处理单视复数（SLC）强度数据

来源: https://vis-webcontent.s3.amazonaws.com/quickguides/SAR+Essentials/Process+SLC+Intensity+Data/index.html#/

第 1 课，共 1 课

处理单视复数（SLC）强度数据

在本快速指南中，您将：

•

了解准备用于视觉解译和制图的 SLC 数据集需要哪些步骤。 * •

打开并显示韩国光阳港的 Umbra SLC 数据集。 * •

使用 SAR 基础数据处理 工具，基于 Umbra SLC 数据集创建一个经过多视处理、滤波和地理编码的图像。 * •

打开意大利和瑞士阿尔卑斯山的 Capella SLC 数据集。 * •

使用 SAR 基础数据处理 工具，基于 Capella SLC 数据集创建一个分类图像，以揭示 SAR 阴影和不同程度的叠掩现象。

示例数据

本快速指南中的练习使用两个不同的 SLC 图像进行演示。请下载下面的 ZIP 文件并将其内容解压缩到您计算机上的一个目录中。

[SAREssentials_BasicDataProcessing.zip

4.3 GB

下载箭头向下，下方有横线](assets/SAREssentials_BasicDataProcessing.zip)

韩国数据集

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文件名: Umbra_SouthKoreaPort_slc (包含关联的 .hdr 和 .sml 文件) * •

获取日期: 2024 年 1 月 5 日 * •

处理说明: 源数据集是国家图像传输格式（NITF）中的传感器独立复数数据（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 SAR 基础数据处理 工具中的"导入数据"选项创建了 SARscape 格式的 SLC 图像，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)(在新标签页中打开) 许可。源 ID 是 2024-01-05-01-53-37_UMBRA-07_SICD。

阿尔卑斯山数据集

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文件名: Capella_Alps_slc (包含关联的 .hdr 和 .sml 文件) * •

获取日期: 2024 年 10 月 1 日 * •

处理说明: 源数据集是 SICD/NITF 文件。由于并非所有用户都拥有 ENVI NITF/NSIF 模块，我们使用 SAR 基础数据处理 工具中的"导入数据"选项创建了 SARscape 格式的 SLC 图像，而不是 SICD 格式。 * •

来源: Capella 开放数据(在新标签页中打开)，署名 4.0 国际 (CC BY 4.0)(在新标签页中打开) 许可。源 ID 是 CAPELLA_C13_SP_SICD_HH_2024100118414。 * •

同时包含一个来自 swissALTI3D(在新标签页中打开) 的 0.5 米数字高程模型（DEM）。它覆盖的地理区域与 Capella 图像相同。在创建地理编码图像时，理想情况下应使用分辨率及获取时间与 SLC 数据密切匹配的 DEM。Capella SICD 图像的地距分辨率和方位分辨率约为 0.4 米，因此 swissALTI3D DEM 将能很好地工作。

背景

由于其斜距几何形态和斑点外观，SLC 图像可能难以进行视觉解译。您可以使用 SAR 基础数据处理 工具来平滑和地理配准（或地理编码）SLC 图像，以便在 GIS（地理信息系统）应用中更容易地进行视觉解译和制图。

使用此工具，您可以将以下任何处理步骤组合应用于 SLC 数据：

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空间子集划分: 您可以选择 Google Earth KML/KMZ 文件或 shapefile 来定义一个子集区域。这可以显著减少处理大型源文件所需的时间。在本快速指南中，您不会执行空间子集划分。 * •

多视处理: SLC 图像代表斜距几何形态，其距离向和方位向的像素间距是不同的。多视处理会平均方位和距离分辨率单元，从而以降低空间分辨率为代价来减少斑点噪声。 * •

空间滤波: 由于给定单元内存在多个后向散射源，SAR 图像通常具有斑点外观。多视处理通常被用作减少斑点的第一步；但是，您可以应用额外的滤波来进一步平滑 SAR 图像。 * •

地理编码: 将 SLC 数据地理配准到 WGS-84 地理坐标系。 * •

叠掩和阴影掩膜创建: 创建显示叠掩和 SAR 阴影区域的分类图像。

在使用其他 SAR Essentials 工具之前，您不需要运行 SAR 基础数据处理 工具。大多数工具和工作流程已经包含了某种程度的处理和地理编码。实际上，您只需要使用此工具来创建经过多视处理、滤波和地理编码的图像；或者如果您想创建一个 SARscape (_slc) 格式的文件以便与 ENVI SARscape 一起使用。

打开并显示 Umbra SLC 图像

1

从 ENVI 菜单栏中选择 文件 > 打开。出现一个打开对话框。 - 2

转到您解压示例数据的位置，然后进入 South Korea 目录。 - 3

选择文件 Umbra_SouthKoreaPort_slc。 - 4

点击打开。该图像被添加到图层管理器并显示在图像窗口中。 - 5

等待 ENVI 构建必要的金字塔文件，如状态栏所示。 - 6

点击工具栏中的 缩放到全图范围 按钮。

7

点击工具栏中的拉伸类型下拉列表并选择 高斯分布。这会增强图像的亮度。

图像显示出高度倾斜的视角，因为 SAR 传感器在其穿越过程中从侧视角度获取数据。图像的方向是北朝下。

由于传感器在距离向和方位向的分辨率不同，物体显得被拉长了。稍后当您创建经过多视处理、滤波和地理编码的图像时，像素将变为正方形。这提高了图像质量并使解译更容易。

8

放大图像，并注意地物（如下方的船只）高度斑点的"椒盐"外观。这是 SLC 图像中复杂后向散射的结果。

9

从菜单栏中选择 文件 > 数据管理器。出现数据管理器。

该图像包含 SLC 数据，其中每个像素记录了后向散射信号的振幅和相位。实际信号记录在实部和虚部波段中，但这些波段不用于视觉解译。

幅度与振幅或强度是同一概念。它指的是传感器接收到的反射信号的强度。对于 SLC 图像，幅度波段对视觉解译最有用；因此，它默认显示。

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关闭数据管理器。

尽管从技术上讲幅度图像适合进行视觉解译，但其几何形态使得解译变得困难。图像代表斜距几何形态，具有斑点外观，并且未经地理配准或相对于北方向定向。接下来，您将使用 SAR 基础数据处理 工具来纠正这些问题。

11

在图层管理器中，取消勾选 Umbra_SouthKoreaPort_slc 图层以暂时隐藏它。

运行 SAR 基础数据处理工具

1

在工具箱中，展开 SAR Essentials 文件夹并双击 SAR 基础数据处理。出现SAR 基础数据处理对话框。输入标签页处于活动状态。 - 2

点击 添加文件 按钮（绿色的"加号"图标）。出现一个文件选择对话框。 - 3

选择 Umbra_SouthKoreaPort_slc.sml 并点击打开。

4

点击可选标签页。 - 5

点击 DEM 选项 下拉列表并选择 海平面。 - 6

接受 输出坐标系、极化和 启用 Sentinel-1 数据镶嵌 的默认设置。 - 7

点击 滤波方法 下拉列表并选择 Refined Lee。这是一种特定的 SAR 滤波器，它能在使用空间平均来减少斑点噪声的同时增强边缘和线条。

8

点击导出标签页。 - 9

在 生成产品 列表中，仅选择 地理编码数据。 - 10

其余字段留空。

11

点击 下一步 按钮。处理需要几分钟。完成后，将显示报告面板。 - 12

滚动报告，注意原始 SLC 图像的特征和几何形态。

有关解释这些报告的更多信息，请参阅 SAR Essentials：检查数据兼容性 快速指南。

地理编码图像和处理文件将写入输出目录首选项中指定的目录。要验证位置，请从菜单栏中选择 文件 > 首选项。在首选项对话框中，点击左侧的目录项目，查找 输出目录 首选项设置。您可以根据需要更改此目录，但必须关闭并重新启动 ENVI 才能使更改生效。

13

在 SAR 基础数据处理 对话框的左下角点击蓝色的帮助按钮。弹出一个窗口，显示该工具的简要说明。 - 14

点击弹出对话框底部的 阅读更多 链接。将打开一个新的浏览器窗口或标签页，显示该工具的关联帮助主题。请保持此页面打开以供下一个练习使用。

15

点击完成按钮。报告面板被关闭。 - 16

点击工具栏中的 缩放到全图范围 按钮。 - 17

点击工具栏中的拉伸类型下拉列表并选择 平方根。这会增强地理编码图像的亮度。

这就是经过多视处理、滤波和地理编码后的图像外观。它具有天底点视角。我们在下图中添加了一个图像放大镜注释（红色）。请注意，与原始 SLC 图像相比，建筑物的形状更加准确。

接下来，您将重新运行 SAR 基础数据处理 工具并创建一个叠掩/阴影分类图像。

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在图层管理器中，右键点击视图项目并选择 移除所有图层。

创建叠掩和阴影分类图像

此练习使用瑞士和意大利阿尔卑斯山的 Umbra SLC 数据集进行演示。以下真彩色图像显示了大致覆盖区域：

1

从菜单栏中选择 文件 > 打开。出现一个打开对话框。 - 2

转到您保存本快速指南示例数据的位置，然后进入 Alps 目录。 - 3

选择文件 Capella_Alps_slc 并点击打开。SLC 图像被添加到图层管理器并显示在图像窗口中。此图像也具有失真的视角，与您之前查看的 Umbra 图像非常相似。以下屏幕截图显示了图像的全范围：

4

在工具箱中，双击 SAR 基础数据处理。出现SAR 基础数据处理对话框。 - 5

点击 输入文件列表 字段旁边的 添加文件 按钮。出现一个文件选择对话框。 - 6

选择 Capella_Alps_slc.sml 并点击打开。

7

点击可选标签页。 - 8

点击 DEM 选项 下拉列表并选择 使用输入 DEM。 - 9

点击 输入 DEM 字段旁边的浏览按钮。出现一个文件选择对话框。 - 10

选择文件 SwissALTI3D_DEM.dat 并点击打开。 - 11

对于 减去大地水准面 选项，选择是。 - 12

点击 大地水准面类型 下拉列表并选择 EGM2008。 - 13

删除 DEM 数据忽略值 的默认值 -32768。 - 14

点击 滤波方法 下拉列表并选择 Refined Lee。 - 15

其余字段保持不变。

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点击导出标签页。 - 17

使用键盘上的 Ctrl 键多选 地理编码数据 和 叠掩/阴影掩膜。 - 18

其余字段留空。

19

点击 下一步 按钮以创建地理编码图像和叠掩/阴影分类图像。处理完成后，将显示报告面板。 - 20

点击完成按钮以关闭 SAR 基础数据处理 工具。

解译叠掩和阴影分类图像

1

在图层管理器中，取消勾选以下图层以隐藏它们：

Capella_Alps_geo_info.anz （注记图层）
Capella_Alps_geo_ls_mask_info.anz （注记图层）
Capella_Apls_slc （原始 SLC 图像） - 2

右键点击 Capella_Alps_geo 图层并选择 缩放到图层范围。这是地理编码图像。

3

取消勾选 Capella_Alps_geo 图层（地理编码图像）以隐藏它。叠掩和阴影分类图像被显示。

4

取消勾选类别 0 到 4 以隐藏它们。图层 5-7 已启用，但它们不包含任何像素。这意味着 SAR 基础数据处理 工具未在 Capella 图像中识别出任何雷达阴影。 - 5

通过点击其复选框，逐一打开以下图层：

2: 叠掩主动
3: 叠掩近被动
4: 叠掩远被动

在查看每个图层时，您可以选择性地勾选或取消勾选地理编码图像 (Capella_Alps_geo)。 - 6

阅读 SAR 基础数据处理 帮助主题中的"叠掩和阴影掩膜技术说明"，以了解更多关于每种叠掩和阴影类型的信息。该帮助主题提供了关于如何计算每种类型的详细技术信息。

本快速指南到此结束。

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