Multitemporal Repeat Pass SAR

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IEEETRANSACTIONSONGEOSCIENCEANDREMOTESENSING,VOL.43,NO.6,JUNE20051219MultitemporalRepeatPassSARInterferometryofBorealForests

JanAskne,LifeFellow,IEEE,andMaurizioSantoro,Member,IEEE

Abstract—MultitemporalinterferometricEuropeanRemoteSensing1and2satellitetandempairsfromaforesttestsiteinFinlandareexaminedinordertodeterminethestemvolumeretrievalaccuracy.Aformofmultitemporalﬁlteringisintroducedtoinvestigatewhatforeststandsshowamultitemporalconsistencyincoherence.Itisfoundthatalargestandsizeisamajorfactortoobtainaccurateretrievals.Theeffectofheterogeneityofforeststandsisalsodiscussed.Basedonthestandsshowinghighestmultitemporalconsistencydifferentmodelsforscatteringandcoherencearecompared.Theinterferometricwatercloudmodelischosenforstemvolumeretrieval.Thevariationofthemodelparameterswithmeteorologicalparametersisinvestigatedandtheresultsillustratethatthebestimagingconditionsareobtainedforsubzerotemperaturesandwindyconditions.Itisshownthatforthe20standsshowinghighestmultitemporalconsistencythestemvolumecanberetrievedwitharelativeerrorof21%,deterioratingwhenthenumberoftestingstandsisincreased,e.g.,for80standstheerroris48%.For37largeforeststandsrepresenting48%oftheinvestigatedareatherelativestemvolumeerroris26%.WithexperiencefromanothersiteinSwedenwemayconcludethattheerrorlevelforamultitemporalinterferometricsyntheticapertureradarevaluationofstemvolumeforlargeforeststands(2ha)inawellmanagedandhomogeneousborealforestmaybeexpectedtobeinthe15%to25%range,deterioratingforsmallandheterogeneousstandsandforimagesacquiredundernonwinterconditions.

IndexTerms—Borealforest,EuropeanRemotesensingSatel-lite1and2(ERS-1/2),interferometricsyntheticapertureradar(InSAR),multitemporal,stemvolume.

I.INTRODUCTION

THEREisaneedfromaforestmanagementpointofview

aswellasfromanenvironmentalpointofviewtoderiveforestbiomassorstemvolume.ForthispurposewewillanalyzepropertiesofC-bandsyntheticapertureradar(SAR)images.Generally,C-bandSARbackscatterisconsideredunsuitableforretrievingforestbiomassorstemvolumesincethebackscattersaturatesatalowbiomassorstemvolumelevel.However,aswillbediscussedfurtherbelow,ithasbeenfoundthatinter-ferometricsyntheticapertureradar(InSAR)fromtheEuropeanRemoteSensing1and2(ERS-1/2)satellitetandemperiodcanprovidecoherenceinformationwhichgiveshighstemvolumeretrievalaccuracyundersuitableconditions.Someinvestiga-tionsshowveryhighretrievalaccuracy[1]–[4],whileothers

ManuscriptreceivedAugust2,2004;revisedDecember26,2004.ThisworkwasinpartsupportedinpartbytheSwedishNationalSpaceBoard.J.AskneiswiththeDepartmentofRadioandSpaceScience,ChalmersUniversityofTechnology,SE-412Gothenburg,Sweden(e-mail:askne@rss.chalmers.se).M.SantoroiswiththeInstituteofGeography,Friedrich-Schiller-University,D-07737Jena,Germany(e-mail:maurizio.santoro@geogr.uni-jena.de).DigitalObjectIdentiﬁer10.1109/TGRS.2005.846878

[5]–[7]showmorelimitedpotentialalthoughstillmuchbetterthanthosederivedfromtheSARbackscatter.Importantques-tionsareunderwhatconditionsacceptableaccuracycanbeob-tained,towhatextentresultsaresitedependent,andtowhatextenttheyaremethodrelated.Theimportantaspectwithspacebornemicrowaveremotesensingistheindependenceofclouds.However,thisdoesnotmeanthattheobservationsareweatherindependent.Forstemvolumeretrievalweﬁndthatmicrowavebackscatterandrepeat-passcoherenceareverysensitivetoweatherconditions.Theindependenceofcloudsontheotherhandyieldspossibilitytoregularlycoveracertainsiteandthepossibilityforamulti-temporalretrievalcancompensatethenoiseassociatedwiththeindividualacquisitions.ThemultitemporalaspectisoneofthethemesofthispaperforwhichamainobjectiveistoanalyzetheaccuracyofstemvolumeestimatesfromaFinnishtestsite,Tuusula,usingC-bandInSAR.Forapplicationofaremotesensingtechniqueitisimpor-tanttoevaluateitspropertiesusinganumberofwellcharacter-izedtestsites.C-bandrepeatpassinterferometryobservationsfromTuusula,Finland,indicatearelativelyhighstemvolumeretrievalerror.48%relativeerrorwasobtainedin[6]for134foreststandsusing14imagepairsand34%in[5]for37standsusingﬁveimagepairs.Aninvestigationofasitewithman-agedandhomogeneousforeststandsinSwedenonthesamelatitude,Kättböle,resultedinmuchhigheraccuracy.In[2]–[4]InSARobservationsfromKättbölehavebeenanalyzedshowingarelativeerrorinstemvolumeestimatesof13%(uncorrectedforerrorsinsitumeasurementslikeotherresultsreportedinthispaper)fortheinvestigatedstandswithstemvolumesupto335m/haandameanstemvolumeof140m/ha.InTu-

usula,ontheotherhand,weﬁndstemvolumesupto539m/ha,whilethemeanstemvolumeof158m/haisnotmuchdifferentfromKättböle.Asimilarsituationregardingstemvolumere-trievalaccuracywasfoundconcerningL-bandbackscatterfromtheJapaneseEarthResourceSatellite1[8],wheredatafromKättböleresultedin25%relativeerroranddatafromTuusularesultedin40%.Thedifferencesinaccuracyarepartlyassoci-atedwiththeweatherconditionsduringtheacquisitionsbutareprobablymainlycausedbystructuraldifferencesbetweentheforestconditionsonthetwositesandthelargerrangeofstemvolumesinTuusula.Theaccuracyoftheinsitudataisalsoofimportance.Anotherobjectiveofthispaperistoanalyzedifferentmodelsforthedependenceofbackscatterandcoherenceonstemvolume,inparticularthemodelsproposedin[9]andappliedtotheTuusulatestsitein[6]andthemodelsusedin[1],[3],and[4]andappliedin[5]totheTuusulatestsite.Thegoalistodeterminewhichmodelbestdescribesthedataand

风云卫星数据和产品应用手册讲解

风云卫星数据和产品应用手册第1章概述1.1 FY-3A卫星概况风云三号A气象卫星（简称FY-3A）是我国的第二代太阳同步极轨气象卫星。

风云三号气象卫星将实现全球、全天候、多光谱、三维、定量对地观测。

风云三号星发射总质量为2450kg，发射尺寸：4.38m×2m×2m，卫星长期功耗1130W。

卫星本体由服务舱、推进舱与有效载荷舱组成。

服务舱采用中心承力筒和隔板结构，主要安装电源、测控、数管及姿轨控分系统的部件和设备、推进舱采用中心承筒和隔板结构，主要安装推进系统设备以及蓄电池组和放电调节器。

有效载荷舱隔板和构架结构，主要安装探测仪器的探测头部，舱内主要安装探测仪器的电子设备等。

风云三号A卫星有十一台遥感探测仪器。

遥感数据通过两个实时传输信道（HRPT和MPT）和一个延时传输信道（DPT）进行传输。

风云三号A卫星设计寿命为3年。

1.2 主要技术指标1.2.1 卫星轨道⑴轨道类型：近极地太阳同步轨道⑵轨道标称高度：831公里⑶轨道倾角：98.81°⑷入轨精度：半长轴偏差： |Δa|≤5公里轨道倾角偏差：|Δi|≤0.1°轨道偏心率≤0.003⑸标称轨道回归周期为5.79天⑹轨道保持偏心率：≤0.00013⑺交点地方时漂移：2年小于15分钟⑻卫星发射窗口：降交点地方时10:051.2.2 卫星姿态⑴姿态稳定方式：三轴稳定⑵三轴指向精度：≤0.3°⑶三轴测量精度：≤0.05°⑷三轴姿态稳定度：≤4×10-3 °/s1.2.3 太阳帆板对日定向跟踪1.2.4 星上记时⑴记时方式：J2000日计数和日毫秒计数⑵记时单位：1毫秒⑶时间精度(星地总精度):小于20毫秒1.2.5 遥感探测仪器性能指标1.2.5.1 可见光红外扫描辐射计(VIRR)(1)通道数、各通道波段范围、灵敏度见表1-1。

(2)空间分辨率：星下点分辨率1.1Km(3)扫描范围：±55.4°(4)扫描器转速：6线/秒(5)每条扫描线采样点数：2048(6)MTF≥0.3(7)通道配准：飞行方向/扫描方向星下点配准精度<0.5个像元(8)扫描抖动：<0.8个IFOV(9)通道信号衰减：<15%/2年(10)量化等级：10比特(11)定标精度：可见光和近红外通道：CH1、2、7、8、9 7%(反射率)CH6、10 10%(反射率)红外通道：1k(270k)。

FLUENT软件操作界面中英文对照

FLUENT 软件操作界面中英文对照File 文件Read 读取文件：scheme 方案journal 日志 profile 外形 Write 保存文件 Import :进入另一个运算程序 Interpolate :窜改，插入Hardcopy :复制，Batch opti ons —组选项Save layout 保存设计 Grid 网格| F 屆 Grid Define Solve i-Read► Write►Import ► Export-, Interpolate —Hardcopy...Batch Options.^Save LayoutRun...RSF...ExitDefine Models模型：solver解算器Pressure based 基于压力Den sity based基于密度末解用丁 pressure based,雀改用Censity based 岀观不苻合秦相36的摄不，请甸pres 羊WE base d Al density based 慎仆则迢.41刊卜 IS 况？北外.血OC ・EHU ^ cotipled ＞（/^ ptiaw ccupl ed simple 可这孔 & pimple ijEpiso 逞划.--■轟=Sortg 冲-丸布时制* ^jfe-5-6 1844DOden ba&ed 亘工F 吋.压聲血ptessurt ba$«i 适可于那可乐册斤"dens Ply based 把丸“河悴掏t ：至殳嗟之一.刑牛可爪門d 的创R 监當歎1一，般如人锻暮叫人丄有用轴怀，火薩墟迭牛才H5）-0 程：yje8D8-丸布门 1叫；20GS-3-7 10-2ODQ歆；I ：谢PrflSsdrfl-Bawd Soker ^Fluflnt 它星英于压力快的束解孤便丹的圮压力修止畀法"求释旳控制片悝足标联式的，擅K 家鮮不町压縮舐Mb 对于町压砂也可旦索麟；Fk«nl 6-3 tl 前的I 板』冷孵臥 B fjS4^r«^at«d &Olvar fli Cfruptod Solvtr,的实也fltje Pr#4iurft-ea5<KJ ScFvAi 约两种虽幵方ib应理拈Fluent 氐J 眇坝犢型小的.它拈垒于曲喪红旳求聲塞，最辑的出H .也桿艮先■那式的.丰誓■載密式冇Roz AU$hk>谏方法的初和&让Fhwrt 耳有比我甘的求IT 可压胃（说劫謹力，們耳帕榕式淮冇琴加IF 科限闾辉，倒比还丰A 完荐匚Coupted 的算送t 对子慨站何Hh 地们足便用円匕口讷油皿购加£未处為性上世魅端计棒低逢刈趾.擁说的DansJty-Bjiwd Solver F ft St SiMPLEC, P 怡DE 些选以的.闪为進些ffliQl ；力修止鼻袪・不金在这种类崖的我押■中氏现泊I 建址祢匹足整用Fw»ur 护P.sed Solver 堺决昧的利底*implicit 隐式， explicit 显示Space 空间：2D , axisymmetric （转动轴）， axisymmetric swirl （漩涡转动轴）；Time 时间 :steady 定常，unsteady 非定常 Velocity formulatio n 制定速度： absolute 绝对的；relative 相对的Gradient option 梯度选择：以单元作基础；以节点作基础；以单元作梯度的最小正方形。

sar技术主要流程

sar技术主要流程SAR (Synthetic Aperture Radar) is a remote sensing technology that uses radar to create high-resolution images of the Earth's surface. SAR技术（合成孔径雷达）是一种遥感技术，利用雷达来创建地球表面高分辨率图像。

It has the ability to produce images day or night, regardless of weather conditions, making it a versatile tool for various applications. SAR具有在白天或黑夜、不受天气条件影响的图像生成能力，因此成为各种应用领域的多功能工具。

The main process of SAR technology includes data acquisition, signal processing, and image generation. SAR技术的主要流程包括数据采集、信号处理和图像生成。

The first step in the SAR process is data acquisition, where the radar transmits electromagnetic waves towards the Earth's surface and records the backscattered signals. SAR流程的第一步是数据采集，雷达向地球表面发射电磁波并记录返回的散射信号。

This raw data is then processed to remove noise and distortions, and to create a coherent image of the area of interest. 然后对这些原始数据进行处理，去除噪声和失真，以创建感兴趣区域的连续图像。

SAR图像多时相组合滤波方法

｜ｂｔｃ］ＡｌｒｈｒｕｉｅｐｒｙｔｔｐｒｒＲｄｒＡ）ｍｇｓｓｎｏｕｅ．ｅｒｏｂｎｔｎｆｌ— ｍｏａＳＲＡｓａｔｎａｏｔｆｌｔｏａＳｎｅｃｅｕｅａａ（ＲｉａｅｉｉｒｄｃｄＡｌａｃｍｉｉｔｔｐｒｌＡｒｇｉｍｏｍｔｍ — ｌｈｉＡｔＳｔｉｎａｏｏｍｕｉｅ
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