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2020/8/8 (1条消息)06-SNAP处理Sentinel-1 IW SLC数据(极化SAR预处理)_lidahuilidahui的博客-CSDN博客_snap处理sar数据
https://blog.csdn.net/lidahuilidahui/article/details/89385926 1/37
06-SNAP处理Sentinel-1 IW SLC数据(极化SAR预处理)
SNAP处理Sentinel-1 IW SLC数据(极化SAR预处理)
前言
基本认识
Sentinel-1数据产品模式简介
Sentinel-1数据文件名命名规则
Sentinel-1数据文件组织结构
快速预览数据
数据源
预处理
导入影像
SLC影像通道介绍
IW模式SLC数据名及构成的解释
轨道校正
辐射定标
Deburst
多视
升降轨左右视判断
地形校正
导出为PolSARpro格式
修改一
修改二
回看PolSARpro的预处理
TOPSAR Split操作
TOPSAR merge操作
S1 TOPS Split 数据集预处理
TOPSAR Merge
镶嵌
TOPSAR Assembly操作
流程图处理
后语
参考文献
(码字不易,转载请注明来源!谢谢!)
前言
网上有一些关于SNAP处理Sentinel-1 数据的例子,但是处理的数据基本是都是GRDH级的数据,很少处理SLC级的数据(有些是针对InSAR应用进行处理
的)。现阶段多数人处理Sentinel系列数据大都是利用ENVI等软件进行的,然而ENVI等处理软件都是商业软件,尽管可以使用破解版或免费申请使用,但是总
是有点限制,或是功能受限或是时长受限,总之,使用起来也是不便。本篇文章是为了填补这个空白而创作,一方面是为了促进SNAP软件和免费Sentinel系卫
星的使用,另一面也是为了答复一些朋友的疑问。
这里的处理是针对PolSAR分类而进行,探讨的是利用SNAP对Sentinel-1 卫星数据双极化处理操作。
记得在去年GIS大会程晓教授说过1999年在北极(还是南极)科研考察时遇到海面结冰现象,需要寻找一条破冰道路(还是不结冰的路线),当时,加拿大航空
局免费提供了几景Radarsat-1 SAR卫星影像(那时候,一景SAR影像比现在贵得多相对购买力而言),好事啊,但是,非常遗憾,当时居然没有人懂得处理与
分析该SAR影像,相当于这几景SAR影像全废了(至少当时没有发挥其作用)。现在已经过去了20年,我国也有自己的SAR卫星(高分3号,GF-3),尽管还有
不少问题。毫无疑问,SAR(星载也好,机载也好)是非常重要的,无论对于军用(许多隐形飞机携带的就是高精度机载SAR)还是民用,至少敌对势力在研究
这个,你就不能不能不研究这个。虽然有些感概,但更希望这样的事情可以避免。搞SAR前景是美好的(至少国家是需要的),但现阶段是艰苦的,还在追逐西
方的脚步。
希望本文能给各位带了一些收获!
基本认识
在博主第一篇博客中是利用PolSARpro进行处理的,本质上说,PolSARpro是通过调用SNAP(早期是通过ASF的MapReady)来对Sentinel-1卫星进行预处理
的,当然,它们都是欧空局授权开发的软件,仅仅针对的重点不同,PolSAR封装了许多极化SAR相关函数(多于1500个),SNAP仅能实现一些比较基本的极
化SAR处理,就是常见的几种极化分解,Freeman,H-A- 等极化分解,没有办法深入进行PolInSAR/PolTomoSAR处理。α
2020/8/8 (1条消息)06-SNAP处理Sentinel-1 IW SLC数据(极化SAR预处理)_lidahuilidahui的博客-CSDN博客_snap处理sar数据
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Sentinel-1数据产品模式简介
网上已有介绍,不再重复赘述,请看有道云笔记哨兵1号(Sentinel-1)数据的介绍,
欧空局官网也有对Sentinel-1数据产品模式介绍。
Sentinel-1数据文件名命名规则
网上也已有介绍,不再重复赘述,请看博客Sentinel 1文件名命名规则的讲解或者参考欧空局官网关于Sentinel-1数据命名规则的介绍。
Sentinel-1数据文件组织结构
下载并解压Sentinel-1 IW SLC(或GRD)级产品数据的压缩包,进入解压后的文件夹,可以看到如下的文件组织结构:
与下图是一一对应的:
它包括:
一个manifest.safe文件(元数据文件,本质上是一个.xml文件);
测量数据的子文件夹measurement,存放的是真正影像数据(.tif格式的文件);
一个包含KML和HTML预览文件的预览子文件夹preview(存放的是与预览图有关的文件);
一个注释子文件夹annotation(存放是卫星拍摄以及定标时的相关数据说明等元数据);
包含XML模式的支持子文件夹support(对.xml文件的扩展支持文件)
此外还有一个关于数据质量的说明文件。
或者参考欧空局官网SAFE(Standard Archive Format for Europe, 欧洲标准存档格式)的介绍。
快速预览数据
2020/8/8 (1条消息)06-SNAP处理Sentinel-1 IW SLC数据(极化SAR预处理)_lidahuilidahui的博客-CSDN博客_snap处理sar数据
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利用preview子文件夹下product-preview.html文件(可以用浏览器打开), 可以快速看到该影像数据的预览图以及文件组织结构:
如果你点击某个图中蓝色标记链接,会自动跳转到该文件,很方便查看该文件内容。
数据源
本文用的数据是刚好覆盖上海市全境(指陆地区域)的两幅2019年8月22日Sentinel-1B(IW SLC,干涉宽幅模式斜距单视复数)卫星影像:
S1B_IW_SLC__1SDV_20190822T095402_20190822T095429_017697_0214B5_658C.SAFE
S1B_IW_SLC__1SDV_20190822T095426_20190822T095453_017697_0214B5_5B01.SAFE
如下图所示:
SNAP对Sentinel-1A或Sentinel-1B数据的预处理功能是比较成熟,这里选择的是Sentinel-1B, 因为有人反映处理Sentinel-1B有时会遇到问题。不过,我觉得
这种可能性很低,如果你遵循较规范的处理流程的话。
预处理
(注,博主笔记本电脑windows10系统,i7, 运行内存16G,应该是足够处理两景数据集的)
导入影像
在SNAP导入Sentinel-1影像,有2种方式:
拖动方式:
可以将Sentinel-1影像数据压缩包(.zip)直接拖入SNAP的左侧的Product Explorer窗口,稍后SNAP会自动导入该压缩包里面的数据。(可以按Ctrl键选
择多个,并一次拖动多个);
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可以将解压后Sentinel-1影像数据的.SAFE后缀文件夹直接拖入SNAP的Product Explorer窗口,稍后SNAP会自动导入该文件夹里面的数据(可以按Ctrl键
选择多个,并一次拖动多个);
利用SNAP的菜单栏功能:File—>Open Product
在弹出窗口中选择Sentinel-1影像数据压缩包(可以按Ctrl键选择多个,并一次拖动多个);
在弹出窗口中选择Sentinel-1影像数据解压后.SAFE文件夹下的manifest.safe文件(一次只能选择一次)。
显然,拖动方式更方便一些。
SLC影像通道介绍
2020/8/8 (1条消息)06-SNAP处理Sentinel-1 IW SLC数据(极化SAR预处理)_lidahuilidahui的博客-CSDN博客_snap处理sar数据
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导入Sentinel-1B IW SLC影像后,展开其下方的文件(点击文件夹名前面的“+”号),再把Bands文件夹展开,如下图:
其中,文件夹Metadata存放是影像的元数据文件;文件夹Vector Data 存放的是矢量数据(如大头针pin标记点,控制点,还可以添加ROI等矢量数据);文件
夹Tie-Point Grid存放的是与地理编码有关的网格数据(如经纬度,入射角等信息);文件夹Quicklooks存放是Quicklook图(快视图);Bands存放是SAR的极化
通道(波段)数据。
IW模式SLC数据名及构成的解释
SLC(Single Look Complex,单视复数),SAR影像是比较复杂的,SAR影像比光学影像有许多优点,其中,SAR影像可以携带相位和极化信息,这是SAR影像
区别于光学影像的重要特性,使得SAR影像有许多有别于光学影像的应用。
Sentinel-1发射的电磁波属于微波的C波段频段范围。电磁波(可见光也是一种电磁波)是横波,极化信息只有横波才能携带。波的方程表示可以由频率,振
幅,相位确定三角函数和复数表示,复数表示更加简洁一些。(这段话希望勾起你学过的数学复变函数学以及物理电磁学,深入理解建议看相应的参考书或者
SAR或微波遥感的教材)。
Sentinel-1 SAR IW SLC数据包含3个子带(IW1,IW2, IW3),在一个IW产品中总共有三个(单极化)或六个(双极化)极化通道图像。每个子带又由9个burst带
(脉冲带)构成。
IW 模式 TOPSAR(Terrain Observation with Progressive Scans SAR )成像技术来拍摄3个子带,该技术可以获得和ScanSAR成像技术一样的分辨率和拍摄
范围,但是获得影像质量更高,影像噪声更易处理。后面,我将SNAP对这种TOPSAR技术得到的IW影像的预处理称为TOPSAR预处理,TOPSAR预处理的操
作都在SNAP的Radar—>Sentinel TOPS菜单栏下。
如果你对TOPSAR 技术感兴趣的话,可以找下这方面的论文。
详见欧空局Sentinel-1卫星IW拍摄模式介绍。
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kuanna
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