Karlis Zalite kaitses doktoritööd füüsikas "Radarkaugseire rakendused metsaüleujutuste ja põllumajanduslike rohumaade jälgimiseks"

26. jaanuaril 2016 kaitses kaugseire osakonna teadur Karlis Zalite oma doktoritööd  "Radar Remote Sensing for Monitoring Forest Floods and Agricultural Grasslands (Radarkaugseire rakendused metsaüleujutuste ja põllumajanduslike rohumaade jälgimiseks)".

Töö juhendajateks olid Dr Mart Noorma Tartu ülikooli füüsika instituudist, Dr Kaupo Voormansik ja Dr Anu Reinart Tartu Observatooriumist.  Töö oponentideks olid Dr Juan Manuel Lopez-Sanchez Alicante ülikoolist Hispaanias ja Dr Rivo Uiboupin Tallinna Tehnikaülikoolist.

Kokkuvõte

Käesolev doktoritöö keskendub radarkaugseire rakenduste arendamisele kahes keerukas looduskeskkonnas: üleujutatud metsas ja põllumajanduslikel rohumaadel. Uurimistöö viidi läbi Tartu Observatooriumis, Tartu Ülikoolis, Ventspilsi Kõrgkoolis ja Aalto Ülikoolis. Töö esimene osa käsitleb X-laineala polarimeetrilise radarisignaali käitumist regulaarselt üleujutatavas metsas Soomaa näitel ning teine osa põllumajanduslike rohumaade seisundi ja polarimeetriliste ning interferomeetriliste tehisava-radari parameetrite vahelisi seoseid. 

2012 kevadel Soomaa testalal TerraSAR-X andmetega läbi viidud eksperiment näitas, et topelt-peegeldusele tundlik HH-VV polarimeetriline kanal pakub tõesti kontrastsemat tagasihajumisepõhist üleujutatud metsa eristust üleujutamata metsast kui traditsiooniline HH polarimeetriline kanal. HH-VV kanali eelis HH kanali ees on seda suurem, mida madalam on mets ning raagus tingimustes lehtmetsas oli HH-VV kanali eelis HH kanali ees suurem kui okasmetsas. Lisaks on üleujutusele tundlik HH ja VV kanali polarimeetriline faasivahe, mida on soovitatud ka varasemates töödes kasutada täiendava andmeallikana üleujutuste kaardistamisel. 

Käesolevas doktoritöös mõõdeti polarimeetrilise X-laineala tehisava-radari HH/VV faasivahe suurenemine üleujutuste tõttu erineva kõrgusega okas- ja lehtmetsas. 2013 a vegetatsiooniperioodil korraldati Rannu test-alal välimõõtmistega toetatud eksperiment uurimaks X- ja C-laineala polarimeetrilise ning X-laineala interferomeetrilise tehisava-radari parameetrite undlikkust rohumaade tingimuste muutustele. Ilmnes, et ühepäevase vahega kogutud X-laineala tehisava-radari interferomeetriliste paaride koherentsus korreleerus rohu kõrgusega. Koherentsus oli seda madalam, mida kõrgem oli rohi - leitud seost on võimalik potentsiaalselt rakendada niitmise tuvastamiseks.

TerraSAR-X ja RADARSAT-2 polarimeetriliste aegridade analüüsi tulemusel leiti kaks niitmisele tundlikku parameetrit: HH/VV polarimeetriline koherentsus ja polarimeetriline entroopia. Niitmise järel langes HH/VV polarimeetriline koherentsus järsult ning polarimeetriline entroopia tõusis järsult. Rohu tagasikasvamise faasis hakkas HH/VV polarimeetriline koherentsus aeglaselt kasvama ning entroopia aeglaselt kahanema. Täheldatud efekt oli tugevam TerraSARX X-laineala aegridadel kui RADARSAT-2 C-riba tehisava-radari mõõtmistel ning seda selgemini nähtav mida rohkem biomassi niitmise järgselt maha jäi. Leitud HH/VV polarimeetrilise koherentsuse ja polarimeetrilise entroopia käitumine vastas taimkatte osakestepilve radarikiirguse tagasihajumismudelile. Mudeli järgi põhjus- 60 tas eelnimetatud parameetrite iseloomulikku muutust rohukõrte kui dipoolide orientatsiooni ja korrastatuse muut niitmise tõttu, mis on kooskõlas meie välimõõtmiste andmetega.

URL: http://dspace.ut.ee/handle/10062/49902