. Calculations are also made to find zonal, meridian, and absolute gradients, pointing to main frontal zones. The gradient fields and their high values give us information about spatial distribution of main frontal zones in the ocean. For study of the gradient field surface in aquatic systems realized is the averaging algorithm for dynamic object. Gradient of land surface shows changes of relief as steady state object. Space-time variability of gradient fields in the ocean has been received. Here we used satellite data on sea surface temperature, sea surface salinity and chlorophyll concentration. The main stage of research is evaluation of statistical correlation between gradients of temperature and chlorophyll concentration, which suggests a combined effect of physical and biological processes. Horizontal temperature and turbidity fields were considered for small object as Lake Shira (Russia, Khakasia) based on satellite data. Gradient zones of land relief were tested on satellite images. In this case, software ENVI 4.7 and IDL were used to calculate absolute (modulo) gradients surface height. Though idealized, our results suggest the importance of surface gradient parameters for the measuring from space.

Журнал: Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева

Выпуск журнала: Т. 16, № 3

Номера страниц: 587-596

ISSN журнала: 18169724

Место издания: Красноярск

Издатель: Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева

• Картушинский А.В. (Сибирский федеральный университет; Институт биофизики CО РАН)
• Кукоба Н.А. (Сибирский федеральный университет)

• РИНЦ (eLIBRARY.RU)