估算地物高度

来源：https://vis-webcontent.s3.amazonaws.com/quickguides/SAR+Essentials/Estimate+Feature+Heights/index.html#/

第 1 课，共 1 课

估算地物高度

在本快速指南中，您将：

• 使用 SAR 高度估计 工具测量单视复（Single Look Complex，SLC）影像中人造物体的高度。
• 使用 SAR 3D 点估计 工具估算地形上单个点的地形高度。这需要从不同视角获取的两幅重叠影像。该工具利用立体视图来计算精确的 x, y, z 位置。

虽然本快速指南中的示例使用的是 SLC 影像，但您也可以使用具有斜距或地距几何结构的功率（power）影像。

示例数据

本快速指南中的练习使用三幅 Umbra SLC 影像进行演示。请下载下面的 ZIP 文件，并将其内容解压缩到您计算机上的专用目录中。

[SAREssentials_高度估计.zip

235.6 MB

下载向下箭头下方带水平线](assets/SAREssentials_HeightEstimation.zip)

布宜诺斯艾利斯数据集 - 物体高度

• 文件名：Umbra_BuenosAires_slc。还包含一个关联的 ENVI 头文件（.hdr）和一个 ENVI SARscape 元数据文件（.sml）。
• 获取日期：2024年5月25日
• 处理说明：源数据集是国家图像传输格式（National Transmission Imagery Format，NITF）的传感器无关复数数据（Sensor Independent Complex Data，SICD）文件，需要 ENVI NITF/NSIF 模块才能读取。由于并非所有用户都拥有 ENVI NITF/NSIF 模块，我们使用了 SAR 基础数据处理 工具中的“导入数据”选项来创建 SARscape 格式的 SLC 影像，而不是 SICD 格式。
• 来源：Umbra 开放数据计划（在新标签页中打开），署名 4.0 国际（CC BY 4.0）许可证（在新标签页中打开）。源 ID 为 2024-05-25-13-01-21_UMBRA-04_SICD。

海南岛影像对 - 3D 地形高度

• 文件名：Umbra_HainanIsland_1_slc 和 Umbra_HainanIsland_2_slc（包含关联的 .hdr 和 .sml 文件）
• 获取日期：2024年5月25日
• 处理说明：我们使用了 SAR 基础数据处理 工具来创建 SARscape 格式的 SLC 影像。
• 来源：Umbra 开放数据计划（在新标签页中打开），署名 4.0 国际（CC BY 4.0）许可证（在新标签页中打开）。源 ID 为 2023-01-23-13-46-55_UMBRA-04_SICD 和 2023-01-29-01-59-33_UMBRA-05_SICD。

估计物体高度

在第一个练习中，您将使用 SAR 高度估计 工具来测量 SLC 影像中垂直人造物体的高度。为了准确估算高度，SLC 影像应具备：

• 入射角不超过 75 度（最好小于 60 度）；并且
• 高度敏感度不超过 20 米（最好小于 10 米）

建议的第一步是使用您打算使用的影像和 高度估计 选项运行 检查数据兼容性 工具。报告面板将显示入射角和高度敏感度值；例如：

对于本快速指南，我们将跳过 检查数据兼容性 的步骤。有关更多信息，请参阅 SAR 要点：检查数据兼容性 快速指南。

1 启动 ENVI。
2 在 工具箱 中，展开 SAR 要点 文件夹，然后双击 SAR 高度估计。SAR 高度估计工具 出现。

3 点击打开菜单项并选择 打开影像。SAR 选择影像 对话框出现。
4 点击 输入影像 旁边的浏览按钮。出现一个文件选择对话框。
5 转到您保存本快速指南示例数据的位置，选择文件 Umbra_BuenosAires_slc.sml。然后点击打开。
6 在 SAR 选择影像 对话框中点击确定。几秒钟后，SLC 影像被添加到 图层管理器 并显示在 影像窗口 中。
7 点击 工具栏 中的 缩放到全图范围 按钮。

影像显示了四座高楼、一艘在港口的航空母舰以及一些船用起重机。这些建筑物表现出强烈的叠掩效应，看起来像是向侧面倾斜。影像的方向也是阴影朝下，因此物体没有以直观的方式定向。

最准确的高度估计仅对建筑物、塔楼和天线等垂直物体才有可能。在本练习中，您将测量高楼的高度。

8 您将根据明亮的叠掩（而不是黑暗的阴影）来测量建筑物的高度。点击模式菜单项，确认叠掩被选中。
9 放大到如下所示的长条形建筑。它位于影像顶部中心附近。
10 点击开始按钮。光标变为十字准线符号。
11 点击建筑物的底部。该点出现一个黄色圆圈，并有一条虚线沿方位角方向延伸。建筑物的叠掩沿此方向延伸。

12 沿虚线到达建筑物的顶部，如下图所示，进行第二次点击。

估计的高度报告在 SAR 高度估计工具 中。在以下示例中，高度为 125.93 米。

13 点击停止按钮。黄色标注和报告的高度测量值被清除。
14 对其他建筑物和其他垂直物体重复这些步骤。
15 完成后，关闭 SAR 高度估计 工具。然后在 图层管理器 中右键单击视图项并选择 移除所有图层。

接下来，您将使用不同的工具，根据一对重叠的 Umbra 影像来估算地形高度。

3D 点估计背景

在此练习中，您将使用 SAR 3D 点估计 工具来估算中国海南岛上单个点的地形高度。

该工具接受从不同视角获取的两幅重叠 SLC 影像。它们可以来自不同的传感器，可以具有不同的极化方式，并且可以具有不同的轨道方向（升轨或降轨）。下表总结了输入影像的视角几何要求：

	最小值	最大值	最佳最大值
入射角差	无	120°	50.0°
方位角差	无	120°	50.0°
重叠区域交集 1	10%	250,000 km²

1 最小重叠区域交集是必要的，以便在两幅视图中检索同一物体的同一特征。

使用 SAR 兼容性检查 工具来测试您的影像对是否适合与 SAR 3D 点估计 工具一起使用。有关更多信息，请参阅 SAR 要点：检查数据兼容性 快速指南。

您将在本练习中使用的海南岛影像对满足上述要求；具体而言：

• 入射角差为 12.3 度。
• 方位角差为 23.6 度。
• 影像 #1 覆盖区域面积为 2.8 km²。影像 #2 覆盖区域面积为 2.5 km²。重叠区域交集为 2.2 km²（远高于 10%）。

运行 SAR 3D 点估计工具

1 在 工具箱 的 SAR 要点 文件夹下，双击 SAR 3D 点估计。SAR 3D 点估计工具 出现。

2 点击打开菜单项并选择 打开影像对。出现一个问题对话框：“ENVI 布局中的所有影像都将关闭，当前会话将保存并在工作流程结束时恢复。您要继续吗？” 这适用于一个或多个影像已在 ENVI 中显示的情况。该提示允许您保存视图布局以供以后使用。
3 点击是以关闭问题对话框。SAR 选择影像 对话框出现。
4 点击 输入左影像 旁边的浏览按钮。出现一个文件选择对话框。
5 选择 Umbra_HainanIsland_1_slc 并点击打开。
6 点击 输入右影像 字段旁边的浏览按钮。
7 选择 Umbra_HainanIsland_2_slc 并点击打开。

8 点击确定。在此工具中打开两幅影像可能需要一些时间，因为它们在被显示之前会被导入并进行多视处理。几秒钟后，影像被添加到 图层管理器 并显示在 影像窗口 的单独视图中。由于 SLC 影像未地理配准到标准地图投影，因此视图会为每幅影像显示不同的位置。

9 在 图层管理器 中，右键单击 Umbra_HainanIsland_1_slc 并选择 缩放到图层范围。
10 对 Umbra_HainanIsland_2_slc 重复此步骤。影像以其完整范围显示。第一幅影像是从升轨获取的，而第二幅是从降轨获取的。因此，影像在垂直方向上看起来是翻转的。

确定地形高度

要准确计算单个点的高度及 x, y 坐标，您必须在两幅影像上点击相同的特征和位置。如果分辨率允许，理想情况下应在像素级别选择您的点。

1 在 SAR 3D 点估计工具 中点击开始按钮。
2 在左视图中点击一个地形特征。一个黄色十字准线符号添加到该点。第二个十字准线符号会自动添加到右视图中的同一区域。
3 点击并拖动第二个视图中的十字准线，以精确定位相同的地形特征。
4 在视图中右键单击并选择 接受位置。高度值报告在 SAR 3D 点估计工具 中。第一个值是高于椭球面的高度。第二个值是高于 EGM96 大地水准面的高度。第三个值是高于 EGM2008 大地水准面的高度。

5 点击停止按钮。黄色十字准线和报告的测量值被清除。
6 根据需要重复这些步骤以计算其他特征的地形高度。

视频演示

点击下方的 播放视频 按钮，观看 SAR 3D 点估计 工具的视频演示。

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本快速指南到此结束。

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