GIS-Lab Sentinel-1 Toolbox

Географічні інформаційні системи та дистанційне зондування

При перекладі скріншоти та назви елементів керування програмного забезпечення приведені у відповідність до ESA SNAP Desktop версії 2.0 із встановленим набором інструментів Sentinel-1 Toolbox (S1TBX) версії 2.0. Переклад виконаний максимально приблизно до оригіналу, через що деякі формулювання можуть виглядати "коряво".

Метою цього підручника є забезпечення початківців та досвідчених користувачів дистанційного зондування покроковими інструкціями по роботі з даними РСА у Sentinel-1 Toolbox.

Для отримання більш детальної інформації про параметри оператора та алгоритмічні описи, будь ласка, зверніться до онлайн-допомоги, доступної безпосередньо у програмному забезпеченні.

За допомогою цього підручника ви навчитеся калібрувати, виконувати процедуру некогерентного накопичення ( multilook ), фільтрувати спекл-шум і робити поправку на місцевість для даних, отриманих з РСА.

Зміст

[ред.] Приклад даних

У цьому підручнику ми будемо використовувати набір даних Vancouver Fine Quad2 SLC. Місто Ванкувер у Британській Колумбії є третім за величиною мегаполісом у Канаді, розташованим на узбережжі Тихого океану.

Завантажте та розпакуйте продуктVancouver_R2_FineQuad2_HH_VV_HV_VH_SLC.

Всі права на продукти та дані RADARSAT-2 належать MacDonald, Dettwiler and Associates.

[ред.] Відкриття продукту

Крок 1 — відкриття продукту:Використовуйте кнопкуOpen Productна панелі інструментів та відкрийте папку з продуктомVancouver Fine Quad RADARSAT-2.

Виберіть файлproduct.xmlтанатиснітьOpen Product.

Якщо ви не розпаковували архів, можна відкрити продукт, просто вибравши файл архіву.

У вкладціProduct Explorerви побачите відкриті продукти. Кожен продукт складається з метаданих та растрових каналів, а також може містити додаткову інформацію, таку як мережа точок геодезичної прив'язки або векторні дані.

Продукт є дані RADARSAT-2 Single Look Complex (SLC). Це зображення похилої дальності, що містить комплексні дані, для яких не було виконано процедуру некогерентного накопичення (multilook).

Зображення може виглядати розтягнутим у напрямку азимуту (вісь у) та містить багато шуму.

[ред.] Калібрування даних

Для правильної роботи з цим РСА ці дані спочатку мають бути калібровані. Це особливо необхідно під час підготовки даних для мозаїк, де у вас можуть бути кілька продуктів даних на різних кутах зйомки та відносних рівнях яскравості.

Калібрування радіометрично виправляє РСА зображення таким чином, щоб значення пікселів дійсно представляли значення зворотного розсіювання променя радара від поверхні, що відбиває.

Поправки, що застосовуються в процесі калібрування, є специфічними для конкретної місії, тому програмне забезпечення автоматично визначає на основі метаданих продукту, який вхідний продукт у вас є і те, які поправки мають бути застосовані. Калібрування необхідне для подальшого використання даних РСА.

Крок 2 - Калібрування даних:З менюRadarперейдіть доRadiometricі виберітьCalibrate.

Вихідний продукт має бути новоствореним підмножиною. Результуючим продуктом буде новийфайл, який ви створите. Також необхідно вибрати каталог, у якому результуючий продукт буде збережено.

Якщо ви не виберете будь-який канал, оператор калібрування автоматично вибере всі реальні та уявні (i, q) канали. Зніміть прапорець "Зберегти в комплексі", щоб оператор зміг проводити калібрування єдиного Sigma0-каналу для реальної та уявної пари. Вам необхідно відкалібрувати та зберігати дані як комплексне значення у разі виконання поляриметричної обробки.

[ред.] Некогерентне накопичення (multilooking)

Некогерентне накопичення (multilooking) може бути використане отримання продукту з умовним розміром пікселів зображення.

Некогерентне накопичення може бути сформоване шляхом усереднення роздільної здатності пікселів за дальністю та/або по азимуту, підвищуючи радіометричний дозвіл, але погіршуючи просторовий дозвіл.

В результаті, зображення містить менше шуму і приблизно квадратний розмір пікселя після перетворення від похилої дальності до дальності до поверхні землі.

Некогерентне накопичення є необов'язковим етапом, оскільки не потрібно, коли зображення коригується територією.

Крок 3 — Некогерентне накопичення каналу Intensity_VH:З менюRadar, виберітьMultilooking

У діалозі Multilook виберіть канал Intensity_VH для того, щоб обробляти тільки його.

Вкажіть кількість видів за дальністю, при цьому кількість видів по азимуту буде обчислена на основі відстані до землі та відстані по азимуту.

Процедура некогерентного накопичення створить квадратний піксель дальності до землі, використовуючи 1 вид у дальності та 3 види по азимуту. В результаті середній розмірпікселя дальності до землі буде 13.95 м-коду.

НатиснітьRun, щоб розпочати обробку.

Після завершення буде створено і доступний новий продукт уProduct Explorer.

У новому продукті відкрийте каналIntensity_VH.

Зображення виглядає більш пропорційно, однак воно, як і раніше, містить велику кількість шуму.

[ред.] Фільтрування спекл-шуму

Спекл викликаний випадковою конструктивною та деструктивною інтерференцією, що породжує шум як "сіль та перець" по всьому зображенню.

Спекл-фільтри можуть бути застосовані до даних зменшення кількості спекл-шуму за рахунок розмиття деталей або зменшення дозволу.

Крок 3 — Фільтрування спекл-шуму:Виберіть продукт з некогерентним накопиченням, а потім виберітьSpeckle Filtering/Single Product Speckle Filterз менюRadar.

У діалоговому вікніSpeckle Filteringвиберіть фільтр Refined Lee. Фільтр Refined Lee усереднює зображення, зберігаючи краї.

НатиснітьRunдля обробки.

Відкрийте новостворений продукт із відфільтрованим спекл-шумом.

Заключною обробкою, яку ми зробимо над цим продуктом, буде коригування місцевістю.

[ред.] Коригування по місцевості

Коригування місцевістю геокодує зображення, виправляючи геометричні спотворення РСА з використанням цифрової моделі висот (DEM) та виробляє продукт у картографічній проекції.

Геокодування коригує зображення з геометрії похилої дальності або відстані до землі картографічну систему координат. Геокодування по місцевості включає використання цифрової моделі висот (DEM) для корекції геометричних ефектів, властивих РСА,таких якефект складки(foreshortening),перенакладання(layover) ітіні(shadow).

Період часу, в якому схил опромінюється імпульсом енергії радара, що передається, визначає довжину ухилу на радарному знімку.
Це призводить до скорочення схилу місцевості на знімку радара у всіх випадках за винятком, коли локальний кут відмінювання (θ) близький до 90°.

Коли верхня частина схилу місцевості ближче до платформи радарної, ніж нижня, вона буде записана раніше.
Послідовність, в якій зображуються точки вздовж місцевості, робить зображення, яке виходить перевернутим.
Перенакладання радара залежить від різниці у відстані похилої дальності між верхньою та нижньою частинами елемента.

Задня частина схилу загороджується від відбитого променя, породжуючи відсутність повертається області, тобто. радарну тінь.

Наслідки цих спотворень можна побачити нижче. Відстань між 1 і 2 можуть виявитися коротшими, ніж слід, і повернення 4 може відбутися до повернення 3 з-за висоти.

Крок 4 — Коригування по місцевості:Виберіть продукт з некогерентним накопиченням і спекл-фільтрований продукт, а потім виберітьRange-Doppler Terrain Correctionз менюRadar/Geometric/Terrain Correction.

За умовчанням, для коригування місцевістю використовується SRTM 3-sec DEM. Програма автоматично визначить необхідні тайли DEM та скачає їх автоматично з інтернет-серверів.

Стандартна картографічна проекція - Географічна Широта/Довгота.

НатиснітьRunдля обробки.

Буде створено новий канал, заснований на виразі10 * log10 (Intensity_VH)

Двічі клацніть на каналі Intensity_VH_dB, щоб відкрити його.