Введение к работе
Актуальность. Почвенный покров,являющийся важной составной частью природной среды, оказывает существенное влияние на жизнедеятельность человека. В настоящее время объективная информация о состоянии почвенного покрова на больших площадях, используется для решения широкого круга задач, стоящих в области научных исследований глобальных природных процессов, охраны земельных ресурсов, рационального природопользования. Получение такого большого объема информации оказалось возможным после успешного внедрения в практику аэрокосмических методов дистанционного зондирования земных покровов.
Одной из наиболее сложных проблем, возникающих при разработке методов дистанционного зондирования почвенного покрова является проблема достоверной интерпретации данных дистанционного зондирования. При этом актуальной научной задачей является изучение закономерностей взаимосвязи характеристик собственного теплового и рассеянного электромагнитного излучения почвенного покрова от физико - химических, гидрологических и структурных особенностей . почвы, которые существенным образом зависят от генезиса, почвенно-климатических условий региона, инженерной деятельности.
Основная цель диссертации состоит в разработке методов интерпретации данных дистанционного зондирования почвенного покрова в СВЧ - диапазоне, на основе установления взаимосвязей между радиоизлучательными и гидрофизическими характеристиками почв, а также в апробации этих методов в почвенно - климатических условиях Алтайского края.
Научная новизна . работы. Разработан и апробирован в трея почвенно - климатических зонах Алтайского края уточненный дистанционный радиометрический метод определения влажности почв, основанный на использовании региональных баз данных, включающш в себя значения диэлектрических параметров почв-, измеренные е лабораторных условиях.
Разработан и апробирован в двух почвенно -климатически* зонах Алтайского края уточненный дистанционный радиометрический метод определения глубины залегания грунтовых вод, основанный на измерении коэффициентов излучения почвы на двух длинах волн и включающий в себя гидрофизические параметры конкретных почв.
Исследовано влияние глубины промерзания, полной влажности и термодинамической температуры на радиоизлучение мерзлых незаселенных почв в диапазоне 0.6-13.33 ГГц. Экспериментальнс установлена зависимость коэффициента излучения мерзлой почвы на частоте 0.6 ГГц от глубины промерзания.
Исследовано в полигонных условиях влияние засоленности солями NaCL на радиоизлучательные характеристики модельного почвогрунта, находящегося при отрицательной температуре.Получены регрессионны зависимости радиояркостной температуры и коэффициента излучения модельного почвогрунта от температуры и засоленности. Эти зависимости могут быть положены в основу дистанционногс радиометрического метода определения -засоленности почв.
Научная ценность состоит в экспериментальном исследовании радиоизлучательных характеристик почвенного покрова в зависимости от вариаций влажности,термодинамической температуры,засоленности, глубины залегания грунтовых вод, глубины промерзания почвы в диапазоне частот 0.6 - 13.33 ГГц.
Практическая ценность состоит в использовании разработанных іетодов в сельском хозяйстве, агрометеорологии, гидрологии, в іелях регионального экологического мониторинга земельных іесурсов.
Научная апробация результатов. Основные результаты работ, вставляющих содержание диссертации докладывались автором на сраевой научно - практической конференции (Барнаул, 1989); на ;оветско - итальянском научном семинаре (ИРЭ РАН, Москва, 1989); m Всесоюзном совещании "Роль мелиорации в природопользовании4 [Владивосток, 1990); на 1-й, 2-й научных конференциях "Применение дистанционных радиофизических методов в исследованиях природной ;реды", (Ереван,1990;Муром,1992); на 16-й, 17-й научных конференциях по распространению радиоволн (Харьков,1990; Ульяновск, 1993) іа 5-й Всесоюзной научно-практической конференции "Дистанционный лониторинг экосистем" (Барнаул, 1990); на Всесоюзной школе -:еминаре "Дистанционные радиофизические методы исследования природной среды", (Барнаул, 1991); на Межрегиональной конференции "Проблемы региональной экологии" (Томск,1992), на International 3eoscience And Remote Sensing Symposium (IGARSS'93),(Токіо,1993). Основные результаты диссертации опубликованы в печатных работах [1-21), перечисленных в конце автореферата.
Практическая апробация результатов. Разработанные методы применялись при выполнении хоздоговорных работ в рамках государственной российской программы "Экология России" и "Комплексной программы по научному обеспечению в 1992-1993 гг. работ, связанных с оценкой последствий антропогенного загрязнения экружающеи среды и испытаний ядерных устройств на население Алтайского края".
Достоверность основных результатов подтверждается тем, чі они получены в условиях самолетных, полигонных И ПОЛЄВІ измерений, проведенных с контролируемой точностью и подтверждеї данными лабораторного эксперимента. Кроме того, в частных случа* они совпадают с результатами экспериментальных исследование проведенных другими авторами.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глаї заключения, приложения, списка литературы. Общий обье диссертации - 129 страниц машинописного текста, включая ; рисунков, 12 таблиц и библиографию из 140 наименований.
Защищаемые положения.
-
Уточненный дистанционный радиометрический метод определени влажности поверхностного слоя почвы, основанный на использовани региональных баз данных диэлектрических и гидрофизически параметров почвенного покрова.
-
Уточненный дистанционный радиометрический метод определени глубины залегания грунтовых вод, основанный на дистанционно определении коэффициентов излучения почвы на двух длинах волн использовании региональных баз данных диэлектрических гидрофизических параметров почвенного покрова.
-
Дистанционный радиометрический метод определения засоленност по радиоизлучению почвы, находящейся при отрицательно термодинамической температуре.
-
Результаты экспериментальных исследований и численных расчето радиоизлучательных характеристик почвенного покрова, выполненны в диапазоне электромагнитных волн 0.6-13.33 ГГц при вариация влажности, термодинамической температуры, засоленности и глубин глубины промерзания почвы.