【InSAR】InSAR技术是利用雷达系统获取同一地区两幅SAR影像所提供的相位信息进行干涉处理,来获取地表的三维信息,可以建立目标地区的数字高程模型。另外一个重要应用是获取地表的形变
InSAR技术反演DEM
【思路】利用一对SAR数据的相干相位信息反演DEM
数据要求
若要反演DEM,则必须满足以下5个要求的数据对
- SLC数据对,要具有相位信息。例如做多视处理后相位信息就丢失了
- 数据拍摄的几何形态要一致,即入射角要一致
- 极化方式(VV、VH)要一致
- 轨道方向(升轨、降轨)要一致
- 数据覆盖范围具有重叠区
反演DEM的步骤
(1)基线估算
【空间基线】卫星两次拍摄的传感器位置是有一定的距离的,这个距离称为空间基线
【失相干】如果空间基线较长,两个数据就有可能失相干(即相位之间没有干涉信息)。故空间基线要满足一定的阈值,才能够进行InSAR分析
【时间基线】两次拍摄的时间相隔太长也会导致失相干(此为时间失相干)
【基线估算】检查数据是否满足基线阈值
- 时间基线:越短越好
- 空间基线:在一定范围内越长(但要一定要远小于阈值),对地形、高程的探测敏感越高
(2)配准
主辅影像基于相位的配准
(3)生成干涉图&干涉去平
两个相位共轭相乘所得结果即为干涉图。但干涉图具有平地效应,需要干涉去平
(4)自适应滤波&相干性计算
对干涉图进行滤波,把噪声进行处理,提高相干性。得到相干性图、滤波后的干涉图
(5)相位解缠
滤波之后的干涉图是周期变化之后剩余的部分,然后再反推为绝对相位
(6)轨道精炼&重去平
通过GCP点进行轨道的优化
(7)相位转高程&地理编码
结果说明
举例:利用COSMO SkyMed干涉数据对获取DEM
【数据情况】
【步骤】
(1)系统设置
1.设置为COSMO SkyMed HIMAGE 3米的数据系统参数:SARscape-->Preferences-->Load Preference-->VHR(better than 10m)
2.设置为5米的制图精度:SARscape-->Preferences-->General parameters-->Cartographic Grid Size(m)-->修改为5
(2)数据导入
(3)基线估算
【工具位置】SARScape-->Interferometry-->Interferometric Tools-->Baseline Estimation
【说明】
1.Input Master File:输入主影像,一般更早的那景为主影像
2.Optional Files-->Output Baseline Root Name:可选,即输出结果。若不填即表示计算完打印一下就好,不输出到文件中
【结果说明】
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Normal Baseline(m) = 180.504:空间基线,在拍摄时两个传感器间隔的距离180.504米 -
Critical Baseline min-max(m) = [-6400.098] - [6400.098]:临界基线,即若空间基线大于6400.098表示两个数据失相干了。一般在应用中需要小于临界基线的十分之一 -
Absolute Time Baseline (Days)=1:时间基线 -
Range Shift (pixels) = 0.515 Azimuth Shift (pixels)=0.038:数据在方面向、距离向的偏移量,之后可以通过配准来校正 -
2 PI Ambiguity height (InSAR) (m) = 58.925:2PI模糊高程(即一周期的相位变化对应的高程变化)。相位变化是周期性的,相位变化2PI对应的高程变化量是58.925。此参数越小,高程测量的精度越高。此参数与空间基线是反比关系。
举例:两幅Sentinel-1A反演DEM
【步骤】
- 导入
- 基线估算:
SARscape-->Interferometry-->Baseline Estimation - 干涉图生成:
SARscape-->Interferometry-->Interferogram generation-->With DEM - 自适应滤波及相干性:
SARscape-->Interferometry-->Adaptive Filter and Coherence Generation-->Boxcar Window - 相位解缠:
SARscape-->Interferometry-->Phase Unwrapping - 轨道精炼和重去平(选择GCP):链接
- 相位高程转换