Yeni bir çalışma, topluluk arazisi aktif pasif mikrodalga radyasyon transfer modelleme platformunu (CLAP)-kara yüzeyi izlemesinde devrim yapmak için tasarlanmış birleşik çok frekanslı mikrodalga saçılma ve emisyon modeli tanıtmaktadır. Bu son teknoloji platform, toprak nemi ve bitki örtüsü koşullarının potansiyel olarak doğru simülasyonlarını sunmak için aktif ve pasif mikrodalga sinyallerini birleştirir.
Toprak ve bitki örtüsü için gelişmiş etkileşim modelleri dahil ederek, Clap, arazi izleme hassasiyetinin iyileştirilmesini sağlayarak mevcut uzaktan algılama teknolojilerindeki anahtar sınırlamaları ele alma potansiyeline sahiptir. Çalışma, Clap’ın mikrodalga sinyal simülasyonlarını, özellikle yüksek frekanslarda iyileştirme yeteneğini sergiliyor ve ekosistem yönetiminde ve iklim değişikliği araştırmalarında ileriye doğru büyük bir adım işaret ediyor.
Mikrodalga uzaktan algılama, arazi izlemesi için gereklidir, mikrodalga radyasyonunu ve yüzey tarafından yayılan ve dağılmış geri saçılımı ölçerek toprak nemi ve bitki örtüsü sağlığı hakkında önemli bilgiler sağlar. Bununla birlikte, mevcut modeller büyük ölçüde sıfır dereceli radyasyon transfer teorisine ve ampirik varsayımlara dayanmaktadır, genellikle bitki örtüsü ve toprak özelliklerinde (yapı, nem ve sıcaklık) dinamik değişikliklere bakar. Bu sınırlamalar, farklı frekanslar ve polarizasyonlar arasında tutarsızlıklar ve daha az doğrulukla sonuçlanır.
Bu zorluklar göz önüne alındığında, uzaktan algılama teknolojilerinin hassasiyetini ve güvenilirliğini artırmak için çok frekanslı mikrodalga sinyallerinin saçılma ve emisyon mekanizmaları hakkında daha fazla rafine araştırmaya acil bir ihtiyaç vardır.
Twente Üniversitesi’nden bir araştırmacı ekibi, Uzaktan Algılama DergisiTopluluk arazisinin aktif pasif Mikrodalga Radyasyon Transfer Modelleme Platformu (CLAP) tanıtımı Gelişmiş toprak yüzey saçılımı (ATS+AIEM) ve bitki örtüsü saçılma (TVG) modellerini entegre eden çok frekanslı bir mikrodalga saçılma ve emisyon modeli. Clap, uygun bitki örtüsü yapısı, dinamik bitki örtüsü su içeriği (VWC) ve sıcaklık değişikliklerini içerir ve mevcut teknolojiler üzerinde önemli ölçüde iyileşir.
Ek olarak, Clap otlak optik derinliğinin frekansa bağlı doğasını ortaya çıkarır ve bitki örtüsü sıcaklığının yüksek frekanslı sinyaller üzerindeki önemli etkisini vurgular ve daha doğru bitki örtüsü ve toprak izleme için yeni bilgiler sunar.
Clap’ın çekirdek gücü, toprak ve bitki örtüsü bileşenlerinin ayrıntılı modellemesinde yatmaktadır. Ekip, sırasıyla alkış ve model performansını değerlendirmek için mikrodalga sinyalleri, toprak nemi, sıcaklık profilleri ve bitki örtüsü verileri dahil olmak üzere Maqu bölgesinden uzun süreli yerinde gözlemler kullandı. Sonuçlar, yaz aylarında, bitki örtüsü temsili için silindir parametrelendirmesi ile alkışladığını, X-bandında ve disk parametrelemesinden 3,4 dB ve 3.0 dB’ye kıyasla sırasıyla 1.8 dB ve 1.9 dB’lik RMSE değerlerine sahip C-bandını simüle ettiğini gösterdi.
Çalışma ayrıca bitki örtüsü sıcaklık varyasyonlarının yüksek frekanslı sinyal günlük değişikliklerini önemli ölçüde etkilediğini, bitki örtüsü su içeriği değişikliklerinin öncelikle düşük frekanslı sinyalleri etkilediğini keşfetti. Örneğin, C-bandında, bitki örtüsü sıcaklık dalgalanmalarının sinyal değişiklikleri üzerinde daha büyük bir etkisi olmuştur (korelasyon katsayısı r 0.34), S-bandında vejetasyon suyu içeriği daha güçlü bir etkiye sahipti (R 0.46). Bu bulgular, alkışlayan mikrodalga sinyal saçılma ve emisyon süreçlerinde dinamik bitki örtüsü ve toprak özelliklerinin önemini vurgulamaktadır.
Baş araştırmacı Dr. Hong Zhao, “Clap platformu mikrodalga uzaktan algılamada büyük bir ilerlemeyi temsil ediyor. Uygun bitki örtüsü yapısı, dinamik bitki örtüsü ve toprak suyu içeriği ve sıcaklığı modele dahil ederek, clap mikrodalgada mikrodalganın daha doğru bir temsilini sunuyor. Sinyal saçılma ve emisyon süreçleri.
Ekip, Maqu Sitesinden ve uydu mikrodalga gözlemlerinden kapsamlı bir yerinde verileri kullandı. Bu kapsamlı veri kümeleri, araştırmacıların Clap’ın performansını çeşitli frekanslar ve polarizasyonlardaki performansını titizlikle değerlendirmelerine izin vererek doğruluğunu ve güvenilirliğini sağladı. Clap’ın gelişimi, mikrodalga uzaktan algılamanın geleceği için yeni olanaklar açar. Bu teknoloji, toprak neminin ve bitki örtüsü izlemesinin hassasiyetini arttırmak için CIMR ve Rose-L gibi yaklaşan uydu görevlerine entegre edilebilir.
Ek olarak, alkış, kara yüzeyi modelleri için daha doğru girişler sağlamak için veri asimilasyon çerçevelerine dahil edilebilir. Bu teknolojinin yaygın uygulaması, dünya çapında sürdürülebilir kalkınma çabalarını destekleyerek küresel çevre izleme, tarımsal üretim ve iklim değişikliği araştırmaları üzerinde derin bir etkiye sahip olmayı vaat etmektedir.
