SARscape5.7中环境减灾二号05星SAR数据处理方法

文摘   科技   2024-07-03 17:37   北京  

环境减灾二号05卫星(别名:5米S-SAR 01星)于2022年10月13日发射成功,与2023年8月9日发射成功的环境减灾二号06星进行组网运行。


缺少环境减灾二号05卫星产品说明书,本文缺少对该卫星数据的详细说明,文件命令为常见的命名方式,如下所示:

HJ2E_KSC_STRIP_006412_E119.2_N35.3_20231207_SLC_HV_L10000141614

能得到该数据为条带成像模式(STRIP)的HV极化的L1级SLC产品。


最新的SARsacpe5.7版本已经开始支持环境减灾二号05雷达卫星的数据处理。本文是在SARscape5.7下完成,包括数据导入、多视处理、滤波处理、地理编码。

注:不出意外,环境减灾二号06也可以采用相同的处理方法。


软件试用方式:

1、安装SARscape5.7:

https://envi.geoscene.cn/sar_license

2、下载补丁并安装:

https://pan.baidu.com/s/1RbB-V4PZRpSIXSg8f-Zcrg?pwd=ENVI

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数据导入

本文档使用的是环境减灾二号05 L1级产品,它是单视复数据(SLC),条带模式(STRIP)成像模式,标称分辨率为5米。


在处理之前,我们选择一套默认参数,打开Toolbox/SARscape/Preferences/Preferences specific,在打开的界面中,选择Load Preferences->VHR(better than 6m)。再点击General parameters选项,设置Cartographic Grid Size(m):5。


(1)在Toolbox中,选择SARscape/Import Data/SAR Spaceborne/Single Sensor/HJ-2。

(2)在打开的面板中,

  • 数据输入面板(Input Files)

-   输入文件(Input File List):输入过滤的.xml文件。支持多景输入批量输入。

  • 参数设置面板(Parameters):主要参数(Principal Parameters)

-   对数据重命名(Rename the File Using Parameters):True。软件会自动在输入文件名的基础上增加几个标识字母,如增加“_HH_slc”。

注:如果输入多景同一天成像数据,输出的文件名会重复,这里设置False。

  • 数据输出面板(Output Files)

输出文件(Output file list):自动读取ENVI默认的数据输出目录以及输入面板中的数据文件名。

注:1.如果要修改输出的路径,在右边单击文件夹图标选择输出文件夹目录。

    2、如果要修改输出的路径,在输出文件名右键选择Edit菜单。

(3)单击Exec按钮开始执行。

图:数据导入

图:导入后图像(水域区域有部分像素为0值,自动透明显示)

生成的结果除了图像文件外,还包括Shapefile和KML格式的图像轮廓线。

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流程化工具处理

SARscape提供单时相SAR流程化处理工具和分步处理工具。本文采用的是单时相SAR流程化处理工具。


注:分步工具可以从/SARscape/Basic/Intensity Processing中选择对应的多视、滤波、地理编码工具,分布式处理工具一次可以处理N景影像。


启动流程化的SAR处理工具:双击/SARscape/Basic/Intensity Single Image Workflow,打开Intensity Single Image流程化工具面板。流程化的处理工具界面左侧是工作流的各个步骤,右侧是相应步骤的输入输出及参数设置,下方是步骤控制按钮Back和Next按钮,在处理过程中可点击Back和Next按钮切换至中间某一步查看参数或调整参数重新处理。

第一步:数据输入(Input)

(1) 数据输入(Input File)

  • Area of interest in Geographic Coordinates:

    输入裁剪区域。经纬度坐标的shp文件、KMZ、KML文件格式。

  • Input File:输入上一步导入得到的文件。

(2)参考坐标系设置(DEM/Cartographic System),输入参考高程。

Reference下拉菜单中提供了两种方式:

•  Input DEM:输入已有的参考DEM文件。

•  DEM Download:下载相应区域的DEM数据。

本例选择DEM Download方式,单击Type选择ALOS World 3D 30m。

(3)参数设置(Parameters):Grid Size:5m。

(4)单击Next按钮。

第二步:输入原始SAR数据(Import Generic SAR Data)

支持一些传感器直接输入原始文件。本例已经导入过数据,这一步不用设置,直接单击Next按钮。

第三步:多视(Multilooking)

(1)主要参数设置(Principal Parameters):

• 多视方法(Multilooking Method):Time domain。

• 软件根据元数据文件和设置的制图分辨率(Grid Size for Suggested Looks:5m)自动算出距离向视数(Range Looks):1,方位向视数(Azimuth Looks):2。

(2)单击Next按钮执行下一步。

注:设置Global->Generate Quick Look:False,不输出快视图,能提高一点处理速度。


图:多视处理步骤

第四步:滤波(Single Image Filtering)

(1)主要参数设置(Principal Parameters):

• 滤波方法(Filter Method):提供了7种滤波方法,本例选择Lee方法。

•  等值视数(Equivalent Number of Looks):-1

注:1、需要设置每个滤波方法的参数,可选择Filters parameters选项进行参数设置。

2、根据需求可设置Global->Generate Quick Look:False,不输出快视图,能提高一点处理速度。

(2)单击Next按钮执行下一步。

第五步:地理编码与定标(Geocoding and Radiometric Calibration)

(1)主要参数(Principal Parameters):

• 像元大小(X Grid Size):5。

• 像元大小(Y Grid Size):5。

• 辐射定标(Radiometric Calibration):False。

注:环境减灾二号05星目前元数据中没有提供定标所需的参数,后面几个参数不需要设置。

•  散射面积(Scattering Area):Local Incidence Angle。

• 辐射归一化(Radiometric Normalization):False。

注:辐射归一化后得到的为Gamma计量单位。

• 局部入射角校正(Local Incidence Angle):False。

• 输出类型(Output type):Linear。

注:输出类型linear和Db的关系为:∂^0 (Db)=10*log∂^0

(2)单击Next按钮执行下一步。

图:地理编码与定标参数设置

最后一步:输出(Output)

(1)选择输出结果路径。

(2)Delete Temporary Files:勾选删除中间结果。

(3)单击Finish按钮。

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浏览结果

本实例数据覆盖区域海边区域,如下为HV极化图像,可以看到图像纹理清晰,能分辨浅海海底部分信息,海面上的养殖场依稀可见。

图:局部效果图

叠加到天地图卫星底图上,缩放到SAR合适尺度上,肉眼几乎区分不出几何偏差,几何定位非常精确。

图:叠加天地图卫星图像


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