G5-1-2 - bilişim teknolojileri enstitüsü
Transkript
G5-1-2 - bilişim teknolojileri enstitüsü
01.07.2014 UYGU 2104 – Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu TÜBİTAK Microwave Remote Sensing of Forest and Agriculture Mehmet Kurum TÜBİTAK BİLGEM Bilişim Teknolojileri Enstitüsü FRI.AM1 Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi Content UYGU 2014 TÜBİTAK Objectives Motivation Agriculture Forest SAR Techniques System and Target Paremeters Vegetation Modeling Active Passive Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 2 1 01.07.2014 Educational Objectives UYGU 2014 TÜBİTAK To learn how microwave data are usable for vegetation applications. To understand advantages of microwave techniques over traditional measuring techniques and optical systems To understand the limitations of microwave techniques To learn optimal sensor and acquisition parameters for vegetation applications Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi Introduction - Agriculture 3 UYGU 2014 TÜBİTAK The negative impacts of current agriculture are manifold and can be related to either agricultural expansion or intensification biodiversity is threatened by land clearing and habitat fragmentation greenhouse gas emissions from land clearing, crop production and fertilization contribute already to 1/3 of global GHG emissions global nitrogen and phosphorus cycles have been disrupted, with impacts on water quality aquatic ecosystems and marine fisheries freshwater resources are depleted as nearly 80 percent of freshwater currently used by humans is for irrigation [Atzberger, Remote Sensing of Environment, 2013] Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 4 2 01.07.2014 Remote sensing for agriculture UYGU 2014 TÜBİTAK A tool for management and optimization of resources End users Demands Objective Crop-type mapping and classification Justification of subsidies and fraud detection Water resources Authorities or government agencies consumption Farmers with extensive fields Control in regions suffering droughts or with scare water resources Yield prediction Economic and market predictions, price regulations, etc. Timely information about crop condition Planning and triggering farming practices according to specific phonological stages Water requirements Irrigation only when and where necessary Final crop productivity Benefits Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi Forest - Did you Know? 5 UYGU 2014 TÜBİTAK Forests cover approximately 33% of the Earth’s land surface [JENSEN, 2000] Forests play an important role in the global carbon cycle, since each year forests absorb approximately 1/12 of the Earth’s atmospheric CO2 stock [MALHI et al., 2002] Forested ecosystems account for app. 72% of the Earth’s terrestrial carbon storage [MALHI et al., 2002] Therefore, Vegetation biomass is a larger global store of carbon than the atmosphere [FAO, 2009] Between 1850 and 2011, humans have released app. 480 Gt (480 BILLION TONS!!!) of CO2 into the atmosphere through fossil fuel burning and land use changes (e.g. deforestation and fires) [GHASEMI et al., 2011] Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 6 3 01.07.2014 Main components of biomass distribution UYGU 2014 TÜBİTAK Stem Biomass is strongly related to the commercially interesting biomass. Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi Applications of RADAR to Forest mapping/monitoring 7 UYGU 2014 TÜBİTAK Mapping forest/land cover Mapping wetlands (inundated/flooded versus non-flooded) Mapping structural attributes (height, basal area, biomass, volume) Monitoring disturbance (logging, fire, windthrow, insect damage) Monitoring change (deforestation, degradation, reforestation) Monitoring photosynthetic processes (growing-season length) Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 8 4 01.07.2014 SAR Techniques UYGU 2014 TÜBİTAK Backscatter analysis (wavelength, polarization, incidence angle, number of images). Interferometry: Coherence analysis (wavelength, polarization, incidence angle, temporal and spatial baseline, number of images, acquisition conditions) Interferometry: Phase analysis (wavelength, incidence angle, high coherence required, acquisition conditions) Polarimetry (wavelength, incidence angle, number of images) Polarimetric Interferometry (wavelength, polarisation, incidence angle, temporal and spatial baseline) SAR (Polarimetric) Tomography (wavelength, polarisation, incidence angle, spatial baseline, high coherence required, number of images) Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi Linking SAR measures with vegetation parameters 9 UYGU 2014 TÜBİTAK Forward SAR Measures: • Backscatter • Interferometry • Polarimetry Model Inversion System Paremters (Sensor) • Wavelength/Frequency (X, C, L, and P bands) • Polarization (HH, VV, and HV) • Incidence angle • Resolution Vegetation Parameters: • Height • Biomass • Type • Health • Etc. Target Paremters (Ground) • Structure (size, orientation, and distribution of scattering surfaces) • Surface roughness (relative to wavelength) • Dielectric constant (moisture content) • Slope angle/orientation Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 10 5 01.07.2014 System Parameters: Frequency UYGU 2014 TÜBİTAK Vegetation targets are composed of water Dielectric constant of water is a function of the frequency (wavelength) Real part of the dielectric constant of pure water vs. frequency for 0 and 20 C [Ulaby et. Al. 1986] Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi Microwave Penetration into Canopy 11 UYGU 2014 TÜBİTAK Austrian pine X band λ= 3 cm L band λ= 27 cm P band λ= 70 cm VHF λ>3m Radar signal related to biomass of leaves, branches, trunk, depending on the SAR frequency band, polarization and incidence [Le Toan] Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 12 6 01.07.2014 GeoSAR UYGU 2014 TÜBİTAK Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi System Parameters: Frequency 13 UYGU 2014 TÜBİTAK Decreasing frequency Signal penetration into vegetation/soil increases Higher frequencies (e.g. X-Band) dominated by canopy scattering Lower frequencies (e.g. L- or P-Band) dominant or significant soil backscatter contributions Sources of radar backscatter from cultivated crops [Brisco & Brown 1998] Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 14 7 01.07.2014 System Parameters: Polarization UYGU 2014 TÜBİTAK [Lopez. 1983] Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi Target Parameters: Soil Parameters, Roughness 15 UYGU 2014 TÜBİTAK How does roughness influence radar backscatter? given a fixed incidence angle, signal strength of the reflected component decreases and the strength of scattered component increases with increasing surface roughness. Schematic illustration of scattering from surfaces with different roughness conditions at increasing (from a to c) incidence angles [Woodhouse 2006] Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 16 8 01.07.2014 UYGU 2014 Target Parameters: Soil Parameters - Soil Moisture TÜBİTAK With increasing soil moisture, the dielectric constant of the soil is increasing and thus leads to an enhanced radar backsatter also towards the sensor. Effect of soil moisture on backscattering behavior Relationship between soil moisture and dielectric constant [Woodhouse 2006] Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi Target Parameters: Soil Parameters - Soil Moisture 17 UYGU 2014 TÜBİTAK Winter wheat field [Lievens & Verhoest, 2012] Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 18 9 01.07.2014 Target Parameters: Plant Parameter Biomass UYGU 2014 TÜBİTAK Rice Crop [Le Toan] Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi Biomass vs. Stem Volume and Height 19 UYGU 2014 TÜBİTAK [Saatchi et. al.] Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 20 10 01.07.2014 Sensitivity of SAR to Biomass UYGU 2014 TÜBİTAK Landes Forest, France RAMSES AirSAR Carabas [Le Taon et al.] Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi P-band Xpol Response 21 UYGU 2014 TÜBİTAK 1 [Le Taon, 2010] Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 22 11 01.07.2014 Interferometric Coherence UYGU 2014 TÜBİTAK Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi Analysis of PALSAR Data 23 UYGU 2014 TÜBİTAK Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 24 12 01.07.2014 PALSAR Coherence UYGU 2014 TÜBİTAK Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi Power of Coherence 25 UYGU 2014 TÜBİTAK Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 26 13 01.07.2014 Content UYGU 2014 TÜBİTAK Microwave Vegetation Models Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi Radar Radiometer Response 27 UYGU 2014 TÜBİTAK Backscatter (radar) Emission (radiometer) Soil RADIOMETER RADAR More sensitive to Soil Moisture Poor resolution (~40km) More stable relative to small changes in surface and vegetation parameters Surface Roughness Canopy Architecture Higher resolution Attenuation Scattering Properties of Vegetation Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 28 14 01.07.2014 Geometry of the Problem UYGU 2014 TÜBİTAK Emission from a forest layer over a rough ground Deciduous Trees Conifer Trees Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi Geometrical Configuration for backscatter case 29 UYGU 2014 TÜBİTAK z Antenna Two layer vegetation model Bθ θi n̂ Diffuse boundary 0 xt d1 Crown Layer d2 Trunk Layer −d1 −d Soil Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 30 15 01.07.2014 Ground Measurements UYGU 2014 TÜBİTAK Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi For the sake of all trees on Earth… 31 UYGU 2014 TÜBİTAK Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 32 16 01.07.2014 Tree Destructive Sampling UYGU 2014 TÜBİTAK Detailed measurements of size/angle distributions of the tree constituents (trunk, branches, and leaves), water content and dry biomass. Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi Canonical Shapes 33 UYGU 2014 TÜBİTAK Finite Cylinder Elliptical Disk Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 34 17 01.07.2014 Scattering from Canonical Shapes UYGU 2014 TÜBİTAK Scattered field Mean Green’s function Kernel of transition operator Mean field Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi Scattering Pattern of a Dielectric Cylinder 35 UYGU 2014 TÜBİTAK VV-pol HH-pol Vertical Trunk VV-pol HH-pol Vertical Branch VV-pol HH-pol Vertical Corn Stalk Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 36 18 01.07.2014 Simulation Setting – Corn Canopy UYGU 2014 TÜBİTAK Emission from a corn layer over a rough ground Average Corn Canopy from June 20–25, 1998 25 (major) 2.5 (minor) Leaf Radius [cm] z Receiver Dielectric Constant = 15° Air Stalk Angle Distribution [⁰] Layer z = −d Ground 0 - 45 (uniform) 2.0 Length [cm] 100 Dielectric Constant Leaf Density [# / plant] Corn 35 + i10 Diameter [cm] Angle Distribution [⁰] Ground z =0 0.3 Thickness [mm] Stalk Density [# / m2] 50 + i15 0 - 15 (uniform) 10 9.4 (Full) Layer Height [m] 1.5 VWC [kg/plant] 0.5 1.0 Rms Height [cm] VSM Range [m3 m-3] 0.14 − 0.25 Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi Simulation Setting – Soybeans 37 UYGU 2014 TÜBİTAK Soybeans [Du et al., tgrs 2000] Emission from a soybean layer over a rough ground Leaf z Soybean z = −d Ground Stem Air Layer z =0 0.26 Thickness [mm] Dielectric Constant 30.8 + i9.4 Angle Distribution plagiophile* 0.3 Diameter [cm] Ground Receiver 2.5 Radius [cm] 20 Length [cm] Dielectric Constant 30.8 + i9.4 Angle Distribution plagiophile* Leaf Density [# / m2] 9794 Stem Density [# / m2] 999 Layer Height [cm] 60 VWC [kg / m2] 1.7 0.5 Rms Height [cm] VSM Range [m3 m-3] *plagiophile = sin3 , 3 4 0.10 − 0.35 0≤ ≤ Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 38 19 01.07.2014 Content UYGU 2014 TÜBİTAK Passive Microwave Modelling of Vegetation Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi Radiative Transport (RT) Equations 39 UYGU 2014 TÜBİTAK cos Up-welling: Down-welling:−cos , = Extinction − , 4 2 % 2 ℑ45〈77 〉9 10 2 '( , ); ′, )′ = , , = # Ω′ % &'( , ); ′ , ) ′ ( ′ , + '( , ); − ′, )′( − ′, + 2 (=h,v , = − # Ω′ % '( , ); ′, )′ (=h,v Phase Function: + Scattering Source Function: Absorption Coefficient: 4 !" + Scattering into the beam − , = − − − , + − !" + − , Extinction Coefficient: = Emission 2 2 % 2 〈:7( , ); ′, )′: 〉 2 0 ≤ ≤ /2 0 ≤ ′ ≤ /2 ∈ /h,v0 ′ − ′ Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 40 20 01.07.2014 Rearranging RT Equations in terms of Scattering Coefficients UYGU 2014 TÜBİTAK Substituting absorption coefficient and scattering source function into up-welling RT equation: cos , = − , + !" ; − # Ω′ % '( , ); ′, )′< 4 (=h,v + # Ω′ % &'( , ); ′ , )′ ( ′ , + '( , ); − ′, )′( − ′, + (=h,v 2 New Set of RT equations: , cos = − , + !" + = , −cos − , = − − − , + !" − + = − , Difference Scattering Function due to difference between local specific intensities and physical temperatures. = , = # Ω′ % &'( , ); ′ , ) ′ >( ′ , − !" ? 2 (=h,v + '( , ); − ′, )′>( − ′, − !" ?+ Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi Iterative Approaches: Successive Orders of Scattering • Zero Order RT Equations: cos −cos 41 UYGU 2014 , = − , = 0 TÜBİTAK @ , 0 = − @ , + !" 0 0 @ − , 0 = − − @ − , + − !" • First Order RT Equations −cos cos @ , 1 0 = − @ , + !" + , 1 @ − , 1 0 = − − @ − , + − !" + − , 1 Scattering Source Function Due to Zero-Order Emission , = # Ω′ % 5'( , ); ′, )′@ ′, + '( , ); − ′, )′@ − ′, 9 0 2 (=h,v 0 0 Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 42 21 01.07.2014 Iterative Approaches: Albedo Expansion • Zero Order RT Equations: cos −cos • UYGU 2014 = , = = − , = 0 TÜBİTAK 0 , 0 = − , + !" 0 − , 0 = − − − , + !" − First Order RT Equations: cos −cos , 1 0 = − , + !" + = , 1 1 − , 1 0 = − − − , + !" − + = − , Difference Scattering Function due to the zero-order local brightness and physical temperatures = , = # Ω′ % 5'( , ); ′, )′A( ′, − !" B + '( , ); − ′, )′A( − ′, − !" B9 0 2 (=h,v 0 0 Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi Zero-Order RT Solutions: 43 UYGU 2014 TÜBİTAK Successive Orders of Scattering Up-welling Emission Down-welling Emission From Layer Reflected by Ground From Layer 0 @ = >1 − C ?>1 − D ? + C EF >1 − C ?>1 − D ? + C >1 − EF ? Ground Emission Albedo Expansion = 1 − G@H 0 Specular Albedo: The incident power scattered by the ground in the specular direction G @H = C2 EF Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 44 22 01.07.2014 Physical Parameters UYGU 2014 TÜBİTAK EF o Reflectivity C o Transmissivity Reflection from ground Related to soil moisture & surface roughness Propagation within vegetation Related to vegetation VWC & architecture = I − J @H D – – – – – Fresnel Reflectivity Rough Surface Scattering h-parameterization Forward Scattering Theorem b-parameterization o Single-Scattering Albedo Fractional power scattered from vegetation constituents Related to vegetation VWC & architecture = @ @ + – How to quantify Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi The First-Order RT Model 45 UYGU 2014 TÜBİTAK Successive Orders of Scattering 0 : Tau-omega model 1 0 1 = + Ω 1 Ω First-Order Scattering = Tau-omega model + First-Order Scattering ΩK 1 Ω=K 1 ΩL 1 Ω= 1 Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 46 23 01.07.2014 A bit of Math! UYGU 2014 TÜBİTAK Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi Peake’s Approach (Energy Conservation) Active Problem 47 UYGU 2014 TÜBİTAK Passive Problem 2 Absorption Coefficient ∶ 2 = 1 − G where G = G G @H @H + GM77 = C2 EF Diffuse Albedo : the scattered portion of the incident power from the layer into a hemisphere above the layer. G M77 = -Employ Kirchhoff’s principle to equate the radiation emitted from a surface to the radiation absorbed by the surface. = 2 = 1 − G 1 0 ′, 0 ′, # Ω′ % &N( )′; − , ) + N( )′; , ) 4 cos 2 (=h,v 0 0 + N( − ′, )′; − , ) + N( − ′, )′; , )+ Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 48 24 01.07.2014 Comparison of Models Branch (high albedo) UYGU 2014 TÜBİTAK M77 @H = 1 − G − G 1 a0:Zero-Order Albedo a1:First-Order Albedo s1:First-Order Scattering s0: Zero-Order Scattering Branch (Finite Cylinder) Properties Radios : 1.6 cm, Length : 153.8 cm Distribution: Uniform 10º to 60º Density : 0.15 #m-3 Dielectric : 12.0 + i2.9 Ground Properties Flat (no roughness) Volumetric Moisture Content : 0.38 cm3 cm- 0 v v h v h h v 1 @ = h 0 @ + Ω 3 Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi Comparison of Models Leaf (low albedo) UYGU 2014 TÜBİTAK M77 @H = 1 − G − G 1 a0:Zero-Order Albedo a1:First-Order Albedo s1:First-Order Scattering s0: Zero-Order Scattering Leaf (Circular Disk) Properties Radios : 10.5 cm, Thickness : 0.12 mm Distribution: Uniform 0º to 90º Density : 11.12 #m-3 Dielectric : 35.2 + i5.3 Ground Properties Flat (no roughness) Volumetric Moisture Content : 0.38 cm3 cm- 49 0 @ = @ + Ω 1 0 3 Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 50 25 01.07.2014 The Deciduous Trees (Models vs. Data) UYGU 2014 TÜBİTAK VSM : 0.38 cm3 cm-3 rms height : 0.9 cm Physical Model (τ-ω-Ω): @ = >1 − C2 E@ ? − D >1 + C E@ ?>1 − C ? + Ω 1 Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi Effects of Foliation and Soil Moisture 51 UYGU 2014 TÜBİTAK First-Order Scattering April No-Leaf Canopy – changes in – no changes in – – changes in tree state no change in soil moisture tree state soil moisture May Full Canopy Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 52 26 01.07.2014 Measurement vs. Vegetation RT models UYGU 2014 TÜBİTAK Corn field of full density θ0=15⁰ Corn field of 2/3 density θ0=15⁰ A0 A0 S1 S1 S0 S0 0.23 - 0.22 - Measured Emissivity − Simulated Emissivity = 1 ∆ - ● □ ○ 0.19 Non-Scattering Solution : Zero-Order Solution : First-Order Solution : 0.16 0.14 VSM m3 m-3 >1 − C2 EF ? A0 0.24 - 0.22 - 0.19 - 0.17 - 0.15 VSM m3 m-3 − D >1 + C EF ?>1 − C ? + Z 1 S0 S1 Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi Content 53 UYGU 2014 TÜBİTAK Active Microwave Modelling of Vegetation Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 54 27 01.07.2014 Radar Response UYGU 2014 Average Received Power TÜBİTAK Measured Transient Response from Trees to L-Band Stepped-Frequency Radar (1.25 GHz) The tree canopy and tree-ground effects appear at different times. 10dB ComRAD Ground Time 30ns Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi Bistatic Scattering from a Forested Terrain UYGU 2014 TÜBİTAK z Transmit Antenna 55 Receive Antenna Fop Fiq xo nˆ i xi ( ε 0 , µ0 ) nˆ o xt z=0 Forest z = −d ( ε g , µ0 ) Ground Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 56 28 01.07.2014 Scattering from a single particle embedded in the mean medium UYGU 2014 TÜBİTAK z Transmit Antenna Receive Antenna Fop ri Fiq nˆ o xo ro nˆ i xi ( ε 0 , µ0 ) xt z=0 s Effective Medium ( ε eff , µ0 Scatterer S ( xα , yα , − zα ) ) z = −d ( ε g , µ0 ) Ground Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi Geometrical Configuration for backscatter case 57 UYGU 2014 TÜBİTAK z Two layer vegetation model Antenna Bθ θi Far field Conditions: 1. Each scatter is in the far-field of antenna. 2. Antenna is in the far-field of each scatterer. n̂ Diffuse boundary 0 xt d1 Crown Layer d2 Trunk Layer −d1 −d Soi l Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 58 29 01.07.2014 Scattering Mechanism UYGU 2014 Direct Term Reflected Term Direct-Reflected Term Type I Direct-Reflected Term Type II TÜBİTAK Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi Individual Scattering Components 59 UYGU 2014 TÜBİTAK Branch Contribution Trunk Contribution Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 60 30 01.07.2014 The Effect of Soil Moisture UYGU 2014 TÜBİTAK WET SOIL : VSM 40 % DRY SOIL : VSM 5 % HH-POL Angle of Incidence : 45° VV-POL Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi The effect of Incidence Angle 61 UYGU 2014 TÜBİTAK HH-POL VV-POL Uydu Yer Gözlem Uygulamaları Yaz Okulu | 23-27 Haziran 2014 | T ÜBİTAK Gebze Yerleşkesi 62 31 01.07.2014 http://bte.bilgem.tubitak.gov.tr/tr/uygu-yo2014 [email protected] Teşekkürler... 32
Benzer belgeler
G3-1 - bilişim teknolojileri enstitüsü
For any given time t, this surface represents a plane
defined by z = constant, on which both the phase and
amplitude are constant. As time progresses, this plane of
constant phase and amplitude a...
Program PDF
03:40-04:00 Fusion of Visual and Thermal Signatures with Eyeglass Removal for Robust Face Recognition, Jingu Heo, Seong G. Kong, Besma R. Abidi, and Mongi A. Abidi University
of Tennessee, Knoxvill...
Turkish Facilities to Meet GAIA Solar System ToO
Rotational Properties of (832) Karin Young Family Asteroids
Landsat, Sentinels, and Supersites
Graphical illustration of Landsat program from EROS program inception in
1965 through present situation to anticipated launch of LDCM and beyond.