Синтез изображений земных покровов в оптическом и миллиметровом диапазонах волн тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ
|
Потапов, Александр Алексеевич
АВТОР
|
||||
|
доктора физико-математических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Москва
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
1994
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.04.03
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
Г Б ОД РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК
ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ 2 [□{ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ
На правах рукописи
Потапов Александр Алексеевич
СИНТЕЗ ИЗОБРАЖЕНИЙ ЗЕМНЫХ
ПОКРОВОВ В ОПТИЧЕСКОМ И МИЛЛИМЕТРОВОМ ДИАПАЗОНАХ ВОЛН
(01.04.03 - радиофизика)
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук
Москва - 1994
Работа выполнена в ордена Трудового Красного Знамени Институте радиотехники и электроники РАН (г.Москва)
Официальные оппоненты: - доктор технических наук профессор
Кулемин Г.П.,
• *
- доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник Ркига О.Н.,
- доктор физико-математических наук профессор Фукс И.М.
Ведущая организация: Научно-производственное объединение "Алмаз"
(г.Москва)
Защита диссертации состоится 14 октября 1994 г. в 10-00 часов на заседании Специализированного совета Д 002.74.02 при Институте радиотехники и электроники РАН по адресу: 103907, Москва, ГСП-3, ул.Моховая, дом II.
С диссертацией мокно ознакомиться в библиотеке ИРЭ РАН.
Автореферат разослан
Ученый секретарь Специализированного совета кандидат технических наук
М.Г.Голубцов
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. В последнее время при решении многих научных и практических, задач дистанционного зондирования земной поверхности широко применяются наряду с традиционными оптическими и радиофизические метода наблюдений в сверхвысокочастотном диапазоне радиоволн. Миллиметровые волны (ММВ) обладают рядом преимуществ по сравнению с сантиметровыми и оптическими волнами.
Освоение диапазона ММВ для повышения эффективности систем дистанционного зондирования и мониторинга окружающей среды [28, 611, радиолокации [8], радиовидения [32], навигации 122, 27, 28] и радиосвязи потребовало развития исследований взаимодействия этих волн с земными покровами.
Во всем мире, несмотря на сложность, длительность и трудоемкость, проводятся работы по экспериментальным исследованиям рассеяния ММВ земной поверхностью. Результаты экспериментов отличаются в ряде случаев большим разбросом, связанным с различиями в аппаратуре, методиках, и они трудносопоставимы.
Существенной новизной информационного содержания обладают радиолокационные изображения (РЛИ) местности, которые можно интерпретировать как карту удельной эффективной площади рассеяния (ЭПР) о . В общем случае анализ РЛИ требует применения пространственно-временной обработки отраженных электромагнитных волн. В настоящее время теоретически наиболее обоснованы модели рассеяния монохроматических волн на статистически неровной поверхности.
В существующей теории отсутствует учет влияния хаотического покрова на пространственно-временные и пространственно-частотные ха-
рактеристики немонохроматиче ских полей ММВ в трехмерном случае. Не учтены эффекты частотной декорреляции ММВ, рассеянных неровной поверхностью, что особенно актуально в случае применения сложных сигналов.
Результатом обработки изображений являются .тематические детальные цифровые радиолокационные карты (ДЦРК) местности. Они позволяют представить радиолокационную информацию в виде, удобном для дальнейшего анализа результатов дистанционного зондирования.
Крайне актуальны исследования по синтезу ДЦРК, позволяющие прогнозировать их информативность. В настоящее время методики синтеза радиолокационных карт мало изучены. Они не обеспечены репрезентативным набором данных о статистике удельных ЭПР. Существующие теоретические работы ограничиваются обычно вопросами синтеза гауссовских или равномерно распределенных полей. В то же время плотности вероятностей яркости реальных изображений земной поверхности такими не являются.
Для повышения достоверности интерпретации данных дистанционного зондирования необходимо комплексирование радиолокационных и оптических изображений. Это увеличивает эффективность обнаружения, распознавания и классификации на основе выбора вектора информативных и устойчивых признаков (так называемых сигнатур). Радиолокационные сигнатуры включают в себя временные, спектральные и поляризационные особенности отраженного сигнала. Применение оптических и радиолокационных изображений земной поверхности позволяет дополнить вти традиционные признаки новыми, весьма существенными, позволяющими уменьшить перекрытие сигнатур.
Для изображений характерны признаки, основанные на выделении пространственных частот, применении структурного подхода и измерении
статистических характеристик урошей интенсивности. К последним относятся текстурные признаки, привлекающие к себе самое пристальное внимание. Следует отметить, что этап становления основных понятий и концепций в текстурном анализе и синтезе еще далек от завершения, хотя 'гасло публикаций по этому Еопросу непрерывно растет. Однако большинство оригинальных работ носит все-таки локальный характер.
Пространственной организации элементов яркости в пределах некоторого участка изображения земной поверхности можно сопоставить соответствующие изменения о^. Поэтому при исследовании процесса рассеяния радиоволн земными покровами и их последующей идентификацией необходимо проводить совместный анализ обоих указанных аспектов.
В литературе практически нет сведений о таких исследованиях, особенно в диапазоне ШИВ, хотя отдельные вопросы и рассмотрены. Продолжительное время работы автора в области исследования РЖ земных покровоЕ в миллиметровом диапазоне радиоволн с использованием текстурной информации фактически были единственными. Необходимость более глубокого и всестороннего изучения данных вопросов определили направленность работ автора. Тают образом, научное и практическое значение решения проблемы, которая рассмотрена в работе, характеризует актуальность исследований, выполненных в диссертации.
Целью Работы являлось теоретическое и экспериментальное исследование закономерностей рассеяния ММВ земной поверхностью в различной метеорологической обстановке и создание комплексной радиофизической модели формирования радиолокационной карты неоднородней местности на осное*? синтеза изображений зекных покровов в оптическом и мидгвдаетропом Лйэдагонзх волн. Для этого необходимо было решать елддук'лц'^ основные ¿'-.'Луш:
- гг.г.г-,1 г, модель р''сс*яния »г-лулировэннах о-:-
диоволн хаотическим покровом без растительности и на ее основе получить количественные оценки влияния подстилающей поверхности на характеристики сигнала;
- провести комплекс долговременных физических исследований отражающих характеристик земных покровов в крайних точках миллиметрового диапазона радиоволн;
- исследовать на основе полученных изображений характерных типов земных покровов в оптическом и миллиметровом диапазонах волн ансамбли текстурных и пространственных корреляционно-спектральных признаков с проведением кластеризации в признаковом пространстве для выявления наиболее информативных текстурных признаков;
- экспериментально исследовать новый класс признаков, основанный на тонкой структуре отраженных импульсных сигналов миллиметрового диапазона радиоволн и позволяющий улучшать идентификацию земных покровов;
- разработать методики обнаружения детерминированных протяженных объектов и их контуров на реальных оптических и радиолокационных изображениях земной поверхности и провести исследования их потенциальных возможностей при малых отношениях сигнал/фон;
- синтезировать оптические и радиолокационные изображения земных покровов с апробированием нескольких алгоритмов совмещения с целью создания комплексной радиофизической модели Формирования радиолокационной карты неоднородной местности.
Решение этих задач и составляет содержание диссертации.
Выполненные в диссертации теоретические и экспериментальные исследования рассеяния миллиметровых радиоволн земными покровами отличаются от предшествующих исследований в этой области следующими защищаемыми положениями, определяющими научную новизну:
1) развитием теоретических представлений о процессе рассеяния радиоволн хаотическим покровом без растительности в трехмерном случае, отличавшихся от известных использованием обобщенного пространственно-временного коррелятора полей обратного рассеяния и частотной функции когерентности с учетом корреляции наклонов неровностей [3, 9, II-I3, 16, 17, 31, 39, 41, 44, 56, 61];
2) анализом и интерпретацией новых экспериментальных данных о пространственно-временных характеристиках рассеяния земных покровов на длинах волн 2,2 мм [I, 2, 4-7, 10, 43, 50, 61] и 8,6 мм III, 14, 37 , 39, 45 , 58, 611 в разнообразных метеоусловиях [35 , 48 , 611, впервые позволившие автору исследовать законы распределения удельных ЭПР, ширину спектра, времена и интервалы корреляции флуктуаций интенсивности ММВ;
3) обоснованием и экспериментальным исследованием нового универсального класса признаков, использующих тонкую структуру отраженных импульсных сигналов ММВ [39, 44, 61, 651;
4) анализом методик формирования РШ земной поверхности с помощью простых и сложных фазоманипулированных сигналов большой базы (>10б) при оценке текстурной информации в них и исследованием вклада пространственно-временного распределения гидрометеорных образований на характеристики изображений в диапазоне миллиметровых радиоволн [24, 29, 31, 46, 54, 57-61, 63];
5) постановкой и решением задач расчета впервые полных ансамблей текстурных и пространственных корреляционно-спектральных признаков изображений реальных земных покровов в оптическом и миллиметровом диапазонах длин волн с целью выделения кластеров для понижения размерности признакового пространства [15, 18-20, 23, 25, 33, 34, 37, 40, 42, 53, 55, 61, 62, 641;
6) разработкой новых методик обнаружения различных детерминированных протяженных объектов и их контуров на реальных оптических и радиолокационных изображениях земной поверхности и исследованиями их потенциальных возможностей при малых отношениях сигнал/фон [21, 36, 47, 49, 51, 55, 611;
7) впервые проведенным решением задачи синтеза оптических и радиолокационных изображений земных покровов с введением этапа преобразования гистограмм яркости при различных порядках корреляционной связи и проверкой адекватности синтезированных и реальных изображений [20, 21, 23, 25, 26, 30, 37, 51, 611;
8) созданием новой обобщенной комплексной радиофизической модели формирования радиолокационной карты неоднородной местности, включающей в себя как метода стохастического авторегрессионного синтеза изображений, так и информацию о поле удельных ЗПР, и позволяющей более полно учитывать пространственно-неоднородные характеристики земной поверхности [37, 61].
Достоверность результатов работы подтвервдается тщательностью выполненных исследований, согласием теоретических и экспериментальных результатов с данными, известными из литературы по этому вопросу. Работы по основным разделам диссертации неоднократно цитировались как в отечественной, так и в зарубежной научной печати.
Научная значимость и практическая ценность работы заключается в следующем.
I. Предложенная модель рассеяния радиоволн хаотическим покровом без растительности с использованием обобщенного пространственно-временного коррелятора позволила, во-первых, провести анализ частотной функции когерентности в трехмерном случае с учетом диаграмма направленности антенны и полосы когерентности радиолокационного
канала дистанционного зондирования; , определить потенци-
альную точность оценок высоты полета л-зтг.пльного аппарата и характерных размеров неровностей. Полученные соотношения позволяют конкретизировать интегральные выражения обобщенных функций неопределенности, ядром которых является частотная функция когерентности.
2. Изучены и обобщены на основе обширного экспериментального материала удельные ЭПР земной поверхности и их вариации, радиолокационные контрасты, законы распределения удельных ЭПР, ширина спектра, времена и интервалы корреляции флуктуаций интенсивности ММВ.
3. Получены новые данные о структуре импульсных сигналов миллиметрового диапазона волн, отраженных земной поверхностью. Установлено, что при условии выделения средней формы импульса можно сформировать на основе выборки стационарных внутриимпульсных амплитудных флуктуаций новый универсальный класс признаков, использующих тонкую структуру сигнала.
4. Определены ансамбли текстурных и пространственных корреляционно-спектральных признаков изображений реальных земных покровов в оптическом и миллиметровом диапазонах длин волн с последующей кластеризацией для понижения размерности признакового пространства.
5. Предложены и разработаны методики обнаружения различных детерминированных протяженных объектов и их контуров на реальных оптических и радиолокационных изображениях эемной поверхности при малых отношениях сигнал/фон.
6. Предложена и разработана обобщенная комплексная радиофизическая модель формирования радиолокационной карты неоднородной местности. Все блоки модели были проверены по имеющимся экспериментальным данным, что позволило синтезировать контурные и полутоновые на длине волны 8,6 мм карты района проведения экспериментов.
Полученные в работе результаты необходимы при проектировании радиосистем различного назначения для оценок точности и надежности их работы, определения оптимальных характеристик, дальности действия и т.п. Эти результаты могут использоваться также при дистанционных радиофизических исследованиях окружающей среды активными методами. Помимо указанных выше приложений обширный экспериментальный массив (банк) данных полезен для получения эмпирических закономерностей и подробного сопоставления с существующими теориями прямых и обратных задач.
Реализация результатов работы заключается в передаче заинтересованным организациям на базе научных решений конкретных методик и разработанных методов. Эти результаты нашли применение в ряде организаций промышленности. Имеются четыре акта о внедрении результатов, полученных в диссертационной работе, в ЛНИРТИ, КБТМ, НПО "Алмаз", НИШС.
Апробация результатов. Основные результаты исследований, изложенные в диссертации, докладывались на Ш (Горький, 1980) [I] и IV (Харьков, 1984) Всесоюзных симпозиумах по миллиметровым и субмиллиметровым волнам, на XIV (Ленинград, 1984) [?], XV (Алма-Ата, 1987), XVI (Харьков, 1990) [45] и XVII (Ульяновск, 1993) [ 631 Всесоюзных конференциях по распространению радиоволн, на I (Москва, 1982) [4], П (Фрунзе, 1986) [12], Ш (Харьков, 1989) [351 и IV (Нижний Новгород, 1991) [52, 53] Всесоюзных школах-симпозиумах по распространению миллиметровых и суСмиллотетровых волн в атмосфере, на П Всесоюзной научно-технической конференции "Развитие теории и техники сложных сигналов" (Севастополь, 1983) [31, на IX (Киев, 1985) [9], X (Львов, 1988) [20, 21] Всесоюзных и Международной (Киев, 1992) [56, 57] научно-технических конференциях "Статистические методы в теории пере-
дачи и преобразования информационных сигналов", на Всесоюзном научно-техническом симпозиуме "Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств" (Харьков, 1986) ПО], на Всесоюзной конференции "Статистические методы обработки данных дистанционного зондирования окружающей среды" (Рига, 1£'В6) [14], на Региональной конференции "Обработка изображений и дистанционные исследования - ОИДИ-87" (Новосибирск, 1987) [15], на Ш Всесоюзной конференции "Методы и средства обработки сложной графической информации" (Горький, 1988) [19], на I (ПереслаЕль-Залесский, 1988) [23] и П (Минск, 1990) Всесоюзных конференциях по искусственному интеллекту, на XI Всесоюзном научно-техническом семинаре секции "Теория информации" ЦП ВНТО РЭС имени А.С.Попова "Статистический синтез и анализ информационных систем" (Ульяновск, 1989) [29], на П Всесоюзной научно-технической конференции "Теория и техника пространственно-временной обработки сигналов (Свердловск, 1989) [30, 31], на IV Всесоюзной конференции "Математические методы распознавания образов" (Рига, 1989) [36, 371, на I (Ереван, 1990) [4IJ и П (Муром, 1992) [60] Всесоюзных конференциях "Применение дистанционных радиофизических методов в исследованиях природной среды", на Всесоюзном совещании по приземному распространению радиоволн и электромагнитной совместимости (Улан-Удэ, 1990) [431, на X Юбилейном Всесоюзном симпозиуме по дифракции и распространению волн "Волны и дифракция-90" (Винница, 1990) [44], на Всесоюзной конференции "Дистанционное зондирование агропочвенных и водных ресурсов" (Барнаул, 1990) [46], на I Всесоюзной конференции "Физика и конверсия" (Калининград, 1991) [51], на П Республиканском семинаре "Проблемы создания систем обработки, анализа и распознавания изображений" (Ташкент, 1989) [33, 34], на Научно-технической конференции "Биомедицинское и экологическое приборостроение: наука,
промышленность, раккс" 19Ь2) 150], на Научно-техническом
сек-шаре "Распрю грзкеаг г а дл$рзж:л электромагнитных волн в неоднородных средах" (С?.х..ч-лгсч, 1992) [59], на X Выездном научно-техническом семинаре csica-::: ''1еорня информации" ЦП НТОРЭС им.А.С.Попова на тему "Актуальные проблем статистического синтеза и анализа информационных систем и их роль в ускорении научно-технического прогресса" (Ленинград, 1987) [16], на Международном симпозиуме по электромагнитной теории (Будапешт, 1988) [13], на X, ХП и XIV Московских городских научно-технических конференциях, посвященных Дню радио (Москва, 1984, 1936, 1988) [5, 6, 17, 18], на Научно-технической конференции "Формирование сложных сигналов" (Суздаль, 1988) [24], на семинарах отдела распространения радиоволн им.академика Б.А.Введенского и семинарах "Исследование окружающей среды радиофизическими методам'/' ИРЭ РАН, на научно-исследовательском семинаре секции "Информатика" Научного совета РАН по комплексной проблеме "Кибернетика". Основные результаты по теме диссертации опубликованы автором в 63 статьях и трудах симпозиумов и конференций, а также в 1 препринте [25] и в одной журнальной монографии из 7 выпусков [61], и приведены в диссертации отдельным списком в хронологическом порядке [1-651. Все работы выполнены и опубликованы с 1980 по 1994 гг.
Диссертация состоит из введения, 9 глав, 4Q подразделов, заключения, двух списков литературы (авторской и цитируемой), 4 приложений и содержит 255 страниц текста, 41 таблицу на 48 страницах, 103 рисунка на 101 странице, список цитируемой литературы из 348 наименований на 25 страницах и авторский - на 7 страницах. Общий объем работы - 436 страниц.
На защиту выносятся следующие основные результаты исследований автора.
1. Разработанная с использованием обобщенного пространственно-временного коррелятора и частотной функции когерентности физическая модель, описывающая рассеяние радиоволн хаотическим покровом с крупномасштабными неровностями. Модель дает возможность аналитической оценки частотной функции когерентности с учетом диаграммы направленности антенны, полосы когерентности радиолокационного канала дистанционного зондирования, характеристик отраженных сигналов, обобщенных функций неопределенности, потенциальной точности определения высоты полета летательного аппарата и характерных размеров нероЕно-стей.
2. Банк данных, содержащих пространственно-временные характеристики рассеяния земных покровов, законы распределения удельных ЭПР, энергетические спектры и функции корреляции флуктуаций интенсивности ММВ с учетом их сезонных и угловых вариаций, созданный путем анализа и обработки результатов экспериментальных исследований на длинах волн 2,2 и 8,6 мм, и позволяющий учитывать географические особенности местности при проектировании разнообразных систем формирования изображений.
3. Разработанный по результатам экспериментов ноеый универсальный класс признаков на основе тошгой структуры рассеянных, земной поверхностью импульсных сигналов ММВ. Алгоритм определения признаков включает в себя статистическую обработку стационарных внутршсм-пульсннх амплитудных флуктуация и сравнительно просто реализуется на практике. Совестное использование таких признаков радиолокационного контрйстч снижает вероятность ошибки распознаванля земных покроЕов.
4. ?а?ьи'гие методов г-:н?ин»зя пространственной структуры ко\::г-лекгироьс1ННЫл язобрчу.ений эдик-Я поверхности с нчг&уссс-вскоЛ с.-1: а-
стикой в оптическом и миллиметровом диапазонах волн, состоящее в количественной оценке полных ансамблей текстурных и пространственных корреляционно-спектральных признаков, в кластеризации и выявлении наиболее информативных признаков, в разработке новых методик обнаружения различных детерминированных протяженных объектов и их контуров при малых отношениях сигнал/фон. Одномерные области существования текстурных признаков РЛИ почти полностью вкладываются в соответствующие области признаков оптических изображений. Это позволяет прогнозировать текстурные признаки изображений в диапазоне ММВ по оптическим изображениям.
5. Обобщенная комплексная радиофизическая модель формирования радаолокационной карты неоднородной местности, включающая в себя как методы стохастического авторегрессионного синтеза изображений, так и информацию о поле удельных ЭПР земных покровов.
Совокупность сформулированных и обоснованных в диссертации положений представляет собой основу нового развивающегося направления радиофизических исследований - изучение физических основ рассеяния радиоволн земной поверхностью с учетом ее пространственно-неоднородных характеристик.
Личный вклад автора заключается в выборе направления исследований, в формулировке и постановке задач, в проведении теоретических исследований и расчетов, в участии при создании ряда измерительных комплексов, в разработке методик и программ экспериментов, в руководстве и непосредственном участии в измерениях в натурных и лабораторных условиях, в обработке полученных данных и их последующей интерпретации, а также в создании обобщенной комплексной радиофизической модели формирования радиолокационной карты неоднородной местности.
— —
Часть исследований рассеяния ММВ земными покровами была выполнена с помощью комплексов измерительной аппаратуры, разработанных специалистами из ЦНШАГ, НПО "Алмаз", ЦНШМ, принимавшими непосредственное участие в экспериментах.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована цель исследований, приведены результаты исследований, обладающие существенной научной новизной, и результаты, характеризующие научную и практическую ценность работы, представлены основные защищаемые положения и изложено краткое содержание диссертации. В первых трех главах с учетом специфики диссертации кратко описываются существующие теоретические модели дифракции монохроматических радиоволн на хаотической поверхности, и рассмотрена новая, предложенная автором, модель рассеяния модулированных радиоволн. Главы с четвертой по седьмую посвящены экспериментальным результатам, полученным автором и при его участии, и интерпретации этих результатов с целью определения энергетических и текстурных признаков характерных земных покровов в оптическом и миллиметровом диапазонах волн. Восьмая и девятая главы содержат описание отдельных частей предлагаемой комплексной радиофизической модели формирования радиолокационной карты неоднородной местности.
Первая глава посвящена общему описанию современных радиофизических моделей рассеяния монохроматических радиоволн земной поверхностью с разными масштабами шероховатости (подраздел 1.1) и растительностью (подраздел 1.2). В них кратко описаны физико-математические закономерности, лежащие в основе различных приближений, и
- lb -
приведены основные исходные соотношения для расчетов характеристик рассеяния радиоволн.
Отмечается, что аналитические подхода справедливы для идеализированной поверхности с заданным распределением высот неровностей, конечного интервала углов падения электромагнитной волны и малости ряда параметров. Альтернативным подходом является метод машинного вероятностного моделирования процесса рассеяния или метод Монте-Карло. В подразделе 1.3 приведены результаты расчета индикатрис рассеяния ММВ синтезированной и реальной земной поверхностью. Все теоретические результаты (подразделы I.I - 1.3) иллюстрируются характерными экспериментальными данными, полученными для диапазона ММВ при различных поляризациях падающей и отраженной волн. Следует отметить, что автором по результатам анализа более трехсот публикаций проведена систематизация обширных экспериментальных результатов по рассеянию ММВ земной поверхностью в разнообразных метеорологических условиях [8, 61].
В подразделе 1.4 подробно изложены обобщенные электродинамические и статистические характеристики различных реальных земных покровов. Отмечается необходимость дальнейшей детализации и углубления знаний о закономерностях рассеяния ММВ с учетом структуры природного рельефа.
В подразделе 1.5 сформулированы основные задачи и направления исследований по использованию текстурной информации при анализе РЖ земной поверхности. Рассмотрено семейство из 28 текстурных признаков, определяемое матрицей распределения градиентов. Приведены данные о новой системе из 28 текстурных признаков в области пространственных частот. Показано значительное увеличение точности классификации земных покровов при использовании конечного числа тек-
стурных признаков. Отмечается, что вопросы информативности всех текстурных признаков еще не исследованы, особенно, в диапазоне ММВ.
Материалы, изложенные в этой главе, используются в последующих разделах диссертационной работы.
Во второй главе изложены основные положения теории рассеяния модулированных радиоволн поверхностью с крупномасштабными неровностями. Отмечается, что в связи с возрастанием множества видов информационных сигналов, а также стремлением эффективнее использовать их пространственно-временную структуру, необходима соответствующая классификация характеристик элктромагнитного поля рассеяния. В подразделе 2.1 рассмотрены вероятностные характеристики сигналов. Применительно к целям диссертационной работы автором систематизированы известные в общем виде признаки, и предложены новые на основе тонкой структуры сигналов, отраженных земными покровами. Представленная классификация статистических характеристик РЛИ в диапазонах миллиметровых и оптических волн включает два взаимосвязанных уровня описания: одномерный и двумерный. При рассмотрении процесса рассеяния модулированных радиоволн с позиций теории систем и линейной фильтрации эффективны обобщенные частотные характеристики и функции неопределенности, а также частотные функции когерентности. Основной вырод из этого анализа заключается б том, что функциональное описание системных характеристик, являющихся основой для предложенной модели тг^сс^яния, наименее проработано в литературе.
Ь подразделе 2.2 проводится анализ закономерностей формирования пространственно-временной структуры поля СВЧ-диапазона, рассеянного "ог^рхкость» с крудаоуясгт>*нн»ги неровностями. Этот анализ !!*"'•;Г'Олид при условии факториями» 1 (т - длительность им-
пульса или величина, обратная ширине спектра сигнала, 1о - несущая
частота, - ширина диаграммы направленности антенны) предложить
модель рассеяния радиоволн в виде
1
2%
где Г(ы) - спектр модулированного колебания, Е (ш, ? ) - поле отра-
Еа(*, го) = / Р(ш) ЕЛ(ш, го) е'±и* бш.
женной монохроматической волны частотой шо, г - радиус-вектор точки наблюдения.
Расположение ММВ в электромагнитном спектре рядом с оптическим диапазоном указывает на целесообразность применения при наховдении Е, (со, г ) интегральных представлений фурье-оптики с привлечением методов теории систем для описания процесса рассеяния как линейного преобразования. В случае малых углов падения 0 « 1 при почти вертикальном зондировании полученные соотношения для Ед (ш, го) совпадают с результатами других авторов.
В подразделе 2.3 с учетом того, что гармоническая функция является собственной функцией линейной системы, на основе полученных результатов определяется обобщенная частотная характеристика радиолокационного канала зондирования К (и, 1;, г). Теоретический анализ показал, что с увеличением размеров неровностей, угла падения и при уменьшении ширины диаграммы направленности, происходит спад обобщенной амплитудно-частотной характеристики радиолокационного канала зондирования. Затем исследуется предложенный автором обобщенный коррелятор Ф (к1 , г1 ) полей обратного рассеяния, наблюдаэмых в двух точках пространства в различные моменты времени (Приложения 1 и 2 к диссертации). Решение проведено для трехмерной задачи рассеяния с учетом ширины диаграммы направленности антенны и коррелята. тангенсов углов наклона неровностей /с^Г и -/ <'л^> .
- 1У -
В подразделе 2.4 на основе полученного выражения для 0 (к. ?1 ) выполнен.теоретический анализ пространственных Функций корреляций поля обратного рассеяния. Сопоставление полученных результатов с рядом работ других авторов показало их непротиворечивость и сходство, что обосновывает справедливость основных теоретических представлений при определении обобщенного коррелятора полей обратного рассеяния.
В подразделе 2.5 представлены результаты исследований частотных функций когерентности Ф (Дк) полей рассеянных земными покровами (А к = к2 - к ). Предложенная модель позволяет описывать функциональные зависимости Ф (Лк) при различной ширине диаграммы направленности антенны с учетом корреляции наклонов поверхности. Показано существенное влияние корреляции наклонов поверхности на значение Ф (ДГ), где Д Г = - ^. Установлено, что Есегда при изменении величины Н от 0 до 1, ширина полосы когерентности радг.о-локационного канала зондирования возрастает. С увеличением гнриш диаграммы направленности антенны наблюдается сильная частотная ¿е-корреляция сигналов. При остронаправленных антеннах зэеисиу
<5 (АХ) от статистических характеристик земной поверхности югап не учитывать. В противоположном случае больших 0 частотная функция когерентности шлей обратного рассеяния определяется в основной хт.рчк-тетяшма наклонами неровностей поверхности. С уменьшением ьеякчинь И , '-I также с увеличением высоты полета, ширины диаграммы нчяраь-лвкности антенны и угла зоядиоования, значение частотной >^урк'л?'л :<••>!дпентнооти уменьшается.
Б третьей главе содержатся результаты практического применения ггаел.'ожеьгной на основе частотою!* фуккпки когег^ нтносги моде .та
г: -олн хаотической поверхность?). ТТоло^зле.ч '■■Л посг - -
вопросу теоретического анализа полосы когерентности ЛГК радиолокационного канала дистанционного зондирования земных покровов. -Показано, что А!к записывается через интегральное представление функции Макдональда нулевого порвдка с аргументом, зависящим от статистических характеристик неровной поверхности и от 0Д. Выявлено резкое уменьшение полосы когерентности с увеличением ширины диаграммы направленности антенны. С изменением 6А в 10 раз АГК уменьшается на два порядка для квазигладких поверхностей и примерно на один порядок для поверхностей с развитой шероховатостью. Установлена инвариантность полосы когерентности относительно наклонов поверхности в случав узких диаграмм направленности, удовлетворяицих условию 0Д « « -/ <72> /1 + соз28 соагб. Цри обратном соотношении полоса когерентности зависит от величины наклонов крупномасштабных неровностей. С уменьшением значения наклонов неровностей АГК увеличивается. Почти линейное уменьшение А1к с ростом высоты зондирования 2 наблюдается в случае широких диаграмм направленности 0А- Наиболее высокое значение полосы когерентности имеет место при вертикальном зондировании. Более плавный характер уменьшения АГК с ростом угла падения 8 наблюдается при узких диаграммах направленности. Полученные закономерности носят универсальный характер.
В подразделе 3.2 количественно подтверждено применение модуля и фазовой характеристики частотной функции когерентности для прецизионной оценки высоты полета и величины крупномасштабных неровностей. Выполненные расчеты показывают, что погрешности измерения указанных величин возрастают цри больших углах зондирования и широких диаграммах направленности антенны. Методы измерения с использованием модуля и фазовой характеристики Фц конкурентно способны с обнчяыми короткоимпульсными методами. Если при импульсном зондиро-
вании необходимы широкополосные системы высокой мощности, то двухча-стотные системы, раОотагацие в квазинепрерывном режиме, должны иметь малую ширину луча антенны и сравнительно узкую полосу пропускания.
В подразделе 3.3 на основе предложенного в работе подхода рассмотрена обобщенная функция неопределенности и мера помехоустойчивости при локации земной поверхности. Обобщенная функция неопределенности переходит в классическую в случае приближения отражающих свойств участка поверхности к свойствам точечного отражателя при увеличении интервалов корреляции по частоте и времени. В ранее выполненных работах ядро интегральных выражений обобщенной функции неопределенности <|х (Л, г)|г> имело преимущественно вид различных аппроксимационных приближений для координат "доплеровская частота -П" и "задержка - т". В диссертационной работе на основе предложенной автором модели рассеяния впервые получено аналитическое выражение ядра интегрального представления обобщенной функции неопределенности для всего диапазона коэффициента корреляции И наклонов крупномасштабных неровностей (Приложение 3). На основе полученных результатов можно производить выбор параметров антенны, модуляции зондирующего сигнала, характеристик обнаружения и меры помехоустойчивости при заданных статистических характеристиках поверхности. Использование частотной функции когерентности позволяет получать более общие решения, которые хорошо согласуются с известными.
Подраздел 3.4 посвящен вопросам применения частотной функции когерентности для описания влияний неровностей поверхности на интенсивность и длительность рассеянных сигналов с различными огибающими. Численные эксперименты показали, что определяющее влияние на длительность отраженного сигнала оказывает ширина диаграммы направленное т антенны и среднеквадратичная высота неровностей поверхно-
сти. С увеличением угла падения интенсивность рассеянного сигнала падает, фронты сглаживаются, длительность его возрастает.
Четвертая глава посвящена описанию методик и ряду измерительных комплексов с простыми и сложными сигналами, с помощью которых при непосредственном участии автора проводились натурные эксперименты по рассеянию ММВ земными покровами, а также по формированию их изображений. В подразделе 4.1 кратко описана приемно-таредаицая аппаратура на длинах волн 2,2 и 8,6 мм. Макет РЛС с длиной волны 2,2 мм и круговой поляризацией излучения использовался в наземных экспериментах [1, 2, 48, 50]. Исследование обратного рассеяния на длине волны 8,6 мм с одновременным изучением структуры отраженного земными покровами импульсного сигнала проводилось совместно с представителями ЦНИИАГ с борта вертолета на двух видах линейной поляризации [11, 39, 65]. Продолжительные измерения рассеивающих характеристик земных покровов на длине волны 8,6 мм проводились также на другом полигоне с борта летной лаборатории, созданной специалистами НПО "Алмаз" при непосредственном участии автора. Кроме того, автор диссертации участвовал в разработке методик и программ проведения экспериментов [45, 54, 61].
В подразделе 4.2 рассмотрены уникальные когерентные радиофизические цифровые измерительные комплексы со слокным фазоманипулиро-ванным (ФМ) сигналом большой базы [24, 31, 54, 59, 60, 63]. Автор диссертации совместно с представителями НПО "Алмаз" участвовал в разработке комплекса путем создания алгоритмических методов извлечения радиофизической информации из отраженного радиолокационного сложного сигнала и в проведемте натурных экспериментов. В первом варианте аппаратуры использовался одночастотный режим, во втором -двухчастотный на длинах волн 8,6 и 20 мм. Данные комплексы работают
в квазинепрерывном режиме с длительностью парциальных импульсов не более 50 не, базой более 217-1, пиковой мощностью от единиц до десятков милливатт и параллельным анализом 20 элементов дистанции. В диссертационной работе приведены результаты эспериментальных исследований удельных ЭПР земных покровов и характерные примеры РЖ неоднородной местности, полученные с борта вертолета данной системой в ночное время суток. Также впервые были произведены серии измерений ЭПР человека на волне 20 мм (о » 0,6...1,1 мг) и 8,6 мм (0,7...1,2 м") при вертикальной поляризации.
В подразделе 4.3 содержится описание аппаратуры формирования изображений земных покровов одновременно в оптическом и миллиметровом (длина волны 8,6 мм) диапазонах с помощью простого и слокного сигналов 137, 40, 49, 62, 641. Эксперименты проводились совместно с НПО "Алмаз" в различное время года. Дается описание методик подготовки полученных изображений земной поверхности для дальнейшего анализа их текстурных и пространственных корреляционно-спектральных признаков. Автором совместно с представителями ЦНИИХМ были тага» выполнены исследования по формированию радиояркостных изображений земных покровов на длине волны 3,5 мм с помощью автоматизированного измерительного радиометрического комплекса [35]. Таким образом, в диссертационной работе приведены результаты исследований земных покровов и их изображений во всех окнах прозрачности миллиметрового диапазона радиоволн.
В подразделе 4.4 рассмотрены метода калибровки измерительных систем, функционирующих в наземных и бортовых режимах. В подразделе 4,5 сформулированы цели проведения экспериментов и оцениваемые по полученным данным радиофизические величины.
В пятой главе содержатся результаты экспериментов и проводится
их интерпретация. Подраздел 5.1 посвящен моделированию спектральных и корреляционных характеристик радиоволн, отраженных растительностью, и анализу экспериментальных данных в коротковолновой (X = 2,2 мм) части миллиметрового диапазона. В основу модели были положены представления растительного покрова в виде ансамбля хаотически колеблющихся рассеивателей. Форма спектра имеет вид степенной зависимости от частоты. При скорости ветра не более 7 м/с ширина спектра достигает величины в несколько сотен герц. Впервые изучена на волне 2,2 мм пространственно-временная структура обратно рассеянного поля над растительным покровом. Показано, что при увеличении угла падения 6 от О до 80° и средней скорости ветра <7В> = 3 м/с средняя глубина хаотической модуляции интенсивности отраженного сигнала изменяется от 0,1 до 0,6, а время корреляции флуктуаций интенсивности уменьшается с 0,5 с до 0,05 с.
В подразделе 5.2 приведены результаты экспериментальных исследований на X = 2,2 мм удельных ЭПР характерных земных покровов. Установлено, что удельная ЭПР о^ песчаной поверхности при изменении 6 от 0 до 80° изменяется на 20 дБ при влажности грунта 10 %. Представлены результаты измерений о^ естественных и антропогенных покровов и покрытий в области малых и больших углов падения.
В подразделе 5.3 на основе экспериментальных данных анализируются различные модели угловой и частотной зависимости удельной ЭПР растительных покровов, что позволило расширить границы применения таких моделей до X = 2,2 мм при 0 = 0...80°. Установлено, что при увеличении угла падения от 0 до 80° величина о^ влажной травы монотонно изменяется от -10 до -27 дБ; соответственно для о^ сухой травы пределы равны -15...-30 дБ при Ув = 2...3 м/с. После дождя обратное отражение от травяного покрова возрастает на 5... 10 дБ при всех
значениях угла падения. Так как относительно закона распределения интенсивности отраженного растительностью сигнала коротких ММВ нет устоявшейся точки зрения из-за высокой априорной неопределенности, предлагается использовать параметрический подход. Экспериментальные результаты и выбранные метода позволили впервые использовать для описания законов распределения о^ растительных покровов семейство, распределений Джонсона во всем диапазоне углов визирования.
Подраздел 5.4 содернит результаты экспериментальных исследований обратного рассеяния земной поверхностью длинных (X = 8,6 мм) !МЗ. Для двух различных территорий Центральной части России получены диаграммы сезонных и долговременных 4-летних изменений средних удельных ЗПР примерно 30 категорий земных покровов при линейной поляризации излучения и углах падения 0...300. Выявлена сезонная цикличность изменения отражающих характеристик. Оценены относительные радиолокационные контрасты характерных земных покровов. В весенний период удельная ЭПР растительности возрастает примерно на 10...15 ДБ по сравнению с зимним. Установлено, что при вертикальном зондировании сезонные изменения хвойного леса имеют меньшие вариации (2.. ...4 дБ) по сравнению с лиственным лесом (15...20 дБ). Для открытого грунта экспериментальные оценки о^ сопоставлены с теоретическими значениями. Материалы, излокенные в этом подразделе, используются в последулцих разделах при разработке методики стохастического синтеза контурных и полутоновых радиолокационных карт местности.
В подразделе 5.5 содержатся сведения об экспериментально полученных статистических характеристиках удельных ЭПР земных покровов . на волне 8,6 мм. Установлено, что законы распределения удельной ЭПР лиственного леса в условиях развитой растительности описываются ре-леевской моделью, а для пашни имеет место бимодальный закон. Деталь-
ное изучение пространтвенно-временных статистических характеристик удельных ЭПР ряда земных покровов позволило установить, что интервал корреляции о^ антропогенных покровов меньше соответствующих значений для луга в 2...3 раза, для кустарника - в 2...4 раза, для хвойного леса - в 1,5...4 раза, для лиственного леса - в 2...12 раз и для поля - в 4...7 раз. Произведена аппроксимация коэффициентов корреляции локальных удельных ЭПР рассмотренных земных покровов.
Подраздел 5.6 содержит результаты экспериментальных исследований на длине волны 8,6 мм структуры импульсных сигналов, отраженных земной поверхностью. Впервые показано, что при условии-выделения средней формы импульса, можно сформировать на основе выборки стационарных внутриимпульсных амплитудных флуктуаций новый универальный класс признаков, использующих тонкую структуру сигнала [39, 65]. Контроль стационарности праведен методами напараметричвской статистики. Определены коэффициенты корреляции, спектральные плотности мощности, ширина спектра внутриимпульсных амплитудных флуктуаций импульсов ММВ, а также относительное уширение импульсов, определяемое величиной, обратной полосе когерентности. Установлено, что с погрешностью не более 10 %, уширение отраженных импульсов можно определять относительно импульса, рассеянного взлетно-посадочной полосой или водной поверхностью при малых скоростях ветра. Рассмотрены примеры распознавания с высокой точностью некоторых классов земных покровов по всем характеристикам тонкой структуры.
Завершается глава подразделом 5.7, где рассмотрено влияние атмосферных осадков на формирование РЖ земной поверхности в диапазоне ММВ. Синхронные измерения на 7. = 2,2 мм коэффициента ослабления 7 и удельной ЭПР 17 довдей позволили определить связывающие их эмпирические соотношения при интенсивности дождей не более 10 т/ч.
Анализ горизонтальных и вертикальных пространственных распределений осадков, полученных с помощью автоматизированного комплекса сбора, обработки и представления радиолокационной информации на базе метеорологического радиолокатора МРЛ-5 в ЦАО (г.Долгопрудный), позволил приближенно востановить поле 7 (г) и т) (г) на А. = 8,6 мм с цэльэ оценки суммарной удельной ЭПР системы земной покров - неоднородные осадки и определить предельные дальности обнаружения. Для системы земной покроЕ - слой осадков установлены граничные условия, позволяющие оценить и идентифицировать влияние гидрометеоров на РЛИ земной поверхности.
Шестая глава содержит результаты экспериментального анализа оптических и радиолокационных изображений на волне 8,5 мм в области пространственных частот. В подразделе 6.1 приведено описание лабораторных оптико-электронных корреляционных и спектральных двумерных анализаторов, которые были созданы в Воронежском государственном университете при участии автора. Описаны методики калибровки и масштабирования установок. Помимо воспроизведения двумерных функций, установки позволяют получать любые сечения таких функций.
В подразделе 6.2 содержатся результаты корреляционного анализа оптических и радиолокационных изображений характерных видов земных покровов. Эти покровы ранее (см. п.5.4) были исследованы нами в 4-летних экспериментах по определению их отражающих характеристик на X = 8,6 мм. Показано, что наиболее быстрое разрушение корреляционного максимума при углах взаимного поворота ф « 4°...7° наблюдается для изображений с мелкой структурой (поле, луг, лес). В случае изображений с ярко выраженной анизотропией наблюдается плавный спад коррелограмм с увеличением угла <р. Градиент спада возрастает с уменьшением геометрических размеров детерминированных объектов и
элементов текстуры.
Подраздел 6.3 посвящен экспериментальным оценкам спектральных характеристик земных покровов и детерминированных объектов по их изображениям в видимом и миллиметровом диапазонах волн. Произведено выделение характерных значений частот двухмерного энергетического спектра, которые можно рассматривать как подгруппу текстурных признаков в области пространственных частот. Показано, что РЖ растительных покровов имеют широкий спектр с преобладанием средних пространственных частот. По экстремумам фурье-спектров для изображений леса определены приблизительные размеры крон лиственных деревьев.
В седьмой главе изложены результаты исследования полного ансамбля текстурных признаков характерных почвенно-растительных земных покровов по их оптическим и радиолокационным изображениям на длине волны 8.6 мм, что сделано впервые. В подразделе 7.1 описана методика обработки экспериментальных изображений, Показано, что при расчете текстурных признаков следует применять окна размером от 20 * 20 до 80 * 80 элементов. Численные значения текстурных признаков при этом изменялись на 5...10 Ж.
Подраздел 7.2 содержит результаты сравнительного анализа текстурных признаков изображений земных покровов. Определение ансамбля текстурных признаков основано на описании текстуры изображе-
ния матрицей распределения градиентов Р, содержащей элементы р1;}, которые представляют собой совместную вероятность того, что два элемента изображения на расстоянии й друг от друга имеют интенсивности 1, ¡ей, где й = {1, 2, ..., Ш - множество квантованных значений яркости. Полный упорядоченный ансамбль текстурных признаков вместе с необходимыми пояснениями приведён в [40]. В тексте диссертации помещены значения усредненных текстурных признаков для иссле-
- ¿У -
дуемых оптических и радиолокационных изображений, а в Приложении 4 к диссертации - наборы признаков для 16 окон некоторых исследуемых изображений. Главный вывод сравнительного анализа признаков: одномерные области их существования для РЛИ в миллиметровом диапазоне волн (множество Ао) почти полностью вкладываются в соответствующие
областиВ признаков оптических изос&жений. Поэтому со значительной о
степенью достоверности множество Ао можно прогнозировать по множеству В .
л о
В подразделе 7.3 на основе различных алгоритмов решена задача классификации исследуемых изображений земной поверхности по их текстурным признакам. Определены признаки,обладающие минимальным размером кластера, и признаки, имеющие максимальное расстояние между кластерами. В результате были выявлены наиболее информативные текстурные признаки. Показано, что для оптических изображений моря, леса и песчаной поверхности пять признаков: Г5 - момент обратной разности, Тд - суммарная энтропия, Гд - энтропия, Гп - дифференциальная энтропия, 11Д - максимальный коэффициент корреляции - обладают наиболее компактными областями. Наиболее разнесенные кластеры для этих трех видов покрова образуют следующие признаки: 1 - дисперсия, Г7 - суммарная дисперсия, Гв, Г17 - дисперсия коэф|ициента-корреляции, Г25 - дисперсия дифференциальной энтропии. При этом точность классификации уменьшалась на 1...3 %, а время классификации сократилось в пять раз по сравнению со случаем использования полного ансамбля текстурных признаков. Для всех рассмотренных РЖ растительных покровов не перекрываются или почти не перекрываются одномерные области существования признаков: I - второй угловой момент, Т2 -контраст, г& - суммарное среднее, Г7, 1д, 1, Г1Д, Х2Д - разброс дифференциальной дисперсии. Наиболее компактны области сущест-
вования текстурных признаков 15 и 11Д/ Проведенные эксперименты продемонстрировали эффективность и общность рассмотренного подхода в задачах классификации земных покровов по их комплексированным изображениям на оптических и миллиметровых волнах.
Восьмая глава посвящена актуальным вопросам обнаружения малоразмерных и протяженных детерминированных объектов на фоне земной поверхности. Исследованы предложенные новые радиофизические алгоритмы обнаружения детерминированных объектов в изображениях, обеспечивающие работоспособность при отношениях сигнал/фон, близких к единице. В подразделе 8.1 на основании теоретических и экспериментальных данных анализируется возможность обнаружения при малых углах скольжения малоразмерных объектов. Установлено, что на длине волны 8,6 мм надежное радиолокационное обнаружение возможно во всем диапазоне углов скольжения 1°..Л5°. С помощью автоматизированного измеритель-наго комплекса на длине волны 3,5 мм. сформированы и исследованы аналоги радиоизображений - цифровые матрицы излучения неоднородной местности в различных погодных условиях, что позволило оценить ра-диояркостные контрасты различных земных покровов.
Подраздел 8.2 содержит результаты исследования потенциальных возможностей Еыделения и локализации объектов различных размеров на реальных оптических и радиолокационных изображениях с помощью дисперсионного метода 149]. В основе метода, использующего дисперсионное отношение Г0 = , лежит классический Г-критерий. Здесь о* г - выборочные дисперсии для двух множеств {сп> и Сст>. Результаты многочисленных экспериментов доказали принципиальную возможность функционирования алгоритма при малых отношениях сигнал/фон для изображений. Установлена связь размеров объекта и анализируемого фрагмента оптических и радиолокационных изображений для оптимально-
го обнаружения. Максимум 10 для РЖ наблюдается при размере объекта, равном 0,5 размерз исследуемого участка изображения. В случае оптических изображений величина Го максимальна при размере объекта, равном 0,75 размера участка изображения. В результате проведенных экспериментов также был предложен метод автоматизированного машинного исследования изображений с целью выявления их искажений по ансамблю текстурных признаков [511.
В подразделе 8.3 дисперсионный метод успешно применен к операции выделения контуров объектов при малых отношениях сигнал/фон [55]. Дается анализ эффективности метода при выделении контуров объектов различной формы.
Завершается глава подразделом 8.4, где предлагается метод выделения объектов с помощью линейно моделированных эталонов [213. Метод основан на сравнении участков изображения с синтезированным эталоном (см. п.9.1). Итоговое двумерное бинарное поле коэффициентов взаимной корреляции непосредственно фиксирует мзстоположение объекта в исходном изображении. Все предложенные методики представляют большой практический интерес в дистанционном зондировании при формировании малоконтрастных изображений земной поверхности.
Девятая глава содержит описание результатов по синтезу оптических и радиолокационных изображений земных покровов и примеры использования разработанной автором обобщенной комплексной радиофизической модели формирования радиолокационных карт неоднородной местности. В подразделе 9.1 решена задача стохастического авторегрессионного синтеза оптических и радиолокационных изображений естественных земных покроЕов, В общем случав задача синтеза изображений - это обратная задача. Для данного метода синтеза с использованием авторегрессионных рядов в виде
к
=151а11х-1 + ех
характерно малое число задаваемых параметров и небольшие затраты машинного времени. Здесь к - число предшествующих элементов яркости изображения, 1х и 11_1 - прогнозируемый и предшествующий элементы яркости соответственно, а± - весовые коэффициенты, е1 - последовательность независимых случайных переменных с гауссовским распределением и нулевым математическим ожиданием. Весовые коэффициенты а± определяются канонической системой уравнений Юла-Уокера с использованием экспериментальных коррелограмм реальных изображений. С учетом того, что плотности вероятностей яркости изображений земных покровов отличаются от гауссовских, в методику синтеза заложен важный этап, отличающий ее от известных, а именно: введена операция преобразования гистограмм яркости. Необходимые входные данные для синтеза изображений получены нами в главе 7. Впервые установлены с использованием полных ансамблей текстурных признаков размеры яркост-ного пространства и порядок авторегрессионных рядов для адекватного стохастического синтеза изображений. Показано, что с увеличением порядка корреляции области определения признаков сужаются. На практике достаточно использовать авторегрессианные ряды третьего порядка.
В подразделе 9.2 изучена физическая достоверность синтеза с помощью различных методов. В первом сопоставлялись гистограммы первого порядка, средние значения и дисперсии яркости. Степень достоверности синтеза составляла величину 85...90 %. Второй метод был осноезн на совмещении синтезированного изображения размером 20 » 20 элементов с изображением-прототипом размером 80 * 80 элементов при различных уровнях квантования яркости. Для классического корреляци-
- за -
онного алгоритма совмещения число уровней яркости незначительно 5 %) влияет на точность совмещения. Самым чувствительным к изменению числа уровней яркости является метод парных функций (« 60 %). Алгоритм с использованием метода абсолютной разности занимает промежуточное положение (» 25 %). Установлено, что характерное 'гасло уровней яркости РЛИ, а, следовательно, число градаций величин удельных ЭПР лежит в пределах 2...4. В третьем методе сопоставлялись ансамбли текстурных признаков синтезированных и реальных изображений земной поверхности. Кластеры для идентичных признаков практически всегда совпадают. В ряде случаев наблюдалась фильтрация статистического разброса и сглаживание тонкой структуры. Показана эффективность разработанного авторегрессионного синтеза изображений в оптическом и миллиметровом диапазонах еолн с учетом преобразования гистограмм яркости.
Подраздел 9.3 содержит некоторые идеи развития информационно-аксиоматической модели картографирования земной поверхности на основе накопленного автором научного и практического опыта в области радиофизического подхода к данной проблеме [37, 61 ]. С этих позиций участок местности следует рассматривать как пространственно-связную динамическую систему, имеющую описание во внешнем и внутреннем представлениях на разных уровнях абстрагирования. Поэтому тематическая карта неоднородной местности во внешнем описании характеризуется отображением множества возможных входов (координаты точек местности) на множество возможных выходов (радиофизические характеристики местности, например, удельная ЭПР земных покровов).
В подразделе 9.4 приведены общие сведения о предложенной обобщенной комплексной радиофизической модели формирования радиолокационных карт неоднородной местности, включающей в себя как методы сто-
хаотического авторегрессионного синтеза изображений, так и информацию о поле удельных ЭПР земных покровов. На основе анализа приведенной в диссертации архитектуры системы получения эталона представлено описание алгоритма синтеза в радиодиапазоне контурных и полутоновых радиолокационных карт неоднородной местности. Показано, что разрушение корреляционного максимума происходит для контурной радиолокационной карты местности при угле взаимного поворота 5°...7°, а для полутоновой радиолокационной карты - при угле в пределах 14°... ...17°.
В заключении сформулированы основные результаты работы.
В диссертации представлен цикл теоретических и долговременных экспериментальных исследований рассеяния ММВ земной поверхностью, которые явились основой: для развития и создания новых радиофизических моделей рассеяния радиоволн земными покровами, позволившими разработать способ и методику определения нового класса признаков, основанных на тонкой структуре отраженных импульсов ММВ; для анализа и синтеза оптических и радиолокационных изображений земной поверхности в областях пространственных частот и текстурных признаков, что позволило, в частности, разработать способы и методики обнаружения детерминированных объектов в малоконтрастных изображениях; для развития новой обобщенной комплексной модели формирования радиолокационных карт неоднородной местности, включающей в себя как метода синтеза изображений, так и информацию о поле отражающих характеристик земных покровов.
В работе" получены следующие основные результаты.
I. Предложена и разработана с использованием обобщенного пространственно-временного коррелятора и частотной функции когерентности „физическая модель, позволяющая исследовать особенности взаимосвязи
характеристик поля модулированного излучения с параметрами крупномасштабных неровностей поверхности. Справедливость некоторых теоретических выводов подтверадена данными измерений.
2. Проведен анализ и интерпретация, полученных автором, новых экспериментальных данных о пространственно-временных характеристиках рассеяния земных покровов на длинах волн 2,2 и 8,6 мм с учетом их сезонных и угловых вариаций в разнообразных метеоусловиях с целью оценки границ радиолокационных контрастов, законов распределения удельных ЭПР, ширины спектра, времени и интервала корреляции флуктуаций интенсивности отраженных простых и сложных фазоманипули-рованных сигналов в диапазоне ММВ. Для растительных покровов в результате проведенных исследований впервые предложено аналитическое описание законов распределения удельных ЭПР семейством распределений Джонсона во всем диапазоне углов визирования, а также подтверждена модель корреляционных и спектральных характеристик отраженных сигналов, расширены границы полуэмпирических моделей рассеяния до длины волны 2,2 мм. Определены эмпирические соотношения на длине волны 2,2 мм, связывающие удельную ЭПР дождя интенсивностью до 10 мм/ч с коэффициентом ослабления в нем.
3. Экспериментально исследована в диапазоне ММВ структура импульсных сигналов, отраженных характерными земными покровами. Предложено для улучшения идентификации земных покровов использовать новый универсальный класс признаков на основе статистических характеристик тонкой структуры модулированных рассеянных сигналов миллиметрового диапазона волн. Приведены рекомендации по практическому применению данного класса признаков.
4. Впервые поставлены и решены задачи расчета полных ансамблей текстурных и пространственных корреляционно-спектральных признаков
изображений реальных земных покровов в оптическом и миллиметровом диапазонах длин волн с последующим выделением кластеров и определением наиболее информативных признаков. Экспериментально изучено влияние размеров фрагмента изображений на численные значения текстурных признаков. Впервые показано, что области существования текстурных признаков радиолокационных изображений в диапазоне ММВ почти полностью вкладываются в соответствующие области признаков оптических изображений. Проведенные эксперименты продемонстрировали эффективность и общность рассмотренного подхода в задачах классификации земных покровов по их комплексированным изображениям на оптических и миллиметровых волнах.
5. Разработаны методы обнаружения различных детерминированных объектов и контуров на реальных оптических и радиолокационных изображениях земной поверхности при малых отношениях сигнал/фэн. Для предложенного дисперсионного метода установлена связь размеров объекта и анализируемого фрагмента оптических и радиолокационных изображений в случае оптимального обнаружения. Предложены и изучены методы автоматизированного машинного исследования изображений с целью выявления их искажений по ансамблю текстурных признаков и по линейно моделированным эталонам. Все предложенные методики представляют большой практический интерес в дистанционном зондировании при формировании малоконтрастных изображений земной поверхности.
6. Теоретически обоснована и экспериментально подтвержден'! возможность стохастического авторегрессионного синтеза оптических и радиолокационных изображений земных покроьов с операцией пр^убрьу»-ванйл гистограмм яркости. Установлены оптимальные размеры яркоег-о-го пространства, участвующего в прогнозировании, для нтглятыхо синтеза. Экспериментально показано, что с увеличением роондк?: к---;-
реляции области определения текстурных признаков синтезированных изображений сужаются. Выявлено экспериментально, что на практике достаточно использовать в синтезе авторегрессионные ряды небольшого порядка. Показвно с помощью различных алгоритмов совмещения, что физическая достоверность синтеза составляет величину 85 ...90 Ж.
7. Создана обобщенная комплексная радиофизическая модель формирования радиолокационных карт неоднородной местности, включающая в себя как методы стохастического авторегрессионного синтеза изображений, так и информацию о поле удельных ЭПР земных покровов. Установлено, что характерное число градаций удельных ЭПР земной поверхности лежит в пределах 2...4. Продемонстрировано использование предложенной радиофизической модели для синтеза контурных и полутоновых радиолокационных карт района проведения экспериментов на длине волны 8,6 мм. Экспериментально показано, что разрушение корреляционного максимума происходит для контурной радиолокационной карты местности при угле взаимного поворота 5°...7°, а для полутоновой радиолокационной карты - при угле в пределах 14°...17°. Точность, которую обеспечивает модель, зависит от.тщательности экспериментов и объема полученных данных.
8. Результаты проведенных исследований были переданы в промышленность и использованы при разработке некоторых радиосистем дистанционного зондирования и формирования радиолокационных изображений в диапазоне И©.
ПУБЛИКАЦИИ
Основные результаты, полученные в диссертации, опубликованы в следушга. работах.
1. Андреев Г.А., Потапов Л.,*., Хохлов Г.И. Корреляционные функции и спектры ММВ, отраженна- растительностью //В кн.: Ш Всес.симп. по миллиметровым и субмиллиметровым волнам (Горький, 22-24 сент. 1980 г.): Тез.докл. - Горький: ЙПФ АН СССР, 1980. - T.I. - С.267 -268.
2. Андреев Г.А., Потапов A.A., Хохлов Г.И. Статистические характеристики миллиметровых волн, отраженных растительностью // Радиотехника и электроника. - 1982. - Т.27. - N 10. - C.I863-I868.
3. Андреев Г.А., Потапов A.A. Применение сложных сигналов миллиметрового диапазона волн в задачах дистанционного зондирования земных покровов // В кн.: Вторая Всес.науч.-техн.конф. ^Развитие теории и техники сложных сигналов" (Севастополь, 5-7 дек.1983 г): Тез.докл. - М.: Радио и связь, 1983. - С.40-41.
4. Андреев Г.А., Потапов A.A., Хохлов Г.И. Спектральные и корреляционные характеристики рассеяния коротких ММВ растительным по-кроЕом // В кн.: Тр.Всес.шк.-симп.по распространению миллиметровых. и субмшишметровых волн в атмосфере (Москва, 10-17 февраля 1982 г.): Тез.докл. - М.: ИРЭ АН СССР, 1983. - C.I7I-I75.
5. Андреев Г.А., Потапов A.A. Рассеяние миллиметровых волн травой в широком диапазоне углов скольжения // В кн.: X научн.-технич. конф..посвящ.Дню радио (Москва, 25-26 апр.1984 г.): Тез.докл. -М.: Радио и связь, 1984. - С.72.
6. Андреев Г.А., Потапов A.A. Плотность вероятностей удельных ЭПР
- растительности на миллиметровых волнах // В кн.: X научн.-технич. конф.,посвящ.Дню радио (Москва, 25-26 апр.1984 г.): Тез.докл. -М.: Радио и связь, 1984. - С.72.
7. Андреев Г.А., Куковкин А.Г., Потапов A.A., Хохлов Г.И. Рассеяние миллиметровых волн песчаной поверхностью при малых углах скольжения // В кн.: XIV Всес.конф. по распространению радиоволн (Ленинград, 10-13 окт.1984 г.): Тез.докл. - М.: Наука, 1984. -Ч.2.. - С. 197-199.
8. Андреев Г.А., Потапов A.A. Миллиметровые волны в радиолокации // Зарубежная радиоэлектроника. - 1984. - N II. - С.28-62.
9. Андреев Г.А., Потапов A.A. Двухчастотнзя функция когерентности немонохроматического поля, рассеянного крупномасштабными неровностями поверхности // В кн.: IX Всес.научн.-техн.конф. "Статистические методы в теории передачи к преобразования информационных. сигналов" (Киев, 3-4 дек.1985 г.): Тез.докл. - Киев: КНИГА, 1985. - С.63-64.
10. Андреев Г.А., Потапов A.A. Проблемы электромагнитной совместимости в миллиметровом диапазоне волн // В кн.: Всес.науч.-техн. симп. "Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств" (Харьков, 3—Б июня 1986 г.): Тез.докл. - М.: Радио и связь, 1986. - С.19-20.
11. Андреев Г.А., Потапов A.A. Влияние хаотических неровностей поверхности на отраженный импульсный сигнал миллиметровых волн // Радиотехника и электроника. - 1986. - Т.31. - N 7. - C.I405-I4I4.
12. Андреев Г.А., Потапов A.A. Частотная когерентность ММВ, отраженных земными покровами // В кн.: П Всес.шк.-симп. по распространению миллиметровых и субмиллиметровых волн в атмосфере (Фрунзе, 7-14 сент.1986 г.): Тез.лекций и докл. - Орунзе: "Клим",
1986. - С.76-79.
13. Andreyev G.A., Fotapov A.A. The effect of chaotic surface roughness on radio impulce scattering // In: Proc.UHSI Int.Symp. on Electromagnetic Theory (Budapest, 25-29 August). - Budapest: Akademiai Kiado, 1986. - Pt.A. - P.235-237.
14. Андреев Г.А., Потапов A.A. Отражение импульсов длинных ММВ лесными массивами и сельскохозяйственными культурами // В кн.: Всес.конф. по статистическим методам обработки данных дистанционного зондирования 01фужающей среды (Рига, 15-17 окт.1986 г.): Тез.докл. - Рига: РКМИГА, 1986. - С.90.
15. Андреев Г.А., Потапов A.A., Галкина Т.В., Колесников A.M., Орлова Т.И., Хлявич Я.Л. Машинная классификация текстурных изображений земных покровов // В кн.: Региональная конф. "Обработка изображений и дистанционные исследования - ОВДИ-87" (Новосибирск, 10-12 нояб.1987 г.): Тез.докл. - Новосибирск: ВЦ СО АН СССР,
1987. - С.32.
16. Андреев Г.А., Потапов A.A. Системные функции канала передачи информации на миллиметровых волнах // В кн.: Статистический анализ и синтез информационных систем: Сб.науч.тр. - Л.: ЛЭИС, 1987. - С.24-25.
17. Андреев Г.А., Потапов A.A. Математическая модель пространственно-временного сигнала ММВ, отраженного хаотическим покровом // В кн.: XIV Моск.гор.научн.-техн.конф., посвящ.Дню радио (Москва, 26-27 зпр.1988 г.): Тез.докл. - М.: Союз НИО СССР, 1988. - С.96.
18. Андреев Г.А., Колесников A.M., Потапов A.A. Корреляционная обработка и анализ изображений лесных массивов // В кн.: XIV Моск. гор.научн.-техн.конф., посвящ.Дню радио (Москва, 26-27 апр.1988 г.): Тез.докл. - М.: Союз НИО СССР, 1988. - С.96-97.
19. Андреев Г.А., Потапов A.A., Галкина Т.В., Колесников А.И., Орлова Т.И., Хлявич Я.Л. Аналого-цифровой метод анализа анизотропии текстурных изображений // В кн.: Ш Всес.конф."Методы и средства обработки сложной графической информации" (Горький, 13-15 сент.1988 г.): Тез.докл. - Горький: ГГУ, 1988. - 4.1. - С.57-58.
20. Андреев Г.А., Потапов A.A., Галкина Т.В., Колесников A.M., Орлова Т.Н., Хлявич Я.Л. Синтез стохастических полей, имитирующих земные покроЕЫ, и их текстурные признаки // В кн.: X Всес.науч.-техн,конф.''•Статистические методы в теории передачи и преобразования информационных сигналов" (Львов, 4-6 окт.1988 г.): Тез. докл. - Киев: КИИГА, 1988. - С.23-24.
21. Потапов A.A., Галкина Т.Е., Колесников А.И., Орлова Т.И., Хлявич Я.Л. Линейно моделированные эталоны в корреляционном опознавании статистических текстурных полей // В кн.: X Всес.науч.-техн.конф. "Статистические методы в теории передачи и преобразования информационных сигналов" (Львов, 4-6 окт 1988 г.): Тез. докл. - Киев: КНИГА, 1988. - С.143-144.
22. Андреев Г.А., Потапов A.A. Активные системы ориентации по геофизическим полям // Зарубежная радиоэлектроника. - 1938. - N 9. - С.62-85.
23. Андреев Г.А., Потапов A.A. Анализ и синтез двухзональных текстурных изображений // В кн.: Всес.конф.по искусственному интеллекту (Переславль-Залесский, 21-25 нояб.1988 г.): Тез.докл. -М.: ВИНИТИ, 1988. - Т.2. - СЛ04-108.
24. Опаленов Ю.В., Потапов A.A., Федюнин С.Ю. Формирование сложных фазоманипулированных сигналов в задачах дистанционного зондирования // В кн.: Науч.-техн.конф. "Формирование сложных сигналов" (Суздаль, 28 нояб.-I дек.1988 г.): Тез.докл. - М.: Союз НИО СССР, 1988. - С.49.
25. Андреев Г.А.", Потапов A.A. Стохастический авторегрессионный синтез изображений текстур земных покровов. - М., 1988. - 31 с. (Препринт / ИРЭ АН СССР; N 23 (498)").
26. Андреев Г.А., Потапов A.A., Галкина Т.В., Колесников А.И., Орлова Т.И., Хлявич Я.Л. Машинный синтез текстур, имитирующих земную поверхность // Исследование Земли из космоса. - 1989. -N I. - С.115-121.
27. Андреев Г.А., Потапов A.A. Алгоритмы обработки навигационной пространственно-временной информации. Часть I // Зарубежная радиоэлектроника. - 1989. - N 3. - С.3-18.
28. Андреев Г.А., Потапов A.A. Алгоритмы обработки навигационной пространственно-временной информации. Часть 2 // Зарубежная радиоэлектроника. - 1989. - N 4. - С.3-21.
29. Кадыгров E.H., Ожерельев A.B., Потапов A.A. Влияние пространственной структуры метеорологических полей на радиолокационные изображения земных покровов в диапазонах СМЗ и ШВ // В кн.: XI Всес.науч.-техн.семинар секции "Теория информации" ЦП ВНТО РЭС им.А.С.Попова "Статистический синтез и анализ информационных систем" (Ульяновск, 31 мая-2 июня 1989 г.): Тез.докл. - Ульяновск: УлШ, 1939. - 4.2. - С.5-6.
30. Андреез Г.А., Потапов A.A., Галкина Т.З., Колесников А.И., Орлова Т.К., Хлявич Я.Л. Исследование эталонных изображений природных сред, синтезированных с различным порядком корреляционной связи // В кн.: П Всес.кауч.-т-ехн.конф. "Теориями техника прострэнственко-вшменной обработки сигналов" (Свеодловск, 6-10 июня i3SS г.): Тез.докл. - Свердловск: УПИ, 1939. - С.86.
31. Опаленов Ю.В., Потапов A.A., Федюнин С.Ю. Радиофизический измерительный комплекс со сложным фазоманипулированным сигналом для исследования природных ресурсов: принципы построения и анализ экспериментальных результатов // В кн.: П Всес.науч.-техн.конф. "Теория и техника пространственно-временной обработки сигналов" (Свердловск, 6-10 июня 1989 г.): Тез.докл. - Свердловск: У1Ш, 1989. - C.II0-III.
32. Андреев Г.А., Потапов A.A. Формирование радиолокационных изображений на СМВ и ММВ // Зарубежная радиоэлектроника. - 1989. -N 6. - С.3-34.
33. Потапов A.A., Галкина Т.В., Орлова Т.И. Цифровой статистический анализ радиоизображений природных сред // В ich.: П Республ.семинар "Проблемы создания систем обработки, анализа и распознавания изображений" (Ташкент, 6-8 июня 1989 г.): Тез.докл. - Ташкент: ИК и ВЦ НПО "Кибернетика" АН УзССР, 1989. - 4.1. - С.3-4.
34. Андреев Г.А., Потапов A.A., Колесников А.It., Хлявич Я.Л. Распознавание детерминированных изображений по их фурье-образам // В кн.: П Республ.семинар "Проблемы создания систем обработки, анализа и распознавания изображений" (Ташкент, 6-8 июня 1989 г.): Тез.докл. - Ташкент: ИК и ВЦ НПО "Кибернетика" АН УзССР, 1989. - 4.2. - С.56-57.
35. Потапов A.A., Власов A.A., Кадыгров E.H. Оценка радиофизических параметров атмосферы и земных покровов по результатам измерений теплового излучения на частоте 86 ГГц // В кн.: Ш Всес. шк.-симп. по распространению миллиметровых и субмиллиметровых волн в атмосфере (Харьков, 12-17 окт.1989 г.): Тез.докл. -Харьков: ИРЭ АН УССР, 1989. - 0.116-117.
36. Андреев Г.А., Потапов A.A., Галкина Т.В., Орлова Т.К., Хлявич Я.Л. Использование f-статистик для выделения детерминированных объектов на фоне текстурного шума // В кн.: IV Всес.конф. "Математические методы распознавания образов" - ММР0-Г7 (Рига,24-26 окт.1989 г.): Тез.докл. - Рига: МИПКРРиС при СМ ЛатвССР, 1989. - 4.4. - С.3-5.
37. Потапов A.A. Статистический подход к описанию изображений текстур земной поверхности в оптическом и радиодиапазоне // В кн.: IV Всес.конф. "математические метода распознавания образов" -MMP0-IV (Рига,24- 26 окт.1989 г.): Тез.докл. - Рига: МИПКРРиС при СМ ЛатвССР, 1989. - 4.4. - С.150-151.
38. Кадыгров E.H., Кокин Г.А., Потапов A.A. Приборы миллиметрового диапазона волн для исследования озонового слоя Земли // Зарубежная радиоэлектроника. - 1989. - N 10. - С.52-66.
39. Потапов A.A. Применение модулированных ММВ для формирования и идентификации изображений // Радиотехника. - 1989. - N 12. -С.61-64.
40. Андреев Г.А., Потапов A.A., Горбунов A.B., Коряковцев В.В., Опа-ленов D.B., Галкина Т.В., Колесников А.И., Орлова Т.И., Хлявич Я.Л. Сравнительный анализ статистических признаков оптических
и радиоизображений почвенно-растителышх объектов // Исследование Земли из космоса. - 19Э0. -NI.- C.II2-I2I.
41. Потапов A.A. О дистанционном измерении высоты и характеристик хаотических покровов по частотной функции когерентности // В кн.: Всес.конф. "Применение дистанционных радиофизических методов в исследованиях прилюдной среды" (Ереван, 18-20 апр.1990 г.): Тез.докл. - Ереван: АН АрмССР, 1990. - С.122-123.
42. Андреев Г.А., Потапов A.A., Галкина Т.В., Колесников А.И., Орлова Т.И., Хлявич Я.Л. О классификации изображений по их текстурным признакам // Исследование Земли из космоса. - 1990. -N 2. — С.Э1-96.
43. Потапов A.A. О статистических характеристиках поля рассеяния миллиметровых радиоволн растительным покровом // В кн.: Все с. соЕвщ.по приземному распространению радиоволн и электромагнитной совместимости (Улан-Удэ, 24-27 июля 1990 г.): Тез.докл. -Улан-Удэ: БНЦ СО АН СССР, 1990. - 0.169-170.
44. Потапов A.A. Дифракция модулированных волн на хаотической поверхности с крупномасштабными неровностями // В кн.: X Юбилейн. Всес.симп.ш дифракции и распространению волн "Волны и дифрак-ция-90" (Винница, 18-21 сент.1990 г.): Тез.докл. - М.: Физ.общ. СССР, 1990. - Т.2. - С.183-186.
45. Потапов A.A. Пространственно-временные характеристики ЗПР земной поверхности в диапазоне миллиметровых волн // В кн.: XVI Всес.конф. по распространению радиоволн (Харьков, 2-5 окт.1990 г.): Тез.докл. - Харьков: ХПй, 1990. - 4.2. - С.33.
46. Дмитриев C.B., Опаленов Ю.В., Потапов A.A., Федюнин С.Ю. О дистанционном зондировании земных покровов совмещенными радиофизическими системами с квазинепрерывным щумоподобным фазомакшу-лированныы сигналом // В кн.: Всес.конф. "Дистанционное зонди-
?ование агоопочвеннах и водных ресурсов" (Барнаул, 16-18 окт.
990 г.): Тез.докл. - Бзрнаул: МГУ, 1990. - с.17-13.
47. Галкина Т.В., Орлова Т.И., Потапов A.A., Хлявич Я.Л. Выделен;« детерминированных объектов на текстурном фоне дисперсионным геетодом // В кн.: П Всес.конф. "Искусственный интеллект-?:;" (Минск, 21-24 окт.1990 г.):Тез.докл. - Минск: НТК АН БССР,1990. - T.Z. - C.IIG-II9.
48. Кадигров E.H., Потапов A.A. Некоторые везультатн использования дрювазв шушшбтроЕого диапазона при наличии осадков // Тр. гор.аэрас.обсерватошг. - 1990. - сын. 168. - С.75-82.
49. Потапов A.A., Галкина Т.В., Орлова Т.И., Хлявич Я.Л. Дисперсионный метод обнаружения детерминированных объектов на текстурных оптических и радиолокационных изображениях земной поверхности // Радиотехника и электроника. -T99Q. - Т.35. - N II. -С.2295-2301.
50. Потапов A.A. Исследование влияния растительного покрова на об-оатно рассеянное поле миллиметровых волн // Радиотехника и электроника. - 1991. - Т.36. - Г2. - С.239-246.
51. Галкина Т.В., Орлова Т.И., Потапов A.A., Хлявич Я.Л. Машинный метод обнаружения искажений текстурных картин // В кн.: I Всес. конф. "Физика и конверсия" (Калининград. 3-5 янв.1991 г.): Тез. докл. - М.: Физ.общ—во СССР, 1991. - С.97.
52. Потапов A.A., Галкин* Т.Е., Колесников А.К., Орлова Т.Н., Хлявич Я..", гасчет методом Монте-Карло рассеяния миллиметровых волн домными покровами с хаотическими неровностями // В кн.: IV Бсес.шк. г.о распространению миллиметровых и субмиллиметро-вкх волн в атмосфере (Нижний Новгород, 3-10 сент.1991 г.): тез. докл. - Нижний Новгород: НИРФЯ, 1591. - C.IC6-I07.
53. Потапов A.A., Колесников А.И. Анализ изображений текстур земных покровов на оптических и миллиметровых волнах в области пространственных частот // В кн.: IV Бсес.шк. по распространению миллиметоовкх и субжшшметоовах волн з атмосфете (Нижний Новгошд", S-I0 сент.1991 г.): Тез.докл. - Нижний" Новгошд: КЙРКГ. 1991. - С.255-256.
54. Опэлеков Ю.З.. Потапов A.A., Федюнин С.й. Радиофизический из-метагелькый комплекс со сложным гШ сигналом в диапазоне миллиметровых волн // Радиотехника. - 1991. - N II. - С.67-70.
55. Потапов A.A., I'-.j^zho Т.Б., Орлова Т.Н., Хлявич Я.Л. Метол выделения контуроь т^тяж&гжх детермгяшрованных объектов в сто-
xaoT^'jeoKi^x полях _ // Радиотехника к электроника. - 1991. -
56. Потапов A.A. К пр;гуененй?) методов теории систем и преобразова-дня иоелехогЛн/'я задач рассеяния // В кн.: Межд'.науч.-техн. у/.-аф. ''CT-jT^CTii ie v-Ciie методы в теоокк передачи и преобразовании mJpp*b:xoh:r-:.'. •:-.»:■:-<?лов" (Киев," 25-2'f февр.1992 г.)*: Тез. докл. - .-1яез: :с?.'.. — C.So—38.
Потзпов .А. у* гомологическом дешйфтатоовэяии мезоствуктуо микроволновых у.^С-'у-^^-у.?. •'/ В кн.: йенл".г?эуч.-техн.конф1 "Ста-тчо"г^-еокие ?■ ~ 'ГО" гтео^лачи и повс^бразонания кнфоом-з—
•ritür. скгнчч"о:-" -У'.л^г,," л5-2"~фе!"-:р.;Э92~ г.): Тез.докл. - "киев:
58. Потапов A.A. Рассеивающие свойства биологических объектов в микроволновом диапазоне // В кн.: Науч.-техн.конф. "Биомедицинское и экологическое приборостроение: наука, промышленность, рынок" (Рязань, 2-4 июня 1ЭЭ2 г.): Тез.докл. - Рязань: РРТИ,
1992. - С.34.
59. Опаленов Ю.В., Потапов A.A., Федюнин С.Ю. Радиофизические цифровые системы зондирования со сложным <Ш сигналом на ММВ // В кн.: Науч.-техн.семинар "Распространение и дифракция электромагнитных волн в неоднородных средах" (Смоленск, 2-4 июня 1ЭЭ2 г.): Тез.докл. - М.: РНТО РЭС им. А.С.Попова, 1992. - С.166-168.
60. Опаленов Ю.В., Потапов A.A., Федюнин С.Ю. Экологические цифровые радиолокаторы со сложным сигналом для дистанционных исследований // В кн.: П Науч.конф. "Применение дистанционных радиофизических методов в исследованиях природной среда" (Муром, 7-9 июля 1992 г.): Тез.докл. - М.: ИРЭ РАН, 1992. - C.II9-I20.
61. Потапов A.A. Радиофизические эффекты при взаимодействии электромагнитного излучения миллиметрового диапазона волн с окружающей средой // Зарубежная радиоэлектроника. - 1992. - N 8. -С.36-76; N 9. - С.4-28; N П. - С.23-48. - 1993. - N 3. - С.36 -48; NN 7-9. - С.32-49.-(Журнальный вариант монографии).
62. Потапов A.A., Колесников А.И. Корреляционные характеристики изображений земной поверхности /7 Радиотехника и электроника. - 19ЭЗ. - Т.38. - N 7. - C.I270-I279.
<53. Опаленов Ю.В., Потапов A.A. Исследование возможностей экологических цифровых радиолокаторов со сложным ФМ сигналом // В кн.: ХТО конф.по распространению радиоволн (Ульяноеск, 21-24 сент. 1993 г.): Тез.докл. - Ульяновск: УлШ, 1993. - С.115.
64. Потапов A.A., Колесников А.И. Спектральные характеоистихи изображений земной поверхности // Радиотехника и электроника. -
1993. - Т.38. - N 10. - С.1851-1862.
65. Павельев В.А., Потапов A.A. Влияние земной поверхности на структуру импульсного сигнала в диапазоне миллиметровых волн // Радиотехника и электроника. - 1994. - Т.39. - К 4.*- С.573-582.
Подписано в печать 05.07.1994 г.
Формат 60x84 I/I6. Объем 2,56 усл.п.л. Тираж 100 экз. Ротапринт ИРЭ РАН. Зак.82.
