微波遥感SNAP(三)——检测地表沉降(1)自动化处理(Graph Builder)

1. 数据导入

打开SNAP软件,导入文件点击Bands—intensity_IW3_VV—Open image window(或双击)

同样导入第二景影像,要同步视图,请转到左下角的导航窗格(Navigation),并确保光标和视图已链接。注:干涉宽幅(IW)扫描模式使用具有渐进扫描SAR(TOPSAR)的地形观测捕获三个子扫描带。 每个子条带影像由一系列组成。 输入产品包含3个IW扫描带和8个条带。 城市位于Sentinel-1图像的IW3子扫描带。

2. 数据预处理(影像拆分)

由于感兴趣的区域包含在Sentinel-1图像的3个burst中,因此不需要用8个burst处理整个子扫描带。 Sentinel-1 TOPS burst的提取将在每次采集和每个子扫描带进行。 此过程将减少后续处理步骤中的处理时间,并且建议在分析时仅针对特定区域而非整个场景时进行。

点击:Radar->Sentinel-1 TOPS->S-1 TOPS Spilt

对于目标产品名称(Target Product),保留默认输出名称。系统会自动插入拆分过程的后缀(.split),以区分拆分产品和原始数据。

在处理参数表中(Processing Parameters),设置如下参数:

Subswath(子扫描带): IW3

Polarisations(极化方式): VV

Bursts(条带): 3 to 5

然后点击运行。 

 

重复上述的拆分步骤并使用相同的处理参数对第二幅影像进行处理

3. 自动化处理(Graph Builder图形生成器)

虽然数据处理过程可以按照手动操作逐步进行,但SNAP中提供的Graph Builder工具允许自动处理影像。Graph Builder工具允许用户从可用操作符列表中组合图形,并将操作符节点连接到它们的源。 因此,我们将遵循的处理链将由图表表示并保存为XML文件。 建议在连接最终图形后在每个操作符中设置参数。

 

要添加Graph Builder工具,点击Tools - > GraphBuilder

起初,图形有两个操作符:Read(输入)和Write(输出)。 右键单击顶部面板,可以添加操作符,同时在底部面板上创建并添加相应的选项卡。由于预处理拆分过程已经进行,因此在Read选项卡中选择拆分产品的名称

3.1 应用轨道文件

(1)第一个处理步骤是在Sentinel-1产品中应用轨道文件,以便提供准确的卫星位置和速度信息。 要添加Apply-Orbit-File操作符,点击Add - >Radar - >Apply-Orbit-File。图表中会出现一个新的矩形操作符,下方会显示一个新选项卡 现在通过单击Read运算符的右侧并将红色箭头拖向Apply-Orbit-File操作符,将Apply-Orbit-File操作符与Read操作符连接起来。

在应用轨道列表设置下列参数:

Orbit State Vectors: Sentinel Precise (Auto Download)

Check “Do not fail if new orbit file is not found”

 

 重复以上的步骤对第二幅影像进行操作:

Read(2)  读取:

Apply-Orbit-File(2)  选择相同的参数。

3.2 配准

配准两幅Sentinel-1影像,将第二幅影像(从影像)配准到第一幅影像(主影像)上。 Sentinel-1的 Back Geocoding操作符使用两个产品的轨道和数字高程模型(DEM)对同一子扫描带的两幅S-1拆分影像(主和从)进行配准。 右键单击Apply-Orbit-File运算符右侧的某个位置,然后点击Add  - > Radar  - > Coregistration  - > S-1 TOPS Coregistration  - > Back-Geocoding。 将Back-Geocoding运算符与Apply-Orbit-File运算符相连。在Back-Geocoding列表中,DEM选择外部DEM(External DEM),选中”Output  Deramp and Demod Phase”(输出去斜和解调相位)。

3.3 增强光谱多样性

 在此步骤中,提高光谱多样性(ESD)操作符在Back-geocoding操作之后。 ESD方法利用相邻条带的重叠区域处的数据,对每个条带执行距离和方位向校正。 点击Add  - > Radar  - > Coregistration  - > S-1 TOPS Coregistration  - > Enhanced-Spectral-Diversity,然后连接ESD和Back-Geocoding操作符。在Enhanced-Spectral-Diversity列表中使用默认的参数。

3.4 干涉处理

在这个阶段,将在干涉像对(主和从)之间产生干涉图,同时估计干涉影像的相干性。 要添加干涉操作,点击Add - >Radar- >interferometric - >Products- >interferogram,然后将干涉操作符连接到增强光谱多样性操作符之后。

在干涉列表中设置下列参数:

Coherence Range Window Size(距离向相干窗口大小): 20

Coherence Azimuth Window Size(方位向相干窗口大小): 5

3.5 TOPSAR Deburst

接下来使用Sentinel-1 TOPSAR Deburst处理步骤,已知每个子扫描图像由一系列条带组成,每个条带都作为一个单独的SLC图像处理。单独聚焦的复合条带图像按方位时间顺序包含在一个子扫描图像中,其间具有黑色填充边界。 相邻条带和子条带之间存在足够的重叠,以确保连续覆盖地面。在保留相位信息的同时,将所有子扫描带中的所有图像重采样到距离向和方位向上的一个公共像素间距网格。要添加TOPSAR-Deburst操作符,点击Add- >Radar - > Sentinel-1 TOPS  - > TOPSAR-Deburst

在TOPSAR-Deburst列表中Polarizations(极化方式)选择:VV 

然后把Write操作与TOPSAR-Deburst操作相连接,在Write列表中确定输出路径

此时,通过单击窗口底部的save(保存),将图形保存为Graph_process_1.xml。然后单击运行,新产品将显示在Product Explorer(产品资源管理器窗格)中。

3.6滤波处理

打开一个新的Graph Builder窗口,为下一个处理步骤创建一个新图形。 在Read列表中,输入影像为上一步生成的干涉图。

接下来是从上一步生成的干涉图中去除地形相位。 为此,必须添加TopoPhase Removal(地形相位移除)运算符。 点击Add  - > Radar  - > Interferometric  - > Products  - > TopoPhase Removal

DEM选择External DEM,并选择“Output topographic phase band”(输出地形相位带)选项。

由于原始SAR图像包含固有的斑点噪声,此时应用多视点处理以减少斑点噪声并提高图像可解释性。添加Multilook(多视)操作符,点击Add  - > Radar  - > Multilook

在Multilook列表中设置下列参数:

Number of Range Looks(距离向数量):8

Number of Azimuth Looks(方位向数量):2

接下来将对干涉图进行相位滤波,以便减少相位噪声,例如,可将其用于可视化或帮助相位解缠。 本操作采取的滤波方法是Goldstein方法(Goldstein&Werner在1998年提出)。 要添加Goldstein相位滤波操作符,点击Add - >Radar - >interferometric - >Filtering- > GoldsteinPhaseFiltering

在GoldsteinPhaseFiltering列表中设置下列参数:

Adaptive Filter Exponent(自适应滤波器指数)in (0,1]: 1.0

FFT Size: 128

滤波后,需要保存输出结果,即多视和滤波后的差分干涉图。 将Write操作符与GoldsteinPhaseFiltering操作符相连。在Write列表中定义输出路径

最后是导出要进行snaphu处理的数据,以便应用相位解缠。要导出与snaphu处理相兼容的数据,点击Add- >Radar- >Interferometric - >Unwrapping- > SnaphuExport。在SnaphuExport选项卡中,指定“Target folder”(目标文件夹)的完整路径并保存。 并设置如下参数。

Statistical-cost mode: DEFO

Initial method(初始方法): MCF

Number of Tile Rows: 1

Number of Tile Columns: 1

设置完毕后,通过单击窗口底部的“save”,将图形保存为myGraph2.xml。然后单击Run运行。运行完毕后,关闭GraphBuilder窗口。 在Product Explorer中添加了新的输出产品。此时可以点击 Bands查看“Phase_ifg_VV_06Jun2016_10Sept2016”。 在视图窗口中,我们可以看到输出的差分干涉图,其中相位以条纹(-pi,pi)的形式表示。

 

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