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SARscape雷达图像处理技术及其前沿应用徐恩惠Esri中国（北京）有限公司遥感事业部主要内容•ENVISARscape背景介绍•ENVISARscape雷达图像处理技术•SAR应用案例•总结雷达图像处理技术•雷达数据基本处理与分析-数据输入、多视、地理编码、配准、正射纠正、滤波、分类等•InSAR&Scan-InSAR处理-DEM提取-变形监测•PolSAR&Pol-InSAR处理•干涉叠加（Interferometricstacking）-雷达图像序列分析-PS/SBAS——实现mm级精度监测•成果应用雷达图像处理软件策略•主模块包括最基本SAR处理功能•依托专业、成熟雷达处理技术由瑞士SARmap公司开发SARscape扩展模块•SAR与光学遥感结合•与地理信息的集成ENVISARscape完整的雷达图像处理平台ENVITheCompleteImageProcessingPlatformENVIisthepremierapplicationforextractinggeospatialinformationfromremotely-sensedimagery.…SARscape数据读取•航天传感器•航空传感器•常见文件格式•RAW数据数据分析•DEM提取•PersistentScatterers•地表动态监测•地面形变监测•分类成果应用•Imagery•Maps•ArcGISGeodatabase功能扩展ENVI,IDLENVISARscape体系结构•SARscape核心模块——BASIC&InSARBundle•聚焦扩展模块——FocusingModule•滤波扩展模块——FilterModule•扫描式干涉雷达处理扩展模块——ScanSARInterferometryModule•极化雷达处理扩展模块——Polarimetery&PollnSARModule•干涉叠加扩展模块——InterferometryStackingModuleENVISARscape功能菜单•基本处理•聚焦•滤波•干涉雷达•干涉叠加•扫描干涉雷达•极化与极化干涉雷达•实用工具•批处理雷达数据基本处理与分析INSAR/DINSAR处理技术极化雷达处理技术干涉叠加技术ENVISARscape雷达图像处理技术支持多源雷达系统•支持多源雷达系统-ERS-1/2-JERS-1-RADARSAT-1-RADARSAT-2-ENVISATASAR-ALOSPALSAR-TerraSAR-X-1-COSMO-SkyMed-OrbiSAR-1(X、P-band)-E-SAR-RISAT-1-STANAG7023-RAMSES-TELAER-GLAS/IceSatDEMENVISAT2002RADARSAT-11996ERS-1/21991ALOS2006RADARSAT-22007支持雷达系统详细列表COSMO-Skymed2007雷达图像基本处理•特征提取•SAR数据地理定位与校正-基于轨道信息SAR图像自动地理定位-基于多普勒距离方程的严格SAR数据几何精纠正-使用交叉相关技术多时相SAR数据的自动配准-DEM支持下SAR数据的正射纠正（1~2个地面控制点）-支持矢量数据•辐射定标-亮度-后向散射系数-相对辐射定标•卷积滤波•SAR图像镶嵌•线性特征检测（道路、河流、海岸线……）正射校正一般精校正结果正射校正结果SAR图像分割•地物边缘检测•分割斑块合并•多时相数据分割聚焦与多视•提供基于相位保真的SAR原始数据调焦，通过W-K频域算法，可以由原始SAR数据获得高精度的SLC数据。•支持ERS-1/2、ENVISAT的RAW数据的镶嵌，以SCL数据形式输出。•支持的数据类型ENVISATASAR、ERS/JERS-1、ALOSPALSAR等，能够对以下原始数据处理生成SLC数据-ENVISATImageModedata-ENVISATAlternatingPolarizationdata-ENVISATWideSwath2data-ALOSPALSARFineResolution-ALOSPALSARDualPolarization-ALOSPALSARFullPolarization-ALOSPALSARScanSAR雷达多视图像假彩色合成•目的:识别海上船只•假彩色合成-多视图像（Multilooked）-合成方案：VH,HV,VV=R,G,B-地面分辨率=10mRaw极化信号数据SLC(HH,HV,VH,VV)探测图像(HH,HV,VH,VV)假彩色合成聚焦多视假彩色合成效果港口建筑港口N海上船只检测海上的船只Gamma&Gaussian滤波•效率高，减少了噪声，同时也保持了雷达反射、纹理特性和空间分辨率。Gaussian-GaussianMapfilter滤波方法强大的InSAR处理能力•InSAR处理能力-支持中分辨率（如ASAR宽模式）和高分辨率（ASAR影像模式）的InSAR和DInSAR数据-关键基线计算-生成干涉图-多孔径干涉对比-大气校正-干涉连贯性统计-干涉图补偿-干涉图滤波-相位解缠-相位编辑-轨道修正-DEM生成-位移生成（生成相干图像）-形变模型2-passInSAR获取DEM输入:SARSLC像对输出:DEMD-InSAR干涉图形变图ScanSAR干涉处理•ScanSAR模式的干涉处理(400by400km）•与干涉处理模块结合，可以用于处理生成大范围的干涉图像、相干图像、地面断层图/形变极化SAR(PolSAR)处理•支持极化SAR以及极化干涉SAR数据-ALOSPALSAR,RADARSAT-2,TerraSAR-X-1•对极化SAR处理能力包括：-极化定标矩阵-极化信号-极化合成-极化特征-Pauli分解-熵－各向异性-阿尔法分解-熵－各向异性-阿尔法分类Pauli分解ALOSPALSARPLR极化干涉雷达（PolInSAR）处理•SLC匹配•合成相位生成•相干优化•极化相位差（PPD）/干涉图生成•合成相位补偿•极化相干从Pol-InSAR中获取树高干涉叠加技术——永久散射体&短基线•PS(PersisrentScatterers,永久散射体)-永久散射体能用来确定由于一些自然现象（例如：火山或地震活动，山崩，地陷，建筑物倒塌等）而产生的特征地物在地面上产生的mm级的位移。精度相当高。-支持ERS、ENVISAT等卫星获取的SAR数据•SBAS(SmallBaselines,短基线)用ERS-1/2SAR监测城市地表沉降速率1992--2003永久散射体用于巴黎地表沉降监测矿山沉降监测SBAS应用利桑半岛形变监测利用31景EnvisatASAR获取2003年~2010年间平均地表位移速率[mm/year]众多实用工具•制图转换•数据统计•DEM提取•彩色合成•生成地面控制点文件•生成TIFF文件•图像修改•PRF校正•质量分析•……与光学遥感数据的结合•是ENVI的扩展模块，可充分使用ENVI中的功能。SAR应用案例•通过InSAR技术手段，短时间内获取瑞士境DEM数据，像元大小为25米，高程精度为7-15米。提取DEM数据监测地表形变11天22天33天44天55天66天3.11日本地震利用InSAR技术对日本仙台市进行地震形变监测。监测结果表明，北部地面比地震前高，最大形变值达到30厘米，南部地面总体呈沉降状态，最大值在监测区域最南部，达到3.4米。总体上可以看出，从北向南，呈现地面隆起到沉降的趋势，并且最南部区域地面严重沉降。2003年12月26号伊朗巴姆地震前后地表变形监测城区大部分区域受到影响–不连贯变形南北产生方向相反的变形，形成南北向走滑断层京津高铁沿线地面沉降速率（2007.1-2009.6）中国国土资源航空物探遥感中心,遥感方法所葛大庆沪杭高铁沿线地面沉降监测中国国土资源航空物探遥感中心,遥感方法所葛大庆北京地铁13号线地表沉降监测中国国土资源航空物探遥感中心,遥感方法所葛大庆冰川&极地地区海冰监测不连续的浮冰快速运动的冰舌森林制图木材蓄积量森林制图多时相的水稻种植监测高分辨率SAR监测作物生长洪水监测洪水发生时一个月后绿色—植被褐、灰色—裸地蓝色—水体土地利用变化监测1986TM影像2007TM&ALOSPALSAR融合影像1986-2007土地利用变化图城市制图滑坡/地面形变监测DEM获取建筑物变形监测森林制图雪/冰川制图陆地/海洋目标检测洪水/湿地监测土地覆盖制图荒漠化监测农业监测作物估产ENVISARscape应用领域溢油监测海波高度估算SARscape®谢谢！