Интерпретация оптических спутниковых изображений Черного моря в зоне солнечного блика

М.В. Юровская1, ✉, В.Н. Кудрявцев1,2, Б. Шапрон3,2, В.А. Дулов1

1 Морской гидрофизический институт, Севастополь

2 Российский государственный гидрометеорологический университет, Санкт-Петербург

3 Лаборатория спутниковой океанографии, институт Ифремер, Франция

✉ e-mail: mvkosnik@gmail.com

Аннотация

Рассмотрен новый подход к интерпретации оптических спутниковых изображений океана в зоне солнечного блика, который основан на оценке передаточной функции, связывающей контрасты яркости изображения и контрасты дисперсии уклонов морской поверхности (MSS). При выводе выражений для передаточной функции предполагается, что яркость блика формируется одним лишь зеркальным отражением солнечного света от морской поверхности, а возмущения MSS малы по сравнению со средними значениями дисперсии уклонов поверхности. В результате анализа получено поле контрастов MSS, во многом аналогичное спутниковым SAR-изображениям. Выполнен анализ изображений Черного моря, полученных со спутников Aqua и Terra в весенне-летний период 2013 г., в области солнечного блика в каналах 645 и 858 нм. Рассчитаны поля контрастов яркости изображений и контрастов MSS с пространственным разрешением 250 м. Сделан вывод, что метод дает возможность наблюдать проявления внутренних волн, мезомасштабных вихреобразных структур, фронтов, особенностей прибрежной динамики, а также позволяет обнаруживать антропогенные слики и движущиеся суда.

Ключевые слова

солнечный блик, спутниковые изображения, шероховатость морской поверхности, среднеквадратичный уклон, обработка изображений

Для цитирования

Интерпретация оптических спутниковых изображений Черного моря в зоне солнечного блика / М.В. Юровская [и др.] // Морской гидрофизический журнал. 2014. № 4. С. 68-82. EDN TEVDOD.

Yurovskaya, M.V., Kudryavtsev, V.N., Chapron, B. and Dulov, V.A., 2014. Interpretation of Black Sea Optical Satellite Images in Sun Glitter Area. Morskoy Gidrofizicheskiy Zhurnal, (4), pp. 68-82 (in Russian).

Список литературы

  1. Shoulejkin Was. A new method of investigating sea waves // Nature. – 1924. – 114, No 2866. – P. 498 – 499. – doi:10.1038/114498a0.
  2. Cox C., Munk W. Measurement of the roughness of the sea surface from photographs of the sun's glitter // J. Opt. Soc. Am. – 1954. – 44. – P. 838 – 850.
  3. Большаков А.Н., Бурдюгов В.М., Гродский С.А., Кудрявцев В.Н. Двумерные спектры возвышений поверхностных волн по данным аэрофотосъемки // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. – 1990. – 26, No 6. – C. 652 – 658.
  4. Большаков А.Н., Бурдюгов В.М., Гродский С.А., Кудрявцев В.Н. и др. Определение спектра энергонесущих поверхностных волн по изображению солнечного блика. Сопоставление с контактными данными // Исследование Земли из космоса. – 1990. – No 1. – С. 20 – 27.
  5. Kosnik M.V., Dulov V.A. Extraction of short wind wave spectra from stereo images of the sea surface // Meas. Sci. Techn. – 2011. – 22. – P. 015504 (9p.). – doi:10.1088/0957-0233/22/1/015504.
  6. Yurovskaya M.V., Dulov V.A., Chapron B., Kudryavtsev V.N. Directional short wind wave spectra derived from the sea surface photography // J. Geophys. Res.: Oceans. – 2013. – 118. P. 4380 – 4394. - doi:10.1002/jgrc.20296.
  7. Kudryavtsev V., Myasoedov A., Chapron B. et al. Joint sun-glitter and radar imagery of surface slicks // Rem. Sens. Envir. – 2012. – 120. – P. 123 – 132. – doi:10.1016/j.rse.2011.06.029.
  8. Kudryavtsev V., Myasoedov A., Chapron B. et al. Imaging mesoscale upper ocean dynamics using synthetic aperture radar and optical data // J. Geophys. Res. – 2012. – 117, C04029. – P. 1 – 13. – doi:10.1029/2011JC007492.
  9. Bréon F.M., Henriot N. Spaceborne observations of ocean glint reflectance and modeling of wave slope distributions // Ibid. – 2006. – 111, C06005. – doi:10.1029/2005JC00334.
  10. Chapron B., Kerbaol V., Vandemark D. et al. Importance of peakedness in sea surface slope measurements and applications // Ibid. – 2000. – 105, С7. – Р. 17195 – 17202.
  11. Marmorino G.O., Thompson D.R., Graber H.C. et al. Correlation of oceanographic signatures appearing in synthetic aperture radar and interferometric synthetic aperture radar imagery with in situ measurements // Ibid. – 1997. – 102, C8. – Р. 18723 – 18736.
  12. Иванов В.А., Белокопытов В.Н. Океанография Черного моря. – Севастополь: МГИ НАН Украины, 2011. – 212 с.
  13. Малиновский В.В., Иванов В.А., Сандвен С., Дулов В.А. Наблюдения загрязнения поверхности моря по радиолокационным данным // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: МГИ НАН Украины, 2005. – Вып. 13. – С. 99 – 110.

Скачать статью в PDF-формате