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SARscape中海丝一号(HISEA-1)雷达数据处理

2022-05-13 17:32:57  阅读:215  来源: 互联网

标签:Files 输出 Parameters HISEA 数据处理 图像 SARscape 面板 数据


海丝一号卫星是我国首颗商业 SAR 合成孔径雷达卫星,也是国际首颗C波段轻小型SAR卫星,同时它是国内高校首颗面向海洋和海岸带科学观测的SAR遥感卫星,于2020年12月22号成功发射。

海丝一号载荷极化方式为VV单极化,重返周期3天,主要有三种拍摄模式:

  • 条带模式Stripmap(SM):3m@20km;
  • 扫描模式ScanSAR(NS/ES):20m@100km,10m@50km;
  • 聚束模式SpotSAR(SP):1m×5m@5km×5km;

SARscape5.6新出补丁初步支持海丝一号数据的导入,数据导入后就能进行后续的所有处理(暂时不支持辐射定标),如果数据支持InSAR条件,还支持InSAR处理。本文是在SARscape5.6下完成,包括数据导入、多视处理、滤波处理、地理编码、船只提取。

SARscape5.6下载与试用:http://envi.geoscene.cn/sar_license

补丁下载:https://www.sarmap.ch/5.6/0/preliminary/20210521/last.html

1数据导入

海丝一号L1级产品是单视复数据(SLC),L2是正射校正图像数据(ORG)。如下图为产品命名说明。

图:产品命名说明

命名元素形式

元素描述

元素值域

MMM

任务标识符。BC1 项用于TY38-C1 地面处理设备生产的产品。

BC1, BX1

BB

成像模式标识符。

l  SM适用于 StripMap产品

l  NS,ES分别适用于Narrow ScanSAR 和Extra ScanSAR 模式的产品

l  SP适用于 SPOT模式产品。

SM, NS, ES, SP

TTT

产品类别。

SLC, ORG

L

处理级别。

1, 2

F

产品类别。

S (Standard), U (User)

PP

极化。

SV (Single VV polarisation)

YYYYMMDD THHMMSS

产品的开始日期和时间。

使用 T分隔的年月日时分秒

AAAAAA

采集任务编号

000001-999999

RRRRRR

数据产品标识

000001-FFFFFF

EEE

产品格式扩展名。

Zip/tar.gz

 

本文档操作的例子数据是BC1_SM_SLC_1SSV_20210324T214340_000394_00018A.zip,可以看出是3米分辨率的条带模式成像,L1级SLC标准产品,VV单极化。

注:例子数据由厦门大学提供,表示感谢。

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 3m)。

(1)在Toolbox中,选择/SARscape/Import Data/Single Sensor。

(2)在打开的面板中,

  • 数据输入面板(Input Files)
  • 输入文件(Input File List):输入自动找到的.safe文件
  • 参数设置面板(Parameters):主要参数(Principal Parameters)
  • 极化方式(Polarization):ALL,输出所有的极化数据,可以选择只输出同极化或者交叉极化的数据;
  • 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“_VV_slc”。
  • 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:数据导入与SLC图像

生成的结果除了图像文件外,还包括Shapefile格式的图像轮廓线。

2多视处理

单视复数(SLC)SAR图像产品包含很多的斑点噪声,为了得到最高空间分辨率的SAR图像,SAR信号处理器使用完整的合成孔径和所有的信号数据。多视处理是在图像的距离向和方位向上的分辨率做了平均,目的是为了抑制SAR图像的斑点噪声。多视的图像提高了辐射分辨率,降低了空间分辨率。输出雷达强度图像。

注:该步骤可以不做,直接对SLC图像进行地理编码。

 (1)在Toolbox中,选择/SARscape/Basic/Intensity Processing/Multilooking。

 (2)在Multilooking面板中:

  • 数据输入(Input Files)面板,单击Browse Files按钮,选择SLC数据,此处选择上一步导入得到的slc数据,根据选择的输出Grid Size=3自动算出了视数。本例中,方位向视数(Azimuth Looks):2,距离向视数(Range Looks):2。
  • 参数设置(Parameters)面板,主要参数(Principal Parameters)中,多视的视数和输出的制图分辨率按照默认。
  • 数据输出(Output Files)面板,输出路径及文件名按照默认,结果自动添加_pwr后缀。

   (3)单击Exec按钮执行。

图:多视处理参数界面

3滤波处理

从连贯SAR传感器中获取的图像都有斑点噪声,可通过空间滤波方式抑制噪声。

(1)Toolbox中,选择/SARscape/Basic/Intensity Processing/Filtering/Filtering Single Image。

(2)在Filtering Single Image面板:

  • 数据输入(Input Files)面板,单击Browse Files按钮,选择需要滤波的雷达强度图像。

注:也可以选择地理编码后的雷达强度图像。

  • 参数设置(Parameters)面板,主要参数设置(Principal Parameters)为
    • 滤波方法(Filter Method):Frost。有8种滤波方法
    • 方位向窗口大小(Azimuth Window Size):9
    • 距离向窗口大小(Range Window Size):9
    • 等值视数(Equivalent Number of Looks):-1

说明:窗口设置越大,滤波效果越平滑,需要的时间越长

  • 数据输出(Output Files)面板,设置输出路径和文件名,默认自动添加了_fil的后缀。

(3)单击Exec执行。

图:滤波前后结果(左-滤波前,右-Forst滤波后)

4地理编码

目前SARscape只支持海丝一号数据的地理编码,暂时不支持辐射定标,如后向散射系数计算等。

(1) Toolbox中,选择/SARscape/Basic/Intensity Processing/Geocoding/Geocoding and Radiometric Calibration。

(2) 打开Geocoding and Radiometric Calibration面板:

  • 数据输入(Input Files):选择上一步得到的滤波结果。

注:也可以选择导入的SLC、多视后的PWR强度数据。

  • 可选文件(Optional Files):Geometry GCP File和Area File这两个文件是可选项,这里不使用这两个文件。
  • 投影参数(DEM/Cartographic System):选择Geo-GLOBAL,其他默认。

注:可以选择提前下载好的DEM数据,输出与DEM一样的投影坐标信息就是。

  • 参数设置(Parameters)面板,主要参数(Principal Parameters)
  • 像元大小(X Grid Size):3
  • 像元大小(Y Grid Size):3
  • 辐射定标(Radiometric Calibration):False

其他默认。

  • output files面板,选择输出路径和文件名,默认自动添加了_geo后缀。

(3)单击Exec执行。

输出结果中,除了输出一个ENVI格式的结果文件,同时还输出一个8bit、Geotif格式的拉伸结果图像,KML格式的外接边文件。

图:地理编码参数设置

图:KML文件叠加到地图上

5船只提取

水面上的船只在雷达图像上后向散射非常强烈,图像表现为高亮区域。

(1) Toolbox中,选择/SARscape/Basic/Feature Extraction/Ship Features/Ship Detection。

(2) 打开Ship Detection面板:

  • 数据输入(Input Files):选择地理编码后的图像文件。
  • 可选文件(Optional Files):选择一个陆地的面状shp矢量文件。提高检测精度。
  • 参数设置(Parameters)面板,主要参数(Principal Parameters)
  • Target Window Size:定义一个目标检测的窗口。
  • Guard Window Size:在目标检测窗口周围定义一个未被考虑到的窗口(为了移除双目标)。
  • Background Window Size:用于估计背景的窗口大小。
  • Probability Of False Alarm:虚警率阈值,范围是0到1。
  • Central Pixel Minimum Sigma0 (dB):目标窗口中心像素的最小后向散射系数值。
  • Minimum Ship size:检测最小船只大小。
  • Generate KML:是否生产kml文件
  • Land Mask Buffer Size:陆地矢量文件边界缓冲区。

按照默认参数执行。

  • Output Files面板,选择输出路径和文件名,默认自动添加了_geo后缀。

(3)单击Exec执行。

结果为一个点要素的shp矢量文件,如下图为按照默认参数提取的船只分布,提取了89艘船只,初步目视检验,漏检3艘。

图:船只检测参数设置

图:船只检测结果

标签:Files,输出,Parameters,HISEA,数据处理,图像,SARscape,面板,数据
来源: https://www.cnblogs.com/enviidl/p/16267492.html

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