Дисертаційне дослідження присвячено розробці методики комплексуванні даних радіолокаційного та оптичного знімання для обчислення фізичних параметрів земної поверхні.
Об'єкт дослідження – фізичні параметри земної поверхні та їх відображення на матеріалах ДЗЗ.
Предмет дослідження – процедури комплексування даних, отриманих за результатами зйомки різними типами систем ДЗЗ.
Метою дослідження є підвищення точності визначення фізичних параметрів земної поверхні, перш за все – вологості ґрунту шляхом створення нової методики комплексування багатосенсорних радіолокаційних та оптичних супутникових даних.
В рамках дисертаційного дослідження, для обчислення фізичних параметрів земної поверхні, були використані супутникові дані, отримані в різних спектральних діапазонах. Зокрема, радіолокаційні супутникові дані C-SAR Sentinel-1 GRDH були використані для обчислення діелектричної проникності та шорсткості земних покривів на основі Integral Equation Model (IEM). Обчислення температури земної поверхні було здійснено на основі оберненої формули Планка для «сірого тіла», з використанням багатоспектральних оптичних супутникових даних в видимому/ближньому інфрачервоному (PlanetSope PS2.SD) та тепловому інфрачервоному (Landsat-7 ETM+, Landsat-8 OLI та EOS MODIS) спектральних діапазонах. Геометричні параметри земної поверхні було отримано на основі цифрової моделі місцевості ALOS AW3D.
Отримані фізичні та геометричні параметри були використані як складові розробленої моделі комплексування супутникових даних на основі багатовимірного регресійного аналізу. Точність побудованої моделі була перевірена при обчисленні вологості ґрунту. Для цього, на тестових ділянках було здійснено відбір проб ґрунту, а вологість обчислено термостатно-ваговим методом. Багатовимірний регресійний аналіз залежності виміряної та модельної вологості ґрунту дозволив встановити, що розроблена модель забезпечує високу точність обчислень, про що свідчить коефіцієнт детермінації 0,84 та середньоквадратичне відхилення 4,37 % (N = 96).
В результаті, розроблено нову методику комплексування багатоспектральних оптичних та двополяризаційних радарних супутникових даних для обчислення фізичних параметрів земної поверхні, перш за все – вологості ґрунтів. На відміну від існуючих, розроблена методика використовує складну лінеаризовану багатовимірну регресійну модель з мінімізацією абсолютних відхилень, оригінальний підхід до визначення температури ґрунту в разі несинхронного оптичного і радіолокаційного знімання, та додатково враховує геометричні неоднорідності земної поверхні і локальні девіації радіолокаційного відбиття.
Запропоновано нову лінеаризовану багатовимірну регресійну модель з мінімізацією абсолютних відхилень, яка на відміну від існуючих, враховує низку фізичних параметрів, таких як коефіцієнти зворотного розсіювання, діелектрична проникність, шорсткість, температура земної поверхні, параметрів рослинного покриву, та додаткових геометричних параметрів, таких як висота, нахил, експозиція та ортогональна увігнутість рельєфу, локальні девіацій радіолокаційного сигналу та взаємна орієнтація елементу рельєфу по відношенню до сенсора.
Удосконалено відомий метод обчислення відносної діелектричної проникності земної поверхні за даними двополяризаційного радіолокаційного знімання на основі калібрування моделі IEM. Метод удосконалено шляхом введення алгоритму автоматизованого обчислення шорсткості ґрунту. Також запропоновано критерії фільтрації двополяризаційних радарних зображень на основі діапазону допустимих значень діелектричної проникності та шорсткості ґрунту, який дозволяє виявляти випадки зриву моделі визначення діелектричної проникності ще до проведення розрахунків.
Подальшого розвитку зазнав метод визначення температури земної поверхні з використанням багатоспектральних оптичних супутникових даних знімання у видимому, ближньому та тепловому інфрачервоних діапазонах. Зокрема, застосовано перерахунок температури, одержаної дистанційно, до температури в момент радіолокаційного знімання.
