(完整版)03-SAR数据基本处理
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SAR成像处理,说白了就是一系列让雷达图像更好看的步骤。
首先,得把那些乱七八糟的系统误差去掉,再把图像放到正确的位置上。
接下来,得处理一下,让图像更清晰。
这中间,有一个特别让人头疼的问题,就是斑点噪声。
这些噪声让图像看起来都是一个个的斑点,目标都找不着了。
所以,得用各种方法把这些噪声去掉,比如用滤波器、统计方法,或者在频域里处理。
然后,还有一个重要的事儿,就是运动补偿。
因为雷达和目标之间总是有点儿相对运动,这运动要是大了,图像就模糊了。
所以,得用一些方法把这个运动给补回来。
当然了,这只是最基础的处理。
现在还有好多高级的技术,比如深度学习、多模态数据融合、自动化处理等等。
这些技术能让SAR图像更好,更准确地识别出目标。
总的来说,SAR成像处理就是一系列让雷达图像更好看的步骤,中间还得对付一些让人头疼的问题。
但随着技术的进步,这些问题都能慢慢解决。
1。
sar图像处理流程英文回答:### SAR Image Processing Workflow.Synthetic Aperture Radar (SAR) is a remote sensing technique that utilizes the Doppler effect to generatehigh-resolution images of the Earth's surface. The SAR image processing workflow involves several key steps:1. Data Acquisition: SAR data is acquired by airborne or satellite-based platforms equipped with SAR sensors. These sensors emit microwave pulses and record the echoes reflected from the target scene.2. Radiometric Calibration: The raw SAR data undergoes radiometric calibration to correct for sensor gain and noise variations. This process converts the raw data into reflectance values that represent the scattering properties of the target.3. Geometric Correction: Geometric distortions introduced during data acquisition are rectified through geometric correction. This step corrects for platform motion, sensor geometry, and Earth curvature, resulting in a geometrically accurate image.4. Speckle Reduction: Speckle noise is an inherent characteristic of SAR images. It arises from the coherent nature of the SAR signal and can obscure image features. Speckle reduction techniques, such as filtering and multi-look processing, are employed to suppress speckle noise and enhance image quality.5. Feature Extraction: Once the SAR image is processed and cleaned, feature extraction algorithms can be applied to extract relevant information from the image. Common features extracted from SAR images include texture, shape, and intensity.6. Image Interpretation: The processed SAR image and extracted features are analyzed and interpreted to derivemeaningful information about the target scene. This step involves identifying objects, classifying land cover types, and extracting geophysical parameters.中文回答:### SAR图像处理流程。
Step1:
将原始数据读入到pci中,使用算法库中的CDSAR (读radarsat数据)或CDASAR(读Envisat ASAR数据),将原始数据中的轨道信息和其他一些信息读入到pci文件中。
这里cd input layer list参数,根据你的数据中存储的通道数决定怎么填,如果是简单的图像
数据格式,填1,如果是单视复图像,填1,2。
可参考帮助文档。
注意一点的是:
读ASAR数据的时候有一个问题,PCI不能直接读取地面站的格式的ASAR数据,但是可以读取欧空局那边的ASAR数据,这是由于他们两者格式间有细微的不同。
这个问题我已经给PCI那边反映过了,他们正在处理这个问题。
所以目前如果你要读取地面站的ASAR 数据,可以使用欧空局的BEST软件,可以直接在欧空局的网站上下载。
Step2:
生成入射角矩阵,使用算法库中的SARINCD函数。
生成后向散射系数。
这样就可以了。
一、数据的导入:(1) 在Toolbox 中,选择SARscape ->Basic->Import Data->Standard Formats->ALOS PALSAR。
(2) 在打开的面板中,数据类型(Data Type):JAXA-FBD Level 1.1。
注:这些信息可以从数据文件名中推导而来。
(3) 单击Leader/Param file,选择d1300816-005-ALPSRP246750820-H1.1__A\LED-ALPSRP246750820-H1.1__A文件。
(4) 点击Data list,选择d1300816-005-ALPSRP246750820-H1.1__A\IMG-HH-ALPSRP246750820-H1.1__A文件(4) 单击Output file,选择输出路径。
注:软件会在输入文件名的基础上增加几个标识字母,如这里增加“_SLC”(5) 单击Start 执行,最后输出结果是ENVI 的slc文件,sml格式的元数据文件,hdr格式的头文件等。
(6) 可在ENVI 中打开导入生成的以slc为后缀的SAR 图像文件。
二、多视单视复数(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。
(1) 在Toolbox 中,选择SARscape->Basic ->Multilooking。
(2) 单击Input file 按钮,选择一景SLC 数据(前面导入生成的ALOS PALSAR 数据)。
注意:文件选择框的文件类型默认是*_slc,就是文件名以_slc 结尾的文件,如不是,可选择*.*。
(3) 设置:方位向视数(Azimuth Looks):5,距离向视数(Range Looks):1注:详细的计算方法如下所述。
ENVI对SAR数据的预处理过程(详细版)⼀、数据的导⼊:(1) 在Toolbox 中,选择SARscape ->Basic->Import Data->Standard Formats->ALOS PALSAR。
(2) 在打开的⾯板中,数据类型(Data Type):JAXA-FBD Level 1.1。
注:这些信息可以从数据⽂件名中推导⽽来。
(3) 单击Leader/Param file,选择d1300816-005-ALPSRP246750820-H1.1__A\LED-ALPSRP246750820-H1.1__A⽂件。
(4) 点击Data list,选择d1300816-005-ALPSRP246750820-H1.1__A\IMG-HH-ALPSRP246750820-H1.1__A⽂件(4) 单击Output file,选择输出路径。
注:软件会在输⼊⽂件名的基础上增加⼏个标识字母,如这⾥增加“_SLC”(5) 单击Start 执⾏,最后输出结果是ENVI 的slc⽂件,sml格式的元数据⽂件,hdr格式的头⽂件等。
(6) 可在ENVI 中打开导⼊⽣成的以slc为后缀的SAR 图像⽂件。
⼆、多视单视复数(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。
(1) 在Toolbox 中,选择SARscape->Basic ->Multilooking。
(2) 单击Input file 按钮,选择⼀景SLC 数据(前⾯导⼊⽣成的ALOS PALSAR数据)。
注意:⽂件选择框的⽂件类型默认是*_slc,就是⽂件名以_slc 结尾的⽂件,如不是,可选择*.*。
合成孔径雷达成像算法SAR Imaging Algorithm谭维贤中国科学院电子学研究所微波成像技术国家级重点实验室一、SAR信号的性质二、Range Doppler Algorithm三、Chirp Scaling Algorithm四、小结一、SAR信号的性质二、Range Doppler Algorithm三、Chirp Scaling Algorithm四、小结)11,20,x x others ⎧≤⎪=⎨⎪⎩(2.47)}2(4.21)载频)LFM信号仿真的结果LFM信号的时域波形,幅度频谱与相位频谱SAR信号的表达式接收信号的实数表达式(4.32)点目标point target 与雷达的距离为,信号延时,信号幅度距离向脉冲包络,地表散射过程中可能引起的信号相位变化 解调后的单个点目标的基带信号可以表示成为复数形式(4.39)a R 2/a R c 0'A ()()()()(){}2000'2/'2/cos 22/2/r pul a r a a r a s A s R c A R c f R c K R c ττωτπτπτψ=−=−−+−+r ωψ()(){}()(){}2000,exp 4/exp 2/r s A j f R c j K R c τηπηπτη−−∼,τη()R η分别为距离向时间(快时间),方位向时间(慢时间),下标r 表示range(距离向),下标a 表示azimuth (方位向),雷达与点目标的距离随着方位向时间发生变化。
点目标仿真的结果点目标回波信号的二维图形(4.9)22R η(5.1)点目标仿真:回波信号幅度灰度图距离向方位向零斜视角(zero squint)情况下单个点目标的时域性质:幅度点目标回波信号的相位(正扫频,双曲线)距离向方位向零斜视角(zero squint)情况下单个点目标的时域性质:相位正扫频:双曲线,up chirp, hyperbolae点目标仿真:点目标回波信号的相位(负扫频,椭圆)距离向方位向零斜视角(zero squint)情况下单个点目标的时域性质:相位负扫频:椭圆,down chirp, ellipse点目标仿真:信号的积分解。
SAR数据相干分解和非相干分解SAR (合成孔径雷达) 是一项通过微波辐射来获取地表信息的遥感技术。
SAR 数据相干分解和非相干分解是SAR数据处理中的重要步骤,可以帮助我们更好地理解地表特征,从而在农业、林业、城市规划等领域提供更精确的信息。
1. SAR 数据相干分解的原理和方法SAR 数据相干分解是指将SAR图像中的信息分解为散射机制的不同部分,从而更好地识别和理解地物。
相干分解技术通常包括极化散射矩阵分解、保极化分解和极化协方差矩阵分解等方法。
其中,极化散射矩阵分解是一种常用的方法,通过将极化散射矩阵分解为不同的散射机制成分,来提取地物的信息。
保极化分解则是将极化散射矩阵分解为二类保极化散射矩阵,可以更清晰地反映地物的特征。
极化协方差矩阵分解是通过分解极化协方差矩阵来获取地物的极化特征。
2. SAR 数据非相干分解的原理和方法SAR 数据的非相干分解是指将SAR图像中的信息分解为散射机制的非相干成分,主要有极化协方差矩阵的非相干分解和极化干涉分解两种方法。
极化协方差矩阵的非相干分解是通过将极化协方差矩阵分解为非相干矩阵和相位矩阵,从而提取出地物的非相干信息。
极化干涉分解是通过分解极化干涉矩阵来获取地物的非相干特征。
这些非相干分解方法可以帮助我们更好地理解SAR图像中地物的散射特性和相位信息。
3. SAR 数据相干分解和非相干分解的应用SAR 数据相干分解和非相干分解在农业、林业、城市规划等领域有着广泛的应用。
在农业领域,可以利用相干分解技术来识别不同植被类型,监测作物生长情况;在林业领域,可以利用非相干分解技术来识别不同类型的森林覆盖;在城市规划中,可以利用相干分解来识别建筑物和其他人造结构。
相干分解和非相干分解技术的应用,为我们提供了更准确、更全面的地表信息,有助于更好地进行资源管理和环境监测。
总结:SAR 数据相干分解和非相干分解是SAR数据处理中的重要步骤,可以帮助我们更好地理解地表特征,从而在农业、林业、城市规划等领域提供更精确的信息。
SAR是主动式侧视雷达系统,且成像几何属于斜距投影类型。
因此SAR图像与光学图像在成像机理、几何特征、辐射特征等方面都有较大的区别。
在进行SAR图像处理和应用前,需要了解SAR图像的基本特征。
本文主要包括:•成像散射特征•SAR几何特征•SAR图像特征1.成像散射特征SAR图像上的信息是地物目标对雷达波束的反映,主要是地物目标的后向散射形成的图像信息。
反映SAR图像信息的灰度值主要受后向散射的影响,而影响后向散射的主要因素分为两大类:•雷达系统的工作参数:主要包括雷达传感器的工作波长、入射角、极化方式等。
•地物目标的特性:地表的粗糙度和复介电常数等。
1.1 散射类型散射主要可分为5种:(1)表面和体散射这是SAR图像主要的散射。
粗糙的表面能得到更高的后向散射,平整表面在雷达图像上经常表现暗区域。
图:表面和体散射示意图图:水面上的溢油发生镜面反射,在图像上表现暗区域(2)双回波(Double Bounce)如下图所示,当地物垂直地面时候,容易发生双回波散射。
图:双回波散射示意图(3)组合散射一般发生在长波SAR系统(如L、P波段),包括表面、体散射、双回波等。
图:森林的组合散射(上-林冠层,中-树干层,下-地面层)图:SAR图像上的各种散射(4)穿透散射根据极化方式和波长情况,微波可以透入植被、裸土(干雪或沙地),一般情况,波长越长,穿透能力越强。
交叉极化(VH/HV)相比同极化(HH/VV)的渗透能力弱。
图:不同波长的穿透散射图:雷达波束穿透土壤,可以清晰的看到沙漠下的信息(5)介电属性散射地物目标的介电属性也影响雷达的后向散射。
基于这种现象,SAR系统也可用于检索土壤水分。
如金属和水的介电常数很好(80),而大多数其他材料的介电常数相对较低;在干燥条件下,介电常数一般是3~8。
这意味着,湿润的土壤或植物表面可以产生雷达信号的反射率显着增加,在图上反映更亮些。
土壤含水量监测主要原理是基于干土和湿土的介电属性之间的反差。
SAR(Synthetic Aperture Radar,合成孔径雷达)影像处理中的轨道纠正是一个关键步骤,用于校正由于卫星轨道不完美引起的影像畸变。
这个过程旨在使SAR影像在地球上的位置准确,以便进一步的应用,比如地图制图、地表变化检测、环境监测等。
以下是一般的轨道纠正处理步骤:1. **卫星轨道数据获取:** 首先需要获取卫星的轨道数据,包括卫星的位置、速度、姿态等信息。
这些数据通常由卫星运营商提供,也可以从其他资源获得。
2. **SAR数据预处理:** 在进行轨道纠正之前,需要对原始SAR数据进行一些预处理步骤,包括校正辐射斜距、去除大气和干涉等。
3. **地球表面坐标转换:** 使用卫星轨道数据和地球的椭球模型,将SAR数据中的像素坐标(通常是距离和方位)转换为地球表面上的地理坐标(通常是经度和纬度)。
4. **轨道校正:** 轨道校正是校正卫星在拍摄SAR影像时的轨道不稳定性引起的像素位置偏移。
这可以通过调整像素的位置来实现,使其在地球表面上的位置准确。
5. **多视差校正(如果需要):** 如果采用多视差SAR系统,还需要进行多视差校正,以校正不同视差通道之间的相位偏移。
6. **地形校正(如果需要):** 在某些应用中,还需要进行地形校正,以考虑地形对SAR数据的影响。
7. **输出地理参考影像:** 处理完成后,输出地理参考的SAR影像,其中每个像素都与地球上的特定地理位置对应。
轨道纠正是SAR影像处理的重要一步,它确保了SAR影像在地理空间中的准确性和一致性。
这对于许多应用,如地质勘探、军事情报、灾害监测等,都至关重要。
这个过程通常需要专业的SAR影像处理软件和专业知识来执行。
一、数据的导入:(1) 在Toolbox 中,选择SARscape ->Basic->Import Data->Standard Formats->ALOS PALSAR。
(2) 在打开的面板中,数据类型(Data Type):JAXA-FBD Level 1.1。
注:这些信息可以从数据文件名中推导而来。
(3) 单击Leader/Param file,选择d1300816-005-ALPSRP246750820-H1.1__A\LED-ALPSRP246750820-H1.1__A文件。
(4) 点击Data list,选择d1300816-005-ALPSRP246750820-H1.1__A\IMG-HH-ALPSRP246750820-H1.1__A文件(4) 单击Output file,选择输出路径。
注:软件会在输入文件名的基础上增加几个标识字母,如这里增加“_SLC”(5) 单击Start 执行,最后输出结果是ENVI 的slc文件,sml格式的元数据文件,hdr格式的头文件等。
(6) 可在ENVI 中打开导入生成的以slc为后缀的SAR 图像文件。
二、多视单视复数(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。
(1) 在Toolbox 中,选择SARscape->Basic ->Multilooking。
(2) 单击Input file 按钮,选择一景SLC 数据(前面导入生成的ALOS PALSAR 数据)。
注意:文件选择框的文件类型默认是*_slc,就是文件名以_slc 结尾的文件,如不是,可选择*.*。
(3) 设置:方位向视数(Azimuth Looks):5,距离向视数(Range Looks):1注:详细的计算方法如下所述。
Nest软件对SAR数据处理过程由于我们下载的是下载的是IMS格式数据(即单视复数据),而并非ppt中用到的IMP 数据,所有需要首先进行多视处理,将距离向与方位向分辨率处理成基本相同(即狭长图像变成方形);在多视处理时可以仅对Intensity(强度)进行处理;多视处理后还需要进行相干斑抑制处理消除噪声。
进行这些处理以后可以按照PPT上的步骤进行。
进行多视处理时首先打开影像,点击SAR Tools→Multilooking,在波段来源时只选中Intensity,如下图:设置完成以后点击Run,处理结果如下左图,因为存在噪声,还需要对图像进行滤波处理,选中多视处理后的影像,点击SAR Tools→Speckle Filtering→Single Product,通过此操作来消除噪声,结果如下右图。
其余两幅影像按照同样方法进行多视处理及噪声处理。
做完这些步骤以后就可以按照PPT上的步骤进行操作,现在处理的原图像的后缀就变为.N1_ML_Spk。
Chain11.Create a project打开nest软件,点击菜单栏File→New project。
在此之前需要先建立一个Nestdata文件夹,把所要处理的三幅影像放在此文件夹里,然后把所建立的新工程chain1保存在此文件夹中。
2.Subsets operator终就是要选中左下角。
最后要记住保存结果。
3.Apply orbit file operator拷到Nestdata\Orbit\Doris\vor下面。
打开subset_20080427.AppOrb文件,选择SAR Tools→Radiometric Correction→Calibration.选中文件夹Calibrated Product,点击Run运行:依次对剩余两幅影像进行处理5.Coregistration operator除了calibrated products其余文件夹全关闭。