No abstract

Моделирование полей излучения плоского анизотропно рассеивающего однородного слоя произвольной оптической толщины.Аннотация. Проведено моделирование полей излучения плоского однородного слоя произвольной оптической толщины при сильно вытянутых индикатрисах рассеяния. Для реализации этой задачи использовалась модификация классического принципа инвариантности Амбарцумяна -Чандрасекара, позволившая получить новые нелинейные интегральные уравнения для азимутальных Фурье-гармоник обобщенной единой фотометрической функции излучения и фотометрических инвариантов, которые объединяют интенсивности восходящего и нисходящего излучения на произвольных зеркально-симметричных оптических уровнях в зеркальных направлениях визирования при фиксированных азимутах и зенитных расстояниях Солнца. Параметризация полученных нелинейных интегральных уравнений показала, что при отсутствии отражающей подстилающей поверхности на уровне нижней границы слоя пространственно-угловые свойства фотометрических инвариантов и единой фотометрической функции в случае сильно вытянутых индикатрис рассеяния с максимальными значениями вблизи малых углов рассеяния при малом истинном поглощении излучения в среде позволяют приближенно представить общее поле излучения в виде интенсивностей однократно рассеянного излучения с адаптивными поправочными множителями. Эти функциональные поправки обусловлены многократным рассеянием излучения и имеют четкое физическое обоснование. Использование принципа зеркального отображения (симметрии) позволило учесть указанные особенности реальных индикатрис рассеяния при численном моделировании фотометрических инвариантов и единой фотометрической функции. Проведенный анализ показал доминирующую роль однократного рассеяния при формировании полей излучения анизотропно рассеивающего однородного слоя в случае слабого поглощения излучения при сильно вытянутых индикатрисах рассеяния.Ключевые слова: однородный плоский слой, принцип инвариантности Амбарцумяна -Чандрасекара, нелинейные интегральные уравнения, адаптивная параметризация, фотометрические инварианты, единая фотометрическая функция, коэффициенты яркости, интенсивности поля излучения, однократное рассеяние, поправочные функции, индикатриса Хеньи -Гринстейна.1. Введение. Проблема численно-аналитического моделирова-ния полей излучения анизотропно рассеивающих и поглощающих при-родных сред, ограниченных снизу произвольными неортотропно отража-ющими подстилающими поверхностями, имеет большое теоретическое и прикладное значение [1][2][3][4][5][6][7]. Теоретическое значение указанной проблемы обусловлено необходимостью получения высокоточных приближенных решений краевых задач теории переноса излучения в случае реальных ин-дикатрис рассеяния с максимумом вблизи малых углов рассеяния ~0 ,   которые вызывают большие осцилляции указанных решений, потерю их 214

О.И. Численное моделирование коэффициентов яркости плоского однородного слоя на основе принципа зеркального отображения и решений линейных сингулярных интегральных уравнений.Аннотация. На основе принципа зеркального отображения и соответствующих решений модифицированных линейных сингулярных интегральных уравнений проведено численное моделирование единой функции внешнего поля излучения и фотометрических инвариантов коэффициентов яркости плоского однородного слоя конечной оптической толщины на его внешних границах. Показана эффективность этих уравнений при использовании метода угловой дискретизации в задачах численного моделирования полей излучения системы «атмосфера -подстилающая поверхность». Указанный новый подход позволяет обобщить основные результаты численного радиационного моделирования в частном случае полубесконечного однородного слоя. В этой связи рассмотрены основные математические аспекты и вычислительные особенности численной реализации метода угловой дискретизации. Вследствие линейности используемых базовых интегральных уравнений проведенный анализ можно обобщить на случай скалярных и поляризованных полей излучения при учете многократного анизотропного рассеяния излучения и его отражения от произвольной горизонтально-однородной подстилающей поверхности.Ключевые слова: принцип зеркального отображения, плоский однородный слой, коэффициенты яркости, фотометрические инварианты, единая функция, основная краевая задача, линейные сингулярные интегральные уравнения, регуляризация, численное моделирование, метод дискретизации, характеристические корни, отражающая подстилающая поверхность.1. Введение. До недавнего времени численное моделирование полей излучения плоского однородного слоя произвольной оптической толщины τ 0 проводилось в рамках традиционных представлений об их пространственно-угловой симметрии только на его внешних границах и на основе известной теоремы оптической обратимости для индикатрис рассеяния ( )Вместе с тем, как было впервые показано автором [2], проблема пространственно-угловой симметрии внешних и внутренних полей излу-чения указанного слоя не ограничивается ее классическим рассмотре-нием [3][4][5]. Оказалось, что поле излучения данного слоя обладает скры-тым внутренним свойством «зеркальной» пространственно-угловой сим-метрии относительно его середины ( 0 2  ). Указанное свойство симмет-рии определяется общим принципом зеркального отображения, сформу-

О.И. Влияние атмосферной турбулентности, молекулярно-аэрозольного рассеяния и параметров бортовой оптической аппаратуры на качество спутнико-вой видеоинформации при съемке Земли из космоса. Аннотация. Рассмотрена актуальная проблема совместного влияния развитой атмо-сферной турбулентности, рассеивающей молекулярно-аэрозольной атмосферы и пара-метров бортовой оптической аппаратуры на качество спутниковой многоспектральной видеоинформации о природной среде, получаемой при дистанционном зондировании Земли из космоса в видимой области спектра λ=400-850нм. Представленные результаты получены в рамках теории динамических систем и Фурье-преобразований линейных оптических сигналов. При анализе указанной проблемы использованы репрезентативные данные о вертикальной зависимости структурной функции атмосферной турбулентно-сти, характеристиках бортовой оптической аппаратуры и параметрах пространственно-частотной фильтрации космической видеоинформации, определяемых многократным некогерентным рассеянием солнечных фотонов в подсистеме «молекулярно-аэрозольная атмосфера Земли -горизонтально-неоднородная подстилающая поверхность». Рассчи-таны соответствующие передаточные функции и частотно-контрастные характеристики общего комплексного оптического канала. Показано, что в этом случае качество косми-ческих изображений и спектров яркости наземных (надводных) объектов среднего (Δ~10-10 2 м) и низкого (Δ~10 3 -10 4 м) пространственного разрешения практически не зависит от атмосферной турбулентности. При этом ее влияние по сравнению с много-кратным некогерентным молекулярно-аэрозольным рассеянием и бортовым оптическим регистратором наиболее существенно только для наиболее высокочастотных и мелко-масштабных фрагментов космических изображений (Δ<<10м). Ключевые слова: функция рассеяния, атмосферная турбулентность, молекулярно-аэрозольное рассеяние, бортовой оптический прибор, пространственно-частотное раз-решение, линейная оптическая система, оптическая передаточная функция, Фурье-преобразование, структурная функция турбулентности, флюктуации показатели прелом-ления, атмосферный пространственно-частотный фильтр, наземная мирра, пороговая пространственная частота, прямая и диффузная прозрачности атмосферы.Smokty O.I. Influence of turbulent atmosphere, molecular-aerosol scattering and on-board optical devices´ parameters on the satellite video data quality at the Earth's remote sensing from space. Abstract: Topic issue of conjoint influence of developed atmospheric turbulence, molecularaerosol light scattering and on-board optical devices parameters on the multispectral satellite environmental video data´s quality obtained at the Earth´s remote sensing from space in the visual spectral field ʎ = 400-850nm is considered. Given results are obtained in the framework of both dynamic systems theory and Fourier transformations of the linear optical signals. While analyzing above-considered problem, the representative data concerning vertical dependence of atmospheric turbulence structural function, on-board optical devices characteristics and spa...

No abstract