И.А. Сидоров1, А.Г. Гудков2, В.Д. Шашурин3, С.В. Чижиков4, Е.П. Новичихин5, 

Н.Ф. Хохлов6, И.О. Порохов7, В.Э. Пчелинцев8, Р.В Агандеев9

1–4,8,9 МГТУ им. Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет) (Москва, Россия)

5 ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН (г. Фрязино, Россия)

6 РГАУ МСХА им. К.А. Тимирязева (Москва, Россия)

7 АО «ЦНИРТИ им. академика А.И. Берга» (Москва, Россия)

Постановка проблемы. В России построены тысячи земляных дамб для создания аккумулирующих водохранилищ, защиты низменных территорий от наводнений, гидроэнергетики и др. Иногда, вследствие наличия подземных протечек происходят эрозия дамбы и прорыв с катастрофическими последствиями, как это было в Москве в январе 2019 г. с затоплением Тушинского тоннеля. Поэтому задача своевременного выявления мест подземных протечек земляных дамб является актуальной.

Цель работы – показать результаты летного эксперимента и практического использования СВЧ-радиометра, установленного на беспилотном летательном аппарате, с целью мониторинга состояния земляной дамбы в Воронежской области и возможности поиска мест подземных протечек.

Результаты. В работе представлены результаты экспериментального исследования состояния земляных дамб. Также анализ полученных карт влажности почвы позволяет определять места возможных подземных протечек.

Практическая значимость. Результаты летного эксперимента с применением двухполяризационного СВЧ-радиометра, размещенного на борту беспилотного летательного аппарата для дистанционного определения портрета влажности почвы, могут применяться с целью поиска мест возможных подземных протечек. Также данный способ дистанционного измерения влажности почвы может использоваться для нужд сельского хозяйства, в частности для системы точного земледелия. Кроме того, в работе проводится оценка перспектив использования СВЧ радиометрических влагомеров для оперативного обследования состояния протяженных гидрологических объектов.

1. Сидоров И.А., Гудков А.Г., Систер В.Г., Иванникова Е.М., Леушин В.Ю. Мониторинг гидрологической обстановки вдоль трасс трубопроводов методами микроволновой радиометрии // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2020. № 11. С. 34–36.
2. Гудков А.Г., Систер В.Г., Иванникова Е.М., Леушин В.Ю., Плющев В.А., Сидоров И.А., Четыркин Д.Ю. О возможности обнаружения нефтяных пленок на поверхности воды методами СВЧ-радиометрии // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2019. № 1. С. 34–36. DOI: https://doi.org/10.1007/s10556-019-00580-2
3. Сидоров И.А., Солдатенко А.П., Гудков А.Г., Леушин В.Ю., Новичихин Е.П. Результаты натурных экспериментов по мониторингу гидрологической обстановки вдоль автомобильных дорог многочастотной поляриметрической системой СВЧрадиометров // Машиностроитель. 2015. № 12. С. 46–55.
4. Систер В.Г., Иванникова Е.М., Гудков А.Г., Леушин В.Ю., Сидоров И.А., Плющев В.А., Солдатенко А.П. Определение очагов лесных и торфяных пожаров с помощью СВЧ-радиометрического зондирования // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2016. № 2. С. 32–33.
5. Гуляев Ю.В., Шутко А.М., Сидоров И.А. и др. СВЧ-радиометрия земной и водной поверхностей: от теории к практике. София: Академическое издательство имени проф. Марина Дринова. 2014.
6. Jeu R.D., Parinussa R., Biemond L., Haarbrink R., Shutko A., Demontoux F., Provoost Y. Safety inspection of levees with L-band radiometry // 11th Specialist Meeting on Microwave Radiometry and Remote Sensing of the Environment. MicroRad. 2010. P. 96– 98. DOI: 10.1109/MICRORAD.2010.5559583
7. Ященко А.C., Бобров П.П. Особенности обработки данных SMOS Level 1С в задачах дистанционного зондирования // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 3. С. 78–91. DOI: 10.21046/20707401-2017-14-3-78-91
8. Shutko A., Abramov V., Haldin A., Novichikhin E., Krapivin V., Golovachev S., Pliushchev V., Sidorov I., Biriukov E., Haarbrink R., Archer F., Hristov P., Gavrailov E. Sea surface and land - sea contact zones sensing at passive microwaves and in optical band // Ecologica. 2009. № 55. P. 345–349.
9. Shutko A.M., Krapivin V.F., Haarbrink R.B., Sidorov I.A., Novichikhin E.P., Archer F., Krissilov A.D. Practical Microwave Radiometric Risk Assesment (In English). Prof. Marin Drinov Publ. House, Bulg. Academy of Sciences. 2010. 100 p.
10. Archer F., Shutko A., Coleman T., Haldin A., Sidorov I., Novichikhin E. Microwave Remote Sensing of Land Surface from Mobile Platform: The Alabama 2003-2005 Experiment. Abstract. To be presented at "The Int 7IEEE 2006 Geoscience & Remote Sensing Symposium (IGARSS'06)". Denver, CO, USA. 2006.
11. Gudkov A.G., Leushin V.Yu., Sidorov I.A., Novichikhin E.P., Agasieva S.V., Gorlacheva E.N. Measurement and 3D Visualization of the Human Internal Heat Field by Means of Microwave Radiometry // Sensors. 2021. V. 21. Iss. 12. P. 4005. DOI: https://doi.org/10.3390/s21124005
12. Sedankin M.K., Vesnin S.G., Gudkov A.G., Leushin V.Yu., Sidorov I.A., Ovchinnikov L.M., Goryanin I.I. Portable microwave radiometer for wearable devices // Sensors and  Actuators A: Physical. 2021. V. 318. P. 112506. DOI: https://doi.org/10.1016/j.sna.2020.112506
13. Sidorov I.A., Gudkov A.G., Agasieva S.V., Khokhlov N.F., Chernikov A.S., Vagapov Y. A portable microwave radiometer for proximal measurement of soil permittivity // Computers and Electronics in Agriculture. 2022. V. 198. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compag.2022.107076
14. Shutko A.M., Haldin A., Krapivin V., Novichikhin E., Sidorov I., Tishchenko Y., Haarbrink R., Georgiev G., Kancheva R., Nikolov H., Coleman T., Archer F., Pampaloni P., Paloscia S., Krissilov A., Carmona A. Microwave radiometry in monitoring and emergency mapping of water seepage and dangerously high ground waters // Journal of Telecommunications and Information Technology. 2007. P. 76–82.